科學家改造出植物界“螢火蟲”

據外電報導,科學家利用生物技術,成功將發光蘑菇的基因移植到煙草植物上,讓植物在整個生命週期都能持續散發明亮的綠色可見光。生物發光是指生物體內發生化學反應,將化學能轉化為光能、進而自體發光的現象,大家最耳熟能詳的為螢火蟲。不過除螢火蟲外,生物發光現象其實在一些真菌、魚類、海洋無脊椎動物中也都存在。只是,過去通常會忽略,植物是否也能表現出這種特性。

科學家研究出讓植物發光的方法。(圖源:推特)

科學家研究出讓植物發光的方法。(圖源:推特)

目前,俄羅斯科學院生物有機化學研究所、奧地利科學技術研究院、倫敦醫學科學研究所與俄羅斯生物科技新創公司Planta合作,從一種發光蘑菇中提取特殊DNA,並將其植入煙草植物(生長迅速且遺傳基因簡單)中,發現經過基因改造的煙草植物在整個生命週期(種子、發芽、成熟到枯萎)中,根、莖、葉、花都能發出肉眼可見的綠光。

事實上,蘑菇本身與植物沒什麼密切關係,關鍵在於被稱為咖啡酸的有機份子,所有植物都需要這種份子來製造細胞壁,而蘑菇中該份子涉及4種霉的代謝迴圈,來產生光。首先,2種霉將咖啡酸轉化為發光前驅物,然後透過第三種霉處理,變成能夠發射光子的氧化份子,第四種霉再將份子轉換回咖啡酸不斷循環。

研究團隊將蘑菇特有的這4種霉轉移至煙草植物中,雖然過去科學家也曾結合螢火蟲體內酵素,設計出短暫發光的植物,但這次結合蘑菇DNA的植物亮度提高了10倍且持續性發光,同時還無需藉助外部化學物質。該技術突破將為科學家提供一種觀察植物內部運作的新方法,至於市場方面,也能應用在觀賞或裝飾植物用途,研究團隊報告他們目前正在試驗其他可發光的植物,包括長春花、矮牽牛和玫瑰◆

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