奇异！从真菌身上“借”基因，科学家培育出24小时都能发光的植物

科学家们利用真菌的基因制造出了一种发光植物。它们散发着奇异的绿光，看起来就像电子游戏里的造物。

研究人员表示，这些发光的绿色植物不仅可以为家居装饰增添不寻常的元素，而且还为科学家探索植物的内部结构开辟了一条新途径。

“在未来，这项技术可以被用来观察植物的不同组织中不同激素在其生命周期内的活动，而且是绝对无创性的。”

它还可以用来监测植物对各种压力和环境变化的反应，比如干旱或食草动物的伤害，”领导这项研究的初创公司Planta的首席执行官、伦敦帝国理工学院(Imperial College London)的研究员卡伦·萨基斯扬博士(Karen Sarkisyan)说。

他补充说:“我们真的希望在几年后把它推向市场，一旦我们把它们变得更亮一点，一旦我们用这种新技术来制造观赏植物，当然还有一旦它们通过所有现有的安全规定。”

(图源：Planta/MRC London Institute of Medical Sciences)

许多动物、微生物和蘑菇——从萤火虫到蜂蜜真菌——都能发光，这种现象被称为生物发光。

当酶作用于生物体中被称为荧光素的化学物质时，就会发生这种现象，导致能量以光的形式释放出来。

然而，生物荧光在植物中并不是自然产生的。

这项最新的研究并不是科学家们第一次创造出发光的绿色植物——这是从植物路灯到自亮圣诞树的种种概念发展而来。

在以前的方法中，研究人员通过纳米颗粒将荧光素和生物发光所需的酶传递到植物中，而其他团队则将生物发光的细菌基因植入植物中。

然而，这些方法也有缺点:在微小颗粒上释放荧光素的成本更高，而且不能自我维持，而细菌生物发光基因的整合则是一个繁琐的过程，只能产生微弱的荧光。

更重要的是，Sarkisyan说，后一种方法似乎对植物有毒。

这项新研究采用了一种不同的方法，利用了最近发现的真菌发光的过程。

研究小组说，这很重要，因为这个过程涉及到一种从植物中天然存在的化学物质——咖啡酸中产生的荧光素。

Sarkisyan和他在俄罗斯和奥地利的同事们在《自然生物技术》杂志上发表的一篇文章中，报告了他们如何将一种名为Neonothopanus nambi 的发光真菌的四种基因插入烟草植物的DNA中。

这些基因与一种酶有关，这种酶通过一系列的步骤将咖啡酸转化为一种荧光素，这种荧光素以光的形式释放能量，然后将产生的物质转化为咖啡酸。

其结果是植物发出肉眼可见的略带绿色的光。

“它们在黑夜和白天都能发光，”Sarkisyan说，并补充说，这种光的亮度似乎是利用细菌基因产生的光的10倍。

研究小组发现，随着植物的生长，发光部位发生了变化，随着叶片的衰老，其发光一般会降低，而受损叶片的发光则会增加。

研究小组报告说，鲜花发出的光最多。

Sarkisyan说，在未来，研究小组可以将真菌基因插入植物的DNA中，靠近被某些激素激活的基因。

他说:“你应该能够看到光只来自于激素目前活跃的组织。”

布里斯托尔大学(University of Bristol)的分子植物病理学教授加里·福斯特(Gary Foster)没有参与这项研究，但他表示，发光植物将主要用于科学研究，而不是用于植物路灯等应用，但仍然受到欢迎。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源：

https://www.theguardian.com/science/2020/apr/27/scientists-create-glowing-plants-using-mushroom-genes