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第一次看《阿凡達(dá)》時,電影中潘多拉星球上一棵巨大的、會發(fā)光的靈魂樹,至今讓我記憶猶新。
如今,這種只存在科幻電影中的情節(jié),照進(jìn)了現(xiàn)實。
前段時間,中國一家生物技術(shù)公司成功將螢火蟲和發(fā)光蘑菇的發(fā)光基因植入植物基因中,培育出能夠在黑暗中發(fā)出可見光的轉(zhuǎn)基因植物。
目前,這項技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于蘭花、向日葵和菊花等20多種植物花卉,并在2026年中關(guān)村論壇上高調(diào)亮相了。
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給植物裝一套“發(fā)光系統(tǒng)”
據(jù)新聞報道,培育自發(fā)光植物,靈感源自該公司創(chuàng)始人小時候的農(nóng)村生活。
“我出生在農(nóng)村,那時候很窮,所以晚上我只能躺在爺爺竹林里的吊床上乘涼,螢火蟲經(jīng)常落在我的胳膊上,我就會認(rèn)真觀察這些發(fā)光的小蟲子。”
多年之后,他在研究基因時,就突然萌發(fā)了要將螢火蟲發(fā)光基因轉(zhuǎn)接到向日葵中的想法。
他的想法也很簡單,若是植物可以在夜間發(fā)光,就能當(dāng)路燈用,無需電力也能照亮城市,還能作為“療愈人心”的景觀。
于是,他組建了一支團(tuán)隊,開始研究發(fā)光植物。
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至于花卉如何自己產(chǎn)生光,原理和螢火蟲是一樣的,是生物發(fā)光。
螢火蟲和發(fā)光真菌都依賴于熒光素酶作用于發(fā)光分子,從而釋放出可見光子,轉(zhuǎn)化率幾乎為100%,不會像燈泡那樣發(fā)熱,屬于冷光。
研究人員成功分離出負(fù)責(zé)這些化學(xué)反應(yīng)的特定基因序列,再利用基因編輯技術(shù),將這些基因整合到植物基因中,然后才創(chuàng)造出在黑夜中也能燁燁生輝的花卉。
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傘菌目小菇科夜光蘑菇
用這種技術(shù)培育的發(fā)光花卉,無需特殊照料,也無需外源光照射,完全依靠自身的生物特性發(fā)光,而且整個生命周期都可持續(xù)發(fā)光。
由于是基因整合后的產(chǎn)物,這種發(fā)光特性是可以遺傳的,也被稱之為“穩(wěn)轉(zhuǎn)發(fā)光植物”(結(jié)尾有解釋)。
一定要說個缺點的話,那就是生物發(fā)光的植物,色彩單一,大多只能發(fā)出瑩瑩綠光。
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發(fā)出多彩光的多肉植物
2025年8月27日,中國科學(xué)家在Matter期刊上發(fā)表了文章,成功創(chuàng)造出了第一種多色、曬太陽就可“充電”的多肉植物。
和開頭的發(fā)光花卉不同,這種發(fā)光多肉不涉及基因工程。
之所以會發(fā)光,是因為研究人員在葉片中注射了微米級的余輝粒子。
余輝粒子,也叫長余輝納米粒子(Persistent Luminescence Nanoparticles),這種物質(zhì)有一個特性,能夠儲存外部光源的能量,當(dāng)光源停止后,仍能持續(xù)發(fā)光一段時間。有一些夜光玩具,就是這一原理發(fā)光的。
不同成分不同材質(zhì)的余輝粒子,就能發(fā)出不同顏色的光。
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發(fā)光植物墻
為了確保多肉植物發(fā)出的光芒更均勻更亮,在這一次研究中,選擇了常見的室內(nèi)多肉植物石蓮花,每一片都注射了余輝粒子,然后將植物置于陽光下曬幾分鐘,這種植物就會持續(xù)發(fā)光長達(dá)2小時。
科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)使用直徑約為 7 微米的粒子,反而比使用納米級別的粒子效果更好,發(fā)出的光更亮一些。
在檢驗亮度時,科學(xué)家造了一面多肉綠墻,56株改造后的多肉一一排開,黑暗之中它們產(chǎn)生的光線,足以讓人看清眼前的文字和圖像。
如果時間久了,光線變暗了,曬一曬太陽,這種植物就能充滿電繼續(xù)發(fā)光,作為居家夜燈是非常不錯的,而且制作成本也很低。
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螢火蟲矮牽牛
最后
其實,拿螢火蟲的發(fā)光基因來改造植物,美國之前也做過。
2024年,美國一公司就已經(jīng)成功開發(fā)出“螢火蟲矮牽牛”,我查了一下,一株帶陶瓷盆的發(fā)光矮牽牛售價39.99美元,買得越多越便宜。
國內(nèi)培育的發(fā)光植物,瞬轉(zhuǎn)發(fā)光的向日葵(短暫發(fā)光)曾有試賣過,5株89.9元,現(xiàn)在買不到了。
而像開頭那種穩(wěn)轉(zhuǎn)發(fā)光植物,目前還未商業(yè)化,部分公園的景觀種植已在計劃中。
瞬轉(zhuǎn)發(fā)光植物和穩(wěn)轉(zhuǎn)發(fā)光植物,都是基因工程的產(chǎn)區(qū),采用兩種不同的技術(shù)。
最大的區(qū)別就是,穩(wěn)轉(zhuǎn)發(fā)光植物發(fā)光更持久,整個生命周期都可以發(fā)光,可遺傳,而瞬轉(zhuǎn)發(fā)光植物一般周期就5-7天,無法遺傳。
(瞬轉(zhuǎn)發(fā)光植物只是將會發(fā)光的外源基因,直接導(dǎo)入植物細(xì)胞里,沒有和植物基因完美契合,因此無法穩(wěn)定遺傳,而穩(wěn)轉(zhuǎn)發(fā)光植物中,外源基因是和自身基因是拼接好的。)
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以目前的技術(shù)來看,發(fā)光植物當(dāng)路燈用,還是非常有前景的。
雖然亮度上無法和路燈相比,但在一些不適合設(shè)置路燈的地方(不希望有過多光污染或者環(huán)境優(yōu)美的公園),種植發(fā)光植物確實是一個不錯的選擇。
然而,在大面積推廣之前,還有一些現(xiàn)實的問題值得我們關(guān)注,比如:
夜間昆蟲看到這些發(fā)光的植物,會作何反應(yīng)?
發(fā)光植物的基因經(jīng)過編輯,它的基因是否會“逃逸”到野外,然后制造出奇怪的生物?
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