科学家改造出植物界“萤火虫”能在黑暗中自发光

夜色下的尸体

中新网 5 月 4 日电 据台湾联合新闻网报道，科学家利用生物技术，成功将发光蘑菇的基因移植到烟草植物上，让植物在整个生命周期都能持续散发明亮的绿色可见光。
据报道，生物发光是指生物体内发生化学反应，将化学能转化为光能、进而自体发光的现象，大家最耳熟能详的为萤火虫。不过除萤火虫外，生物发光现象其实在一些真菌、鱼类、海洋无脊椎动物中也都存在。只是，过去通常会忽略，植物是否也能表现出这种特性。


科学家将发光蘑菇的基因移植到烟草植物上，让植物在整个生命周期都能持续散发明亮的绿色可见光。 图片来源：英国《每日邮报》官方 " 推特 " 截图。
目前，俄罗斯科学院生物有机化学研究所、奥地利科学技术研究院、伦敦医学科学研究所与俄罗斯生物科技新创公司 Planta 合作，从一种发光蘑菇中提取特殊 DNA，并将其植入烟草植物 ( 生长迅速且遗传基因简单 ) 中，发现经过基因改造的烟草植物在整个生命周期 ( 种子、发芽、成熟到枯萎 ) 中，根、茎、叶、花都能发出肉眼可见的绿光。
事实上，蘑菇本身与植物没什么密切关系，关键在于被称为咖啡酸 ( caffeic acid ) 的有机分子，所有植物都需要这种分子来制造细胞壁，而蘑菇中该分子涉及 4 种酶的代谢循环，来产生光。首先，2 种酶将咖啡酸转化为发光前驱物，然后透过第 3 种酶处理，变成能够发射光子的氧化分子，第 4 种酶再将分子转换回咖啡酸不断循环。
研究团队将蘑菇特有的这 4 种酶转移至烟草植物中，虽然过去科学家也曾结合萤火虫体内酵素，设计出短暂发光的植物，但这次结合蘑菇 DNA 的植物亮度提高了 10 倍且持续性发光，同时还无需借助外部化学物质。
报道称，该技术突破将为科学家提供一种观察植物内部运作的新方法，至于市场方面，也能应用在观赏或装饰植物用途，研究团队报告他们目前正在试验其他可发光的植物，包括长春花、矮牵牛和玫瑰。
据悉，新论文发表在《自然 - 生物科技》 ( Nature Biotechnology ) 期刊上。