人工培育发光植物离我们有多远？/图 _有多远

【人工培育发光植物离我们有多远？/图】

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中科院上海生命科学研究院植物生理生态所研究员刘宏涛
近期有科学家称，夜间发光的树可能很快成为街灯的天然替代品。英国剑桥大学的安东尼·埃文斯和美国斯坦福大学博士凯尔·泰勒以及奥姆雷·阿米拉夫·迪罗里已在加利福尼亚州一个“自己动手做”生物实验室培育出夜间发光植物。
“到处都是会发光的植物，即使到了深夜，森林里也是一片璀璨光芒。”电影《阿凡达》所呈现的这一景象让人们展开大胆想象——150年后，地球上的植物是否就像电影里描绘的那样发光？
150年太久，科学家们先行一步，将萤火虫体内的发光基因转移到一种名为“拟南芥”的微小植物上，使它们在黑暗中发光。科学家们还期望能将这一成果应用到较大植物和树木上，用它们替代电灯。
现实中真的存在发光植物吗？人工何以培育发光植物？为何要选用“拟南芥”作为实验对象？培育有何难点？……本期科技之谜将与读者一同探索发光植物的世界。
植物为何会发光？
如果你有机会在巴西靠近大西洋的雨林中穿行，一定要留心在树木旁闪闪发光的小东西——它叫Mycena luxarboricola，是一种会发出荧光的小蘑菇，仅靠树皮生长。据统计，在全球150万种物种中，能发出生物荧光的真菌类物种达到了71种。
“我国的灯笼树，非洲的夜光树以及非洲的某些芦荟都属于发光植物。”中科院上海生命科学研究院植物生理生态所研究员刘宏涛说，尽管植物会发光这一现象看似有悖常理，但它确实是存在的，并非假设命题。
植物为何会发光？刘宏涛说：“主要因为在这些植物的叶子里，含有很多磷质，能释放出少量的磷化氢气体。由于磷化氢的燃点很低，在空气中可以自燃，所以植物会发出淡蓝色的光。”
但目前，植物发光目的何在仍尚未可知。有专家猜测，蘑菇通常是蕴含孢子的部位发光，这或许有助于吸引昆虫注意，帮助它们把孢子扩散到其他地方，生成新蘑菇。也有可能是为了吸引这些昆虫的天敌，在这些虫子破坏菌丝体前被它们的天敌消灭掉。但就目前来看还没有任何可靠的数据来证实这些观点。
人工何以培育发光植物？
尽管现实中有这些发光植物的存在，但想让它们服务大众可是一个不小的挑战。在科技日趋成熟的今天，人工培育发光植物似乎是个不错的选择。
中科院遗传与发育生物学研究所研究员焦雨铃说：“我们可以将其它发光生物的发光蛋白转化入植物，即有可能人工构建发光植物。比如来自萤火虫的荧光酶（luciferase）。”
据美国加利福尼亚州发光植物专案的研究人员称，这项研究最初便是从可进行生物发光的萤火虫和发光蠕虫身上获得灵感。
如何将发光蛋白转入植物中？“选择‘转基因生物发光’，是利用我们熟悉的萤火虫的发光原理，让植物模拟萤火虫发光。利用转基因技术使植物发光需要荧光素和荧光素酶。”刘宏涛说，“荧光的产生来自于荧光素的氧化，在没有荧光素酶的情况下，荧光素与氧气反应的速率非常慢。荧光素在荧光素酶的作用下氧化，同时放出能量，这种能量以光的形式表现出来，就是我们看到的生物光。”