能发光的植物来了！或许会成为你的下一盏台灯？

自发光植物进行呼吸作用的时候，吸收的氧气可促使萤光素酶与荧光素相互作用发生氧化反应，此时植物就会以光的形式释放能量。如果释放出来的光能足够强烈，转化后的植株可在活体生长的状态下产生肉眼可见的自发光。

导入了 FBP 系统的自发光烟草。图片来源：参考资料[3]

一代更比一代亮

植物未来或许能照明

2023 年 5 月，浙江大学都浩团队在此基础上又对该系统进行了改良。

他们在研究中发现，荧光素的生物合成前体咖啡酸和中间产物牛奶树碱的含量高低是植物发光强度的限制性因素。通过鉴定和筛选，研究团队分别得到了来自甘蓝型油菜和构巢曲霉的两个催化酶基因。

在 FBP 系统中引入这两个基因，这二者产生的催化酶能高效促进植物体内咖啡酸和牛奶树碱的大量合成和积累，由此明显提高了荧光素的含量，从而成功地增强了自发光植物的发光强度。

这种经过代谢工程手段优化的植物自发光系统，比原来的发光亮度提高了五倍以上，并且能够持续稳定地发出人类肉眼可见的光。哪怕是离体的叶片，也同样能持续发光三天之久。

当多株开花期的植物放置在一起时，所发出的光芒可照亮黑暗的环境，亮度足以让人清晰地看见附近较大的字体。

增强型 FBP 植物

团队经过进一步研究发现，蔗糖供应的缺乏会导致增强型自发光植物中的咖啡酸和牛奶树碱的生物合成显著降低，说明自发光植物光合作用产生的糖对于荧光素的合成至关重要。

与普通 FBP 植物自发光强度的比较。图片来源：参考资料[6]

这些发现提供了一种解释机制，即生物发光植物白天通过光合作用固定空气中的二氧化碳，将太阳能转化为糖和其他有机物，晚上再通过异化作用释放出光能。

增强型 FBP 烟草在开花期的发光效果。图片来源：参考资料[6]

这项研究成果对植物自发光的机制进行了深入解析和验证，为进一步设计和优化发光系统提供了重要的方向。如果在现有成果的基础上更进一步提升发光强度，创造出强烈发光的植物品种，这些植物将不再局限于实验室科研和检测用途，还有望应用于环境照明等领域。

结语

在不断深入的研究中，发光植物的亮度越来越高，未来或许真的可以出现能够照明的植物。试想，种上几棵发光树就可以照亮道路，举一根树枝或者种一株发光的花草就可以把它当成照明灯使用，这感觉多美妙。那时，我们就可以直接将生物能源进行转化并加以利用，不仅能够节约电力，还能有效降低碳排放，起到节能环保和美化环境的双重作用。

让我们一起期待科学家创造的现实版“仙境花园”和“魔法森林”奇景吧。