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Amazing!植物界萤火虫,自己也能动手做?

发布时间:2020-05-28 17:04 作者:admin 来源:未知 点击: 字号:

还记得吗?
詹姆斯·卡梅隆的科幻电影《阿凡达》
让我们见到了地外星球大自然的神奇一面:
在美轮美奂的山水中,生长着很多奇幻的动物。
此外,
还有一些给人带来无比视觉享受的各种会发光的植物,
就像一个充满荧光的奇幻世界。
AG娱乐手机官方网站生物,
让植物在黑夜中持续自发光不再是幻想~


《阿凡达》主题公园概念图

想要天生不会发光的植物发出可不是一件容易的事哦,许多科学家都在为此孜孜不倦地研究着,之前普遍采取的方法是,在植物中表达细菌发光系统的基因,采用叶绿体转化的方式进行植物转化。但,做出真正意义上的发光植物有三大难点:

1. 发光消耗植物能量,很难维持终身发光同时对植物不产生损害;

2. 采用叶绿体转化培育的发光植物成本极高,且无法自然遗传;

3. 发光植物的亮度低,或者需要特殊方式才能观察到发光。

最理想的情况是,

植物能自已产生可持续的可见光,而且可遗传。

小伙伴们,你想做出电影中发光植物的效果吗?

AG娱乐手机官方网站小编提供以下几种方法,一起来康康吧

具体怎么操作呢?2020.4.27,Nature Biotechnology期刊上发表了一篇文章,讲述了获得发光烟草的具体做法。

image.png

为什么能发表在这么高因子的期刊上呢?

因为这篇文章完美解决了以上三个难题,俄罗斯的一个团队向烟草中遗传转化了一个真菌生物发光系统,该系统可将植物本身存在的咖啡酸转化为荧光素,从而获得肉眼可见的可持续自发光。

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Fig. a和b分别是在环境光和黑暗中盆栽植物的照片,由Sony Alpha ILCE-7M3相机拍摄

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Fig. 使用华为P30 Pro 手机拍摄。a图在环境光中拍摄,b图参数设置:30s曝光时间、ISO 6400、光圈1.6

该真菌生物发光系统的组成由同一团队两年前发表在PNAS上,他们解析了荧光蘑菇的发光原理。虽然蘑菇不属于植物,但蘑菇发光主要集中在一种有机分子上,而这种有机分子也是植物制造细胞壁所必需的,它就是咖啡酸,可通过四种酶的代谢循环产生光。两种酶将咖啡酸转化成发光的前体,然后被第三种酶氧化产生光子。最后一种酶将氧化后的分子转化成咖啡酸,从而开始新的循环。

image.png

作者认为咖啡酸是植物苯丙烷代谢途径的中间体,因而将真菌咖啡酸循环整合到植物代谢中是可行的。他们创造的发光烟草不需要额外添加任何底物,不会对植物生长造成负担,裸眼即可观察到亮光,在花上可观察到每分钟100亿光子,该亮度高于曾经报道的发光植物亮度一个数量级。同时,转化后的烟草与野生型烟草在表型、叶绿素、类胡罗素、开花时间、种子萌发上均无显著性差别,除了转化后的烟草高度的中位数比野生型增加了12%。咖啡酸的可获得性和发光强度之间一致,发光的分布和苯丙烷途径中涉及的酶的表达模式一致。

我们AG娱乐手机官方网站生物的小伙伴们也极具浪漫情怀哦,一直为创造发光植物努力。看他们曾经做出肉眼可见的发光细菌,真的超美超梦幻~

AG娱乐手机官方网站生物愿携手诸位朋友,共同开发发光植物!只用告诉我们您想转什么植物,剩下的交给我们!靠谱!

发光植物海报-0508.png

 

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