初めて『アバター』を見たとき、パンドラという惑星にある巨大で光り輝く魂の木のイメージが、今でも鮮明に記憶に残っています。
かつてはSF映画の世界にのみ存在していたシナリオが、今や現実のものとなった。
最近、中国のバイオテクノロジー企業が、ホタルや発光キノコの生物発光遺伝子を植物のゲノムに組み込むことに成功し、暗闇で可視光を発する遺伝子組み換え植物の栽培に成功した。
現在、この技術はラン、ヒマワリ、キクなど20種類以上の植物や花に適用されており、2026年の中関村フォーラムで華々しくデビューを飾った。
**植物に"発光システムを設置する**
報道によると、これらの自発光植物を栽培するきっかけとなったのは、創業者が田舎で育った幼少期の経験だったという。
私は田舎の村で生まれました。当時はとても貧しかったので、夜になると祖父の竹林の中にあるハンモックに寝転んで涼むことがよくありました。ホタルがよく私の腕に止まり、私はその小さな光る虫たちをじっと観察していました。
数年後、遺伝子研究を行っていた彼は、ホタルの発光遺伝子をヒマワリに移植するというアイデアを突然思いついた。
彼のコンセプトは単純だった。植物が夜に光れば、街灯として機能し、電気を必要とせずに街を照らすことができるだけでなく、都市景観の中で癒しの存在としても機能するだろう。
そこで彼はチームを結成し、生物発光植物の研究を始めた。
これらの花がどのようにして自ら光を発するのかというと、その基本原理はホタルと同じ生物発光です。ホタルも生物発光菌類も、特定の発光分子に作用するルシフェラーゼという酵素を利用して可視光子を放出します。この変換プロセスはほぼ100%の効率で、電球とは異なり熱を発生しないため、いわゆる冷光を生成します。
研究者たちは、これらの化学反応に関わる特定の遺伝子配列の単離に成功した。遺伝子編集技術を用いてこれらの遺伝子を植物のゲノムに組み込むことで、真夜中でも鮮やかに光る花を作り出すことに成功した。
生物発光キノコ（ハラタケ目、キノコ科）
この技術を用いて栽培された生物発光花は、特別な手入れや外部光源を必要とせず、完全に自身の生物学的メカニズムによって発光し、その生涯を通じて光を発し続けます。
これらは遺伝子統合の産物であるため、この生物発光特性は遺伝します。このような生物は、安定的に形質転換された生物発光植物と呼ばれます（その説明はこのテキストの最後にあります）。
もしあえて欠点を挙げるとすれば、これらの生物発光植物は現状では色のバリエーションに乏しいことだろう。ほとんどの植物は、柔らかな緑色の光しか発することができない。
多色の光を放つ多肉植物
2025年8月27日、中国の科学者たちは学術誌「Matter」に論文を発表し、日光に当たるだけで充電できる初の多色多肉植物の作製に成功したことを発表した。
先に述べた生物発光する花とは異なり、これらの光る多肉植物は遺伝子工学とは無関係である。
それらが光る能力は、研究者たちが植物の葉にミクロンサイズの"afterglow粒子"を注入したことに由来します。
残光粒子（持続発光ナノ粒子とも呼ばれる）は、外部光源からエネルギーを蓄積できるという独自の特性を持っています。外部光源が取り除かれた後も、粒子は一定期間発光し続けます。多くの蓄光玩具はこの原理に基づいて動作しています。異なる化学元素や材料で構成された残光粒子は、様々な色の光を発することができます。
光る植物の壁
研究者たちは、多肉植物から発せられる光が均一かつ明るいことを確認するため、この研究に一般的な室内多肉植物であるエケベリアを選んだ。植物の葉一枚一枚に残光粒子を注入した後、数分間日光に当てたところ、その後最大2時間発光し続けた。
科学者たちはまた、直径約7マイクロメートルの粒子を使用した方が、ナノスケールの粒子を使用した場合よりも優れた結果、具体的にはより明るい光が得られることを発見した。
明るさのレベルをテストするために、科学者たちは56個の改良型多肉植物を直線状に並べた多肉植物の緑の壁を製作した。完全な暗闇の中で、これらの植物が発する光は、人が目の前に置かれた文字や画像をはっきりと識別するのに十分だった。
長時間経過して光が弱くなっても、植物を再び日光に当てるだけで充電され、再び光り始めます。そのため、特に製造コストが低いことを考えると、家庭用ナイトライトとして最適です。
"Firefly" ペチュニア
結論は：
実際、ホタル由来の生物発光遺伝子を用いて植物を遺伝子組み換えするという概念は全く新しいものではなく、同様の研究は以前にも米国で行われていた。
2024年、米国に拠点を置く企業が"Firefly Petuniasの開発に成功しました。詳細を調べたところ、セラミックの鉢にパッケージされた発光ペチュニアの苗1株は39.99ドルで販売されており、まとめ買いの場合は単価が下がります。
中国国内で栽培されている発光植物としては、一時的に発光するヒマワリ（"）がかつて5株セットで89.9人民元で試験販売されていましたが、現在は販売されていません。
この記事の冒頭で紹介した安定発光植物については、まだ商品化されていませんが、一部の公共公園の景観デザインに組み込む計画が現在進行中です。一時的に発光する植物と安定発光する植物はどちらも遺伝子工学の産物であり、2つの異なる技術的手法が用いられています。
主な違いは発光の持続時間にある。安定発光植物ははるかに長い期間、場合によっては生涯を通じて発光し、その発光特性は遺伝する。一方、一時発光植物は通常5～7日間しか発光せず、この特性は次世代に受け継がれない。
（一時的発光植物では、発光に関わる外来遺伝子が植物細胞に直接導入されるものの、植物自身のゲノムと完全に融合しないため、その形質は安定的に遺伝しない。一方、安定発光植物では、外来遺伝子が植物本来の遺伝物質にうまく組み込まれている。）
潜在的な応用シナリオを示す図
現在の技術力を考慮すると、発光植物を街灯として利用する見込みは非常に有望であるように思われる。
発光植物の明るさはまだ従来の街灯には及ばないものの、過度の光害が望ましくない地域や、公園などの美観に配慮が必要な環境など、従来の照明が適さない特定の場所においては、発光植物を植えることは優れた代替手段となる。
しかし、大規模な展開を行う前に、以下のようないくつかの実際的な懸念事項に注意を払う必要がある。
夜行性の昆虫は、これらの光る植物に遭遇したとき、どのような反応を示すだろうか？
これらの発光植物の遺伝子は遺伝子操作されているが、これらの改変された遺伝子が野生に流出し、潜在的に新しい、珍しい生物を生み出すリスクはあるのだろうか？
