地球上存在着许多 生物发光 的生物，从闪烁着蓝光的 鮟鱇鱼 到瑞士的 发绿色光的蘑菇。如今，科学家们已经培育出了色彩鲜艳的发光肉质植物。这些肉质植物的光照强度与普通的夜灯相当，并且可以通过阳光充电。来自华南农业大学的团队是如何做到这一点的，在 8 月 27 日发表于《Matter》杂志上的一项研究中有详细介绍。
“想象一下《阿凡达》中的世界，发光植物照亮了整个生态系统，”该研究的合著者 Shuting Liu 在一份声明中 说道。“我们希望利用我们在实验室中已经使用的材料来创造这种愿景。想象一下，发光树木取代路灯。”
创造发光植物并非新鲜事。2024 年，生物技术公司 Light Bio 的 萤火虫矮牵牛 标志着 基因工程发光植物 的一项重大突破。然而，矮牵牛的光芒通常较弱，并且只有一种颜色——绿色。用于创造生物发光矮牵牛的基因工程技术也成本高昂且耗时。
在这项新研究中，该团队在不改变植物基因的情况下制造了发光肉质植物。他们使用了名为 余辉磷光颗粒 的化合物。这些颗粒类似于 制造商用于制作发光玩具 的颗粒。余辉磷光颗粒吸收光线，然后随时间缓慢释放。
为了让颗粒能够穿过植物的叶片组织，该团队需要确保颗粒的大小（正如“金发姑娘”所说）恰到好处。他们将颗粒减小到 大约 7 微米，大约是红细胞的宽度。
“更小的纳米级颗粒在植物内移动很容易，但亮度较弱，”Liu 说。“较大的颗粒发光更亮，但无法在植物内传播很远。”
然后，他们将 这些微小颗粒注入到几种植物物种中，包括玫瑰花状的景天科肉质植物以及非肉质植物，如绿萝和小白菜。只有肉质植物产生了强烈的光芒。它们狭窄、均匀且分布均匀的叶脉有助于更有效地分散颗粒。在暴露于阳光或室内 LED 灯后，经过改良的肉质植物可以持续发光长达两个小时。
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“这真的出乎意料，”Liu 说，并指出她之前认为具有更疏松组织结构的植物在实验中表现会更好。“颗粒在几秒钟内就扩散开来，整个肉质植物叶片都发光了。”
为了制造出能发出绿色、黄色、红色和蓝色光的植物，他们使用了不同类型的磷光体。当该团队将 56 株肉质植物排列在一个发光植物墙上时，它们的光线足以照亮附近的物体。
“每株植物的准备时间大约需要 10 分钟，成本略高于 10 元人民币（约合 1.40 美元），不包括人工费，”Liu 说。
随着时间的推移，肉质植物的光芒会逐渐减弱，团队仍在研究这些颗粒对植物的长期安全性。然而，他们认为这一概念可能为 低强度户外照明 或室内装饰提供一种可持续的替代方案。他们还在探索这种方法如何能为肉质植物以外的植物提供照明。
“我发现，一种完全由人类制造的微尺度材料能够如此无缝地与植物的自然结构融为一体，这真是不可思议，”Liu 说。“它们的融合方式几乎是神奇的。它创造了一种特殊的功效。”
