美国科学家的一项新发现有望为保护农作物生产、减少干旱造成的植物死亡提供助力。据悉，干旱对美国农作物产量影响巨大，占其农作物产量损失的四分之一。

水是植物生长、繁殖和生存不可或缺的因素，然而干旱会给植物带来严重胁迫，不仅可能大幅降低年产量，甚至导致作物全部死亡。同时，干旱还会增加农民的灌溉成本，最终造成粮食供应减少，消费者食品价格上涨。

经过多年对植物干旱机制和影响的研究，美国农业部农业研究局(ARS)和科罗拉多州立大学(CSU)的科学家取得了重要成果。他们发现了植物在干旱期间死亡的原因，以及逆转干旱某些影响的方法。此外，还发现一种野生小米的近缘种对极端干旱具有显著恢复力，能在急性干旱事件后“复活”。该研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》上。

在严重干旱胁迫下，土壤和大气干燥，植物体内液态水转化为水蒸气，这一过程被称为栓塞形成，会导致植物导水组织内形成气泡堵塞，减少水分和矿物质从土壤(根部)向叶片的输送，损害植物生长、繁殖和生存所需的基本过程。由于过去研究使用的仪器和方法无法观察到栓塞，人们对植物中栓塞的形成机制了解甚少。此次，ARS和科罗拉多州立大学的科学家团队采用创新方法，用实验室X射线机扫描整株植物，观察水分在植物各部位(包括茎、根和叶)的流动情况，从而检测到植物中气泡(栓塞)的形成。

ARS科罗拉多州水资源管理和系统研究部门的植物生理学家肖恩·格里森(Sean Gleason)表示：“我们发现一种野生小米近缘种能够逆转输水组织中栓塞的形成，将其称为复活小米，因为即使几乎100%的组织已经栓塞，浇水后植物也能重新填充这些栓塞并恢复。”

科罗拉多州立大学森林与牧场管理系的特洛伊·奥切尔特里(Troy Ocheltree)解释了该研究对作物改良和天然草原的重要意义。他称，研究结果表明，即使植物遭受严重胁迫，也可能在干旱发生后的同一年恢复生长，这种能力会影响作物产量和牲畜的饲料供应量。

目前，研究人员正尝试利用新技术，将这种小米品种的弹性转移到小麦、玉米和水稻等其他作物品种，以保护美国农业。

更多信息： Jared J. Stewart 等人，《杂草茎中木质部栓塞再填充机制》，《美国国家科学院院刊》(2025)。