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夜晚,如果你走在城市的街道上,没有路灯,也没有闪烁的霓虹,但是有一排排发光的树木和花草,你会不会感觉很梦幻?而城市也会因此节省一大笔电费和设备维护开销.这是个很不错的想法吧?现在,这个目标正在达成中,国内外已经有多个团队在这方面取得了阶段性进展,当然,我国的科学家也没有落后.
1.困难重重
事实上,在多年以前,让植物发光,营造出奇幻场景,是很多布景人追求的方向.然而,这个目标在相当长的时间内都没有完全达成.
通常的手法是把荧光粉洒在植物的表面,然后在夜晚就可以看到夜光植物.但这种做法的缺点明显——荧光粉在白天吸收光照储存了一部分能量,只能维持较短时间的发光,并且很容易被雨水冲刷或消散到空气中,造成污染.而早期生物技术培育的荧光生物只是基因工程的副产品,用来检验基因是否正确导入了细胞中.但这种荧光生物只能在紫外线的照射下,还必须佩戴特制的眼镜才能看到荧光.那么,能否找到一种方法,让植物获取能够在夜晚持续发光的能力呢?
事实上,国内外多个团队都在朝着这个方向努力.以我国云南纳博生物科技的科学家团队为例,他们最初盯上了萤火虫.如果能将萤火虫的发光基因提取出来,通过生物工程手段赋予植物,是不是能够达成目标呢?
然而,理想很丰满,现实很骨感.由此得到的植物,发光能力相当差,初次尝试失败了.
2.借力发光细菌
好在能发光的不止有萤火虫,还有一些鱼类、水母和蘑菇等.能不能从其他发光生物中寻找到合适的基因,“借”用它们的能力呢?
最后的选择目标是发光细菌,这些细菌主要生活在海洋中,当它们大量繁殖的时候,能使夜幕下的海洋一片光明,非常美丽.科学家将这些细菌接种在培养基上,获得了纯种的菌落.在暗室里,它们就像繁星一样漂亮.
科学家对发光细菌的基因进行了定位,然后将基因分离出来,导入到了烟草细胞的叶绿体中.最终,诱导这些细胞生长成为植物.就在前不久,科学家们终于获得了一株能够发光的烟草,这是我国研制成功的第一株发光植物.
这株烟草的性能非常強大——在白天,你看不出它和普通烟草有任何区别,可是到了夜晚,它就能持续发光了.目前,它已经能够达到星光的亮度,影响一个比较小的范围了.稍早些时候,国外团队也获得了可以发光的植物幼苗,情况基本和国内类似,也是使用了发光细菌的基因.
3.继续前进
当然,这离发光树木的目标还有一定距离.不过,它还有更广阔的应用.比如,让你家的多肉植物取代小夜灯,或者帮你打造一支可以送给女友的夜光玫瑰.
下一步,科学家将继续优化技术,提高植物发光的亮度,而且还要验证发光植物的生物安全性问题.
虽然发光植物不会给人畜吃,但是也不能让发光基因扩散到自然界中.比如让它的花粉被昆虫或者风携带给自然植物,出现带有发光基因的野生植物.虽然这听起来似乎也不错,但会对生态平衡造成影响,干扰正常的食物链和食物网.
科学家改造叶绿体,通常采用的是一项公认的相对安全的技术,可以“锁住”这个基因,因为花粉中不含叶绿体,所以不用担心发光植物的花粉会对自然植物造成污染.在美国,使用同样技术的发光植物已经获得了美国农业部的生物安全认证许可.但是,在一项成果正式推广之前,再怎么谨慎都不为过,科学家还需要大量的相关实验来确认该基因已经被“锁住”,确保生物安全性.
相信随着技术的发展,发光植物终将使我们的城市夜景变得更加多彩、梦幻.
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参考文献：
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