段康
云南纳博生物科技有限公司项目负责人
段康和他的团队经过多年的探索和实验,将海洋发光细菌的发光基因移植到植物叶绿体基因组中,创造一种能够发光的植物。他相信发光植物在新时代可以成为人类的好朋友,发光植物也可以帮助城市展现出更美好的未来。
首先我想跟大家分享一些有趣的图片。这是一个发光的水母。
下面的也是,很漂亮吧,但是它们的毒性很强。它们很早就被大家发现了,现在在一些海洋馆里也可以看到这些漂亮的发光水母。
下面这些生物来自于深海,各种形态独特的鱼,但是它们有一个共同的特点,就是它们都能够发光。
相信随着我们科技的发展,有了像蛟龙号这样先进的深潜器,那这些神奇的发光生物也会越来越被我们大家知道。
那么我们说完了海里的,陆地上的呢?这些是发光的蘑菇,大概有70种蘑菇是可以发光的,它们属于真菌类。
现在我想考一考大家,既能够在空中飞的,又能够发光的是什么?我听到有人说UFO,待会我们单聊。其实答案是萤火虫,目前自然界大概有两千种萤火虫,国内只有种。
萤火虫对我们来说算是最熟悉的发光生物了,我们创造一种发光植物的最初灵感也来源于萤火虫,我从小就非常好奇这些萤火虫为什么会发光?
上世纪九十年代,我出生在美丽的湖北洪湖岸边。小时候,每到夏天的夜晚,这些一闪一闪的萤火虫是最吸引小伙伴们的,我们在黑夜里追着它跑,有时候会从田埂上掉进稻田里或者水坑里,把裤子和衣服都弄脏了,所以也少不了父母的打。
但当我们看到萤火虫在玻璃瓶里一闪一闪地发着光,伴随着我们入睡,心里还是很高兴的。可惜的是第二天,当我们看到萤火虫全部都死了,我就再也不敢捕捉萤火虫了。
十几年后到了情窦初开的年龄,有一次我去云南游玩,在一个山区的夜晚,整个山谷都是漫山遍野的萤火虫,太美了。此情此景,我脑海里的第一个念头就是可惜缺一个女朋友啊。不过在意识到女朋友这个问题比较难解决之后,我又在想可不可以把萤火虫的发光元件安装到植物上,让植物也可以发光呢?
到了大学,我鬼使神差地学了生物。知道了萤火虫是怎么发光的,但是却不知道这个发光的背后有什么样的基因,也不知道怎么安装到植物上面去。
年,我有幸到中国科学院昆明动物研究所遗传资源与进化国家重点实验室学习,知道了发光背后的基因,也学到了一些基因编辑的技术,最重要的是结识了一群志同道合的小伙伴。天时、地利、人和地创造一种发光的植物。
从年开始,我们收集了很多很多萤火虫的荧光素酶基因和荧光蛋白基因,我们利用传统的基因转化技术,把这些基因导入到不同的植物细胞核里。
大家看,这是一个植物细胞,紫色的是细胞核,绿色的是叶绿体。一般来说,一个植物细胞里面只有一个细胞核,叶绿体有几十到上百个。
我们把这些荧光素酶基因导入到不同的植物的细胞核里面,我们就获得了很多阳性的愈伤组织,也是很多阳性的植株,这是我们团队一二十个人两年的奋斗结果。
我们很开心地以为成功在即了,但是我们发现发光太微弱了,你甚至只能用仪器检测到发光,团队很气馁,瞬间从一二十个人到了几个人,我们发现其根本原因是发光基因在植物中的表达量实在是太低太低了,没有任何的商业价值,我们的第一次研发尝试也以失败告终。但是我们几个人得继续往前走啊,我们又开始想着怎么解决表达量的问题。
为了解决表达量的问题,我们