在电影《阿凡达》构筑的“潘多拉星球”上，有着无比绮丽的风光——巨大的红色悬浮岛、蔚蓝色的树木和植被、流动的瀑布、波光粼粼的湖泊，以及每到夜幕低垂便如星辉般闪耀的荧光森林。

而当这些照进现实——每当浙江大学农业与生物技术学院某实验室陷入彻底的黑暗，其中的植物便会悄然“苏醒”，一寸一寸地点亮自己。这不是梦境，更不是幻象，而是科学与浪漫的一次完美结合，背后的研究团队正精心设计着一套生物“电路”，未来，它们可能变成每个人床头的一盆“小夜灯”，也可能是城市夜空里的一片景观草坪。

影片《阿凡达》中的一株发光植物

源于自然

“地球的生态系统由动物、植物、微生物构成。我们见过发光的动物、发光的微生物，那为什么植物不能发光？”团队负责人表示，所有的探索都源自于这样一次原始的好奇。

事实上，在发光植物领域，国内外科学家已经探索了40余年，人类对植物自发光技术进行了多种尝试：导入萤火虫荧光素酶基因，需要持续添加昂贵的外源底物，而且发光微弱；运用细菌发光系统，又会有物种适用性窄，以及影响植物生长的弊端。总之，严重限制发光系统的进一步发展。

所以，浙大团队只能另起炉灶，“我们的植物发光技术来源于‘小鸡炖蘑菇’的那个‘蘑菇’”。当然，这里并不是真的指的是菜谱上的那个东西，而是自然界野蛮生长出的发光蘑菇。

“发光蘑菇的发光方法可以被运用到其他植物中，甚至可以与植物代谢无缝衔接。”其核心就是4个关键酶基因构成的封闭循环系统。经研究发现，其中让植物发光的关键原材料竟然是几乎所有植物都天然含有的咖啡酸。

团队通过密码子优化和农杆菌介导转化技术，将4个真菌基因植入植物基因组，使咖啡酸经多步酶催化氧化释放绿光，最终产物再生为咖啡酸，实现自给自足地持续发光。这一发光技术，不仅不影响植物正常生长，而且绿色、清洁、可持续。

浙江大学农业与生物技术学院实验团队工作照

走入现实

“可持续，但是不可照明。”简单来说就是亮度依然不够。面对这样的状况，团队随即又提出了“开源节流”的双轮策略：通过引入来源关键基因，构建全新合成支路，将植物体内丰富的酪氨酸直接转化为咖啡酸，让发光底物产量翻倍；再通过挖掘大量转录组数据，利用人工智能的机器学习筛选并抑制多个咖啡酸分流基因，减少其向木质素、类黄酮的消耗，让更多底物流向发光通路。

经过优化，第二代发光植物的发光强度可达1.2×10¹²光子/(min·cm²)——是最初版本的20余倍之多。此外，离体叶片还能持续发光3天，真正实现了肉眼可见、稳定实用的突破，为植物发光技术在现实中更广泛地应用奠定了坚实基础。

会发光的西红柿

当然，目前来讲，现实中是否真能用上植物发光还没有定论，但可预知的是，前景十分乐观。由于发光植物可以不依靠电力辅助，便实现太阳能、生物能、光能三者转换，如果将其充分优化制作路灯，就有望通过消耗白天光合作用储能的0.3％，创制低亮度照明。同时还能保留其独特绚丽的光色与植物体的自然美感。试想，若是有一天，逢年过节能用上真正的“花灯”，岂不惊喜？

不过，研究团队的“野心”还不止于此，更进一步，他们希望这一技术可以使植物从景观走向能源。“我们国家是制造业大国，对经济、生态、能源高质量发展有极高要求。我们期望以发光植物作为生物能源补充：夜间可替代传统照明设施，降低能源消耗；白日则依托光合作用固定大气中的二氧化碳，并将其转化为高价值生物质资源，最终实现经济与生态的协同发展。”

《阿凡达》的世界离现实或许依旧遥远，但由科技建构的美好未来一定就在不远处了。