据今年一月份結束的瑞士达沃斯世界經濟論壇 (World Economics Forum, Davos) 提供的水問題報告 (Water Initiative) 指出，如果人類沿用目前的用水方式，2025 年全球將有55%的人口需依賴食物進口，作物因缺水造成的損失將等於目前產量的30% (等於美國+印度的產量)。顯然這是個人類必須避免的灾难性遠景。中國的水資源僅為世界平均水平的四分之一，而且地區和時間上分佈極不平均。水资源短缺是我国北方和西北地区作物生产的最主要限制因素。面对十分有限并且日益减少的水资源，如何维持甚至增加作物产量？我们在今后5－10年里应研究什么？

1、揭示作物对水分胁迫响应的分子机理和生理调控

有关作物对水分胁迫的响应机理，国内外作了大量的研究。但是，随着分子生物学技术的发展，我们可以站在更高的起点去做更多的工作，了解更多的未知东西。最基本的我们需要知道：(1)随着土壤水分有效供应量的减少，植物是如何维持其正常生长的膨胀度的？植物代谢基因是如何调控对水分胁迫响应的？其分子机理是什么？(2)在由水分胁迫产生的氧化逆境下，植物是如何维持其细胞膜完整度的？植物基因如何对氧化逆境作出响应，如何防卫氧化逆境的伤害？(3)植物的其他生理功能是如何维持或作为对水分胁迫响应的整体部分是如何调节的？需要在植物的整体水平上研究化学信号或水信号的调节作用机理。

2、培育抗旱高产品种

抗旱品种的选育是作物节水生产的重要内容。因常规育种是在干旱条件下的自然选择，故育种的周期长，化工多。但常轨育种可以容易组合多个基因，因此，该方法仍是一种有效的育种途径。从理论上讲，分子育种是一条新的途径，但有效的抗旱基因非常有限。在小麦上的一个例子是通过抗旱品种的选育能维持在干热条件下的小麦灌浆期。因土壤水分条件（灌溉少）或干热气候条件，小麦会早衰而影响籽粒灌浆。通过“保绿”特性基因的导入可以延长小麦在干旱逆境条件下的灌浆期。这种“保绿”特性包括了从根系功能到叶绿体维持的许多基因。回交的方法是导入“保绿”特性的最容易方法。

3、作物田间的水管理

怎样并何时将有限的水用到作物的整个生长季节中去是一个非常棘手的问题。可以利用时间或空间调节，进行亏缺灌溉。时间调节或调亏灌溉是指当土壤水分下降到一定程度或植株对水分胁迫响应发展到某一时期时进行灌溉。空间调节亏缺灌溉也称部分根系灌溉，是指在一次灌溉中将水供应到部分根区，在作物整个生长季节保持根区两边土壤水分的差异。虽然亏缺灌溉已经证明是一种节水灌溉技术，但随着新的灌溉设施如滴灌和新的供水体系的发展，新作物体系（如中国西北果园的扩大）的推广以及新生产方法（如地膜覆盖和塑料大棚生产）的建立和应用，我们仍有大量工作要做。此外，我们的研究发现，土壤落干（soil-drying）可以调节植物的生长发育。 对于土壤落干调节作物的生长发育的机理，需要在生理和分子水平上进行深入研究。