在主要粮食作物中，目前只有水稻能够在洪水中生存。得益于新的研究，这一情况可能很快就会改变，这对于降雨频率和强度都在增加的世界来说是个好消息。
该研究最近发表在《科学》杂志上，研究了其他作物在淹水时与水稻的比较。研究发现，这些植物——一种野生番茄、一种用于农业的番茄和一种类似苜蓿的植物——都共享至少68个家族的基因，这些基因在应对洪水时被激活。
水稻是从生长在热带地区的野生品种驯化而来的，它适应了忍受季风和水涝。一些参与这种适应的基因存在于其他植物中，但尚未进化到在根部被淹时开启。
研究负责人朱莉娅·贝利-塞雷斯，加州大学河滨分校的遗传学教授说：“我们希望利用从水稻中学到的知识，来帮助激活其他植物中可能帮助它们在淹水时存活的基因。”
在研究中，团队检查了位于植物根尖的细胞，因为根部是应对洪水的第一响应者。根尖和芽也是植物主要生长潜力所在的地方。这些区域含有可以帮助植物增强对洪水抵抗力的细胞。
团队进一步研究了这些根尖细胞中的基因，以了解它们在浸水并缺乏氧气时是否以及如何被激活。
加州大学河滨分校的主要研究人员之一毛里西奥·雷纳索说：“我们以一种前所未有的细节水平，研究了DNA如何指示细胞产生特定的应激反应。”
研究合著者、加州大学戴维斯分校的植物生物学副教授西沃恩·布拉迪补充说：“这是第一次以如此全面的方式研究洪水响应，跨越了进化上不同的物种。”
涉及洪水适应的基因被称为淹水上调家族（SURFs）。合著者、加州大学戴维斯分校的植物生物学教授尼利玛·辛哈说：“由于进化将水稻和其他物种的祖先分开了多达1.8亿年，我们没想到会发现68个SURFs是共同的。”
该研究是由国家科学基金会的植物基因组研究计划资助的国际合作。研究人员来自加州大学戴维斯分校、埃默里大学、阿根廷的拉普拉塔国立大学和荷兰的乌得勒支大学。
尽管在洪水实验中所有植物中的SURFs都被激活，但它们的遗传响应不如水稻有效。生长在沙漠土壤中的野生番茄物种在淹水时枯萎并死亡。
气候变化也会产生过度干旱的时期，正在进行单独的努力来研究作物对这些条件的适应能力。然而，贝利-塞雷斯说，与干旱相比，洪水响应的研究较少，这使得这项工作更加重要。
该小组现在计划进行额外的研究，以提高目前因过量水而死亡和腐烂的植物的存活率。
今年并不是第一次因过量降雨而使农民无法种植玉米、大豆和苜蓿等作物。洪水还损害了他们能够种植的作物的质量。随着气候继续变化，这一趋势可能会继续。如果不努力确保我们的作物适应，世界粮食供应的安全性就处于危险之中。
贝利-塞雷斯说：“想象一个孩子们没有足够卡路里来发育的世界。作为科学家，我们有责任帮助植物抵抗洪水，以确保未来的粮食安全。”