夜晚,如果你走在城市的街道上,沒有路燈,也沒有閃爍的霓虹,但是有一排排發(fā)光的樹木和花草,你會不會感覺很夢幻?而城市也會因此節(jié)省一大筆電費和設(shè)備維護(hù)開銷。這是個很不錯的想法吧?現(xiàn)在,這個目標(biāo)正在達(dá)成中,國內(nèi)外已經(jīng)有多個團(tuán)隊在這方面取得了階段性進(jìn)展,當(dāng)然,我國的科學(xué)家也沒有落后。
事實上,在多年以前,讓植物發(fā)光,營造出奇幻場景,是很多布景人追求的方向。然而,這個目標(biāo)在相當(dāng)長的時間內(nèi)都沒有完全達(dá)成。
通常的手法是把熒光粉灑在植物的表面,然后在夜晚就可以看到夜光植物。但這種做法的缺點明顯——熒光粉在白天吸收光照儲存了一部分能量,只能維持較短時間的發(fā)光,并且很容易被雨水沖刷或消散到空氣中,造成污染。而早期生物技術(shù)培育的熒光生物只是基因工程的副產(chǎn)品,用來檢驗基因是否正確導(dǎo)入了細(xì)胞中。但這種熒光生物只能在紫外線的照射下,還必須佩戴特制的眼鏡才能看到熒光。那么,能否找到一種方法,讓植物獲取能夠在夜晚持續(xù)發(fā)光的能力呢?
事實上,國內(nèi)外多個團(tuán)隊都在朝著這個方向努力。以我國云南納博生物科技的科學(xué)家團(tuán)隊為例,他們最初盯上了螢火蟲。如果能將螢火蟲的發(fā)光基因提取出來,通過生物工程手段賦予植物,是不是能夠達(dá)成目標(biāo)呢?
然而,理想很豐滿,現(xiàn)實很骨感。由此得到的植物,發(fā)光能力相當(dāng)差,初次嘗試失敗了。
好在能發(fā)光的不止有螢火蟲,還有一些魚類、水母和蘑菇等。能不能從其他發(fā)光生物中尋找到合適的基因,“借”用它們的能力呢?
最后的選擇目標(biāo)是發(fā)光細(xì)菌,這些細(xì)菌主要生活在海洋中,當(dāng)它們大量繁殖的時候,能使夜幕下的海洋一片光明,非常美麗??茖W(xué)家將這些細(xì)菌接種在培養(yǎng)基上,獲得了純種的菌落。在暗室里,它們就像繁星一樣漂亮。
科學(xué)家對發(fā)光細(xì)菌的基因進(jìn)行了定位,然后將基因分離出來,導(dǎo)入到了煙草細(xì)胞的葉綠體中。最終,誘導(dǎo)這些細(xì)胞生長成為植物。就在前不久,科學(xué)家們終于獲得了一株能夠發(fā)光的煙草,這是我國研制成功的第一株發(fā)光植物。
這株煙草的性能非常強(qiáng)大——在白天,你看不出它和普通煙草有任何區(qū)別,可是到了夜晚,它就能持續(xù)發(fā)光了。目前,它已經(jīng)能夠達(dá)到星光的亮度,影響一個比較小的范圍了。稍早些時候,國外團(tuán)隊也獲得了可以發(fā)光的植物幼苗,情況基本與國內(nèi)類似,也是使用了發(fā)光細(xì)菌的基因。
當(dāng)然,這離發(fā)光樹木的目標(biāo)還有一定距離。不過,它還有更廣闊的應(yīng)用。比如,讓你家的多肉植物取代小夜燈,或者幫你打造一支可以送給女友的夜光玫瑰。
下一步,科學(xué)家將繼續(xù)優(yōu)化技術(shù),提高植物發(fā)光的亮度,而且還要驗證發(fā)光植物的生物安全性問題。
雖然發(fā)光植物不會給人畜吃,但是也不能讓發(fā)光基因擴(kuò)散到自然界中。比如讓它的花粉被昆蟲或者風(fēng)攜帶給自然植物,出現(xiàn)帶有發(fā)光基因的野生植物。雖然這聽起來似乎也不錯,但會對生態(tài)平衡造成影響,干擾正常的食物鏈和食物網(wǎng)。
科學(xué)家改造葉綠體,通常采用的是一項公認(rèn)的相對安全的技術(shù),可以“鎖住”這個基因,因為花粉中不含葉綠體,所以不用擔(dān)心發(fā)光植物的花粉會對自然植物造成污染。在美國,使用同樣技術(shù)的發(fā)光植物已經(jīng)獲得了美國農(nóng)業(yè)部的生物安全認(rèn)證許可。但是,在一項成果正式推廣之前,再怎么謹(jǐn)慎都不為過,科學(xué)家還需要大量的相關(guān)實驗來確認(rèn)該基因已經(jīng)被“鎖住”,確保生物安全性。
相信隨著技術(shù)的發(fā)展,發(fā)光植物終將使我們的城市夜景變得更加多彩、夢幻。