發光植物惹關注

俄羅斯科學院生物有機化學研究所和莫斯科大學的科研人員日前利用基因(DNA)移植法，將發光蘑菇的幾個基因轉移到煙草的DNA中，首次培育出在夜間可以發光的植物。相關技術成果已發表在國際權威期刊物《自然 · 生物技術》。

科研人員稱，多年來一直試圖從螢火蟲、細菌中移植發光基因來培育發光植物，但一直未取得成功。而兩年前研究蘑菇的生物發光時發現，發光是由少量反應引起，而在其它植物中可以找到發光所需的相同物質。在後來的研究中，科研人員將發光蘑菇的幾個基因轉移到煙草DNA中，便培育出發光亮度比蘑菇高得多的煙草植物。

科研人員還發現，一些蘑菇的生物發光現象在新陳代謝上與植物中常見的一些自然過程相似。通過從蘑菇中提取基因，能夠創造出明亮的植物。此外，利用生物光來觀察植物的內部活動，與其他常用的生物發光形式（如螢火蟲）不同的是，維持蘑菇生物發光並不需要獨特的化學試劑，且含有蘑菇DNA的植物從幼苗到成熟的整個生命周期都在持續發光。

科研人員強調稱，以上新發現還可以用於實用和美學目的，例如用於創造發光的花朵和其他觀賞性植物。令人驚訝的是，通過科學技術，利用蘑菇提取DNA創造出的發光植物，每分鐘可以產生超過十億個光子。有園林專家指出，未來發光植物可用來裝飾房屋和公共場所，因此該項科研成果具有很好的商業用途。

外界對於如何有效提取DNA創造出發光植物？科研人員這樣解釋稱，設計新生物並不只是把一些基因部分從一個有機體轉移到另一個有機體那麼簡單。就像手錶上的齒輪一樣，新添加的部件必須整合到宿主的新陳代謝內。對於大多數生物來說，發光所需要的部分並不都是已經存在的。只有培育到細菌生物發光，才可以創造出發光植物。過去很長一段時間，科研團隊一直利用現有技術培養細菌發光並不成功，後來考究發現，主要是因為細菌部分在更複雜的生物體中通常不能正常工作。

科研人員指出，蘑菇基因與植物之間沒有非常密切的遺傳關係，它發光的作用主要集中在一種有機分子上，而這種有機分子也是植物製造細胞壁所必需的分子，名為咖啡酸，它通過四種酶的代謝循環產生光。兩種酶會將咖啡酸轉化成發光的前體，然後第三種酶會使這種前體氧化，產生光子，最後一種酶將氧化後的分子重新轉化成咖啡酸，從而開始新的循環。

園林專家指出，在植物中，咖啡酸是木質素的組成部分，有助向細胞壁提供機械強度。因此，它是植物木質纖維素（地球上最豐富的可再生資源）生物量的一部分。作為植物新陳代謝的關鍵組成部分，咖啡酸也是許多其他基本化合物的組成部分，包括香味、抗氧化劑等。

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