繁星点点与萤火虫的流光溢彩相互映衬，构成了一幅梦幻般的田园画卷（付新华教授团队供图）。在中华传统文化中，“囊萤映雪”、“罗扇扑萤”的典故流传千古，象征着诗意栖居的田园生活和对美好记忆的追寻。然而，这些夜空中闪烁的精灵——萤火虫，为何能发出光芒？又如何控制这神秘的发光现象？这两个科学问题始终笼罩着一层神秘面纱，令人费解。
    近日，华中农业大学付新华教授所带领的研究团队，在国际知名学术期刊《自然-通讯》上发表了一篇震撼遗传学领域的研究论文，这篇论文成功揭示了萤火虫发光背后的深邃奥秘（付新华教授团队供图）。
    在蛹期短短5至7天内，萤火虫成虫的发光器从无到有，经历了一个快速而精密的发育过程，最终成熟并释放出冷光（付新华教授团队供图）。这种生物化学反应神奇之处在于，荧光素酶、荧光素、氧气、镁离子以及腺嘌呤核苷三磷酸等元素经过高效的生化反应后产生冷光。付新华教授强调，探究萤火虫成虫发光器的发育机制和闪光控制机制，是萤火虫研究领域最为基础且最具挑战性的课题，长久以来，科学家们围绕荧光素酶和荧光素展开了不懈探索。
    2018年，付新华团队运用比较基因组学、转录组学及基因干扰等前沿技术，对中国特有的水栖萤火虫在早、中、晚期的发光器进行了深入研究，并在此过程中锁定了关键角色——“Homeobox转录因子”。这类发育调控基因对于动物形态的发育起着至关重要的作用，包含近百个基因成员，其中，“AlAbd-B”和“AlUnc-4”两个关键转录因子尤为引人注目。它们通过互动启动并调控荧光素酶，即发光蛋白的表达。一旦这两种转录因子失去功能，萤火虫将无法发光（付新华教授团队供图）。
    此外，研究人员还揭示了细胞层面的发光原理：荧光素酶在过氧化物酶体这一特定细胞器中发挥作用，实现发光。尽管荧光素酶在细胞质中大量生成，但其进入过氧化物酶体的过程必须依赖于过氧化物酶体跨膜转运蛋白。而AlAbd-B和AlUnc-4正是调控该转运蛋白，确保荧光素酶有效转运的关键转录因子。
    如璀璨银河般流动在草地上的萤火虫群落（付新华教授团队供图），每一种萤火虫的发光器形状、频率都具有种特异性，生动展示了萤火虫生物多样性的独特魅力。付新华教授指出，透彻理解萤火虫成虫的发光机制，对于保护萤火虫生物多样性、守护这份大自然的宝贵馈赠，具有极其重大的意义。
    （信息来源：央视新闻）