人類種植的大多數作物都不耐鹽。其中，歐美常見的硬粒小麥對土壤中的鹽分濃度尤為敏感。在鹽堿地裏，很多莊稼還沒成熟就已經枯死了，即使能收割，產量也會減少很多。
為什麽這些作物不適合在鹽堿地上生長？主要有兩個原因。首先，在鹽田裏，植物更難吸收水分，生長更慢。此外，鹽離子進入植物的蒸騰系統也會損傷葉細胞。鈉離子可以在細胞質和細胞壁中積累，抑制酶的活性，使細胞脫水，最終導致葉細胞死亡。(2)
小麥和水稻、大麥和玉米都屬於禾本科(Gramineae)，這個家族有10000多種植物。其花粉近圓形，表面有壹個萌發孔。圖片左邊是禾本科植物的花粉，右邊是各種不同形狀和大小的人工著色花粉粒的電鏡圖像。被圈起來的是禾本科花粉。wheatbp
然而，有些植物天生具有耐鹽性。2006年，澳大利亞和英國科學家發現，在壹個相當古老的二倍體小麥品種Triticum monococcum中，有兩個基因位點可以表達能夠提高植物耐鹽性的蛋白質分子。壹粒小麥是現代小麥的祖先，也是人類最早種植的小麥品種。著名木乃伊冰人奧茨的腸道裏發現了壹顆加工過的小麥。然而，壹粒小麥早已被排除在現代人的食譜之外，它所攜帶的耐鹽基因也在漫長的人工育種過程中消失了。Graham和他的同事首先在小麥中鑒定了壹個關鍵的耐鹽基因TmHKT1。5a .格雷厄姆讓tmhkt 1；5-A分別在酵母細胞和爪蟾卵中表達。發現這個基因編碼了壹個鈉離子通道，其功能是將鈉離子排出細胞。
進壹步的研究表明，在小麥中，tmhkt 1；5-A主要在根的木質部細胞中起作用。根系吸收的水分必須經過木質部才能到達葉片，而如果木質部細胞配備了這種“排鹽器”，那麽從根系吸收的水分在運輸過程中就會損失相當多的鈉離子。這樣，在導管中的水到達葉片之前，鹽濃度將降低到安全水平。這已成為小麥耐鹽的秘密。
格雷厄姆和他的同事通過雜交從人工種植的硬粒小麥中獲得了壹個耐鹽基因TmHKT1。5a .如果生長在鹽堿地上，這種新培育的抗鹽小麥的葉片含鹽量確實低於普通硬粒小麥。雖然研究人員采用了很多分子育種技術，但這種耐鹽雜交小麥還不能算是轉基因作物，所以在未來的市場推廣、種植和銷售過程中，新的雜交小麥不會受到壹些政策限制。
與之前的研究相比，格雷厄姆的結果更漂亮。因為他的研究不僅在實驗室取得了成功，而且在實際耕地中也取得了很好的效果。澳大利亞各地的田間試驗表明，這種新的抗鹽小麥確實可以提高產量，不僅可以使鹽田的糧食產量最多提高25%，而且在普通耕地上也不會減產。
在這項研究中，格雷厄姆和他的同事利用歐美常見的四倍體硬粒小麥作為材料，培育出壹種新的雜交小麥，這種小麥也是四倍體小麥。然而，在發展中國家，人們大多種植六倍體普通小麥。因此，如果耐鹽基因也能導入六倍體普通小麥，將更好地幫助發展中國家提高糧食產量，更有效地緩解全球饑餓問題。在接受殼牌采訪時。格雷厄姆說，他們已經通過雜交育種技術成功地將耐鹽基因轉移到六倍體小麥中。這種帶有新基因的六倍體雜交小麥品種的葉片也能很好地保護免受高鹽土壤的傷害，使整株具有抗鹽能力。然而，格雷厄姆和他的同事們的田間實驗仍在進行中，以測試這種新的耐鹽六倍體雜交小麥是否真的能提高產量。
有人會擔心新培育的抗鹽雜交小麥會進壹步加劇土地鹽堿化程度。出於這個原因，Graham告訴Shell.com，新培育的耐鹽雜交小麥不會比其他作物品種更惡化土壤質量。在自然條件下，土壤鹽堿化的主要原因仍然是雨水的淋溶。
這項研究不僅培育了新的作物品種，而且再次表明人類作物的野生親緣很可能是基因的寶庫。在漫長的育種過程中，人類作物失去了很多基因，對環境脅迫的抵抗力越來越差。試圖從這些作物的野生對應物中找回丟失的優良基因是壹種可行的育種方法。