向螢火蟲和水母學習
早在1983年,美國生物學家就成功地將螢火蟲的發光基因植入到煙草(煙草可用于研究轉基因技術)體內,使煙草發出了光。但是這種發光植物需要外部提供發光物和能量,而且發光微弱,持續時間也很短,依靠肉眼難以觀測。
科學家又試著將水母的熒光蛋白改良后轉入植物組織中,并獲得了成功,但這類植物必須在紫外光或者藍光的激發下才能發出短暫的熒光,還需要用儀器才能夠檢測到,依然不算是真正具有自發光能力。
向真菌學習
2020年,來自美國和俄羅斯的科學家分別利用發光真菌,改造并建立了植物的生物發光系統。這種自發光植物進行呼吸作用的時候,吸收的氧氣可以促使酶與熒光素相互作用并發生氧化反應,此時就會以光的形式釋放能量。如果釋放出來的光能足夠強烈,就會產生肉眼可見的光。

繼續研究,變得更亮
2023年5月,我國浙江大學的都浩團隊又對這套植物發光系統進行了改良。他們在研究中發現,調整熒光素的含量可以改變植物發光的強度。通過鑒定和篩選,研究團隊在植物體內引入了兩個催化酶基因,產生的催化酶能高效促進植物體內發光物質的大量合成與積累,最終提高植物體內熒光素的含量,植物發光的強度自然就增強了。他們培育的發光植物的發光亮度較之前提高了5倍以上,哪怕是掉落的葉片,也能持續發光3天。


未來的幻想
研究發光植物不僅可以用來進行轉基因技術研究、發光原理研究,還可以用來給道路照明。想象一下,路邊的路燈沒有了,取而代之的是發光大樹,舉一根樹枝或者一株發光的花草就可以作為手電筒使用,這感覺多美妙啊!那樣不僅能夠節約電力,還能有效降低碳排放,起到節能環保和美化環境的雙重作用。
讓我們一起期待科學家快點創造出現實版的“仙境花園”和“魔法森林”吧!