3月28日，在华中农业大学的一间实验室里，记者见到了刚从萤火虫繁育基地回来的付新华。因长期待在野外，他面色黝黑，但一说到萤火虫，他立刻神采奕奕，仿佛整个人都在发光。

华中农业大学教授付新华是我国首位研究萤火虫的专家。24年来，他不懈深耕这一领域，始终守护萤火，追光而行。日前，付新华和他的研究团队首次在分子水平揭示了萤火虫成虫发光器的发育机制，这项研究成果刊登在国际顶级期刊《自然-通讯》上，在萤火虫研究领域引发轰动，被誉为摘下了萤火虫研究领域第一枚“皇冠上的宝石”。

付新华：“萤火虫的发光器是萤火虫生物多样性的基础，这个研究还是很轰动的。因为它揭示了一个很重要的生物现象，也揭示了生物多样性的机制。”

于普通人而言，萤火虫是一种美与浪漫，于科学家而言，那些夜空中闪亮的精灵就是一个个问号，指引着他们去追问、去探索、去揭秘。

2000年，付新华刚开始攻读硕士学位的时候，他意外地在教学楼外的草丛里发现了一个能发光的虫子。

付新华：“夜晚我骑自行车去实验室，在实验室两边的草丛里面，发现了很多光点，特别亮。我就把自行车停下来掏，掏出来一看：哇，这么长一条黑虫子，在我手里面发光！我去实验室拿了镊子和培养皿，把它夹进来，第二天早晨问老师，老师看看说这可能是萤火虫的幼虫。”

付新华从老师那里得知了，国内的萤火虫研究几乎是一片空白，这极大地激发了他的好奇心和探索欲。于是他决定，把这个能发光的虫子作为自己攻读硕士学位期间的研究课题。

付新华：“09年我拿到了第一个科研项目，国家自然科学基金青年项目，我特别高兴。这个项目的获批，坚定了我继续研究萤火虫的信念。原来学界还是有人认可我的，说明我的研究还是有价值的。”

在萤火虫的研究领域，有两个终极问题一直没有答案——那就是萤火虫成虫发光器的“发育机制”以及“闪光控制机制”究竟是什么。这两个“未解之谜”被业界比喻为萤火虫研究领域两枚难以摘取的“皇冠上的宝石”，国内外的萤火虫研究人员都在寻找答案。

2014年，在尝试了多种研究路径无果之后，付新华和他的团队决定从萤火虫基因组测序着手，探索解密之路。

付新华：“首先要去把它的基因组全部给它测序，把它的基因组给破译出来，这样我们知道它所有的基因，把它组装起来，相当于我们是一个空白的黑板，我们现在要一片一片地这么去拼。”

2017年，在测序公司的积极配合下，付新华团队发表了世界上第一个深度测序并组装的萤火虫基因组，而且把多种我国独有的萤火虫基因组进行了深度测序组装及注释，较大地推动了萤火虫生物发光的分子机制研究，为荧光素的生物合成及转基因发光植物提供研究基础。

付新华：“第二步的话，就是我们要研究这个初期、中期、末期以及到成熟期，它这个基因是怎么样变化的，我们就筛出了两百多个基因可能有关。这个过程花了好多年，相当于把一个大海缩成一个湖泊了，它仍然是很浩大的一个工程。”

要在浩繁的基因组中寻找关键的基因靶点，这就像大海捞针，要一个一个地比较、甄别，通过干扰试验来测试。在这个漫长的过程中，单调重复成了工作日常，反复失败成了家常便饭。

付新华：“前面做了基因干扰，它都没有效果。做着做着你就会怀疑自己嘛，怀疑自己是不是做错了，对吧？然后呢，这个过程很长，然后有时候也会怀疑自己是不是走错方向了，对吧？是不是不是这么回事儿啊？”

在付新华陷入自我否定的时候，周围的许多声音也纷至沓来，“算了，这么久没有成果，放弃吧”“搞不出来就换个研究领域呗，干嘛跟自己过不去”。在无比困惑时，他来到自己建立的萤火虫基地，看着亲手培育的萤火虫在夜空里翻飞起舞，万千微小的萤火汇聚成光的海洋，像排浪一样冲刷着他的心灵，给他久未突破的研究带来了希望的光亮。

付新华：“那个萤火虫非常地美！当我比较烦闷的时候，我就去野外，去看看萤火虫，置身在里面，它像波浪一样，冲刷你的心灵，这个光啊，它具有疗愈作用。这么美丽的萤火虫放弃了，太可惜了。我觉得它需要时间，所以我就耐心地沉下心来，从零开始慢慢做积累嘛。”

转机出现在2018年，研究团队聚焦到萤火虫腹部发育相关的转录因子上，循着这个思路，付新华独自解剖了一千多只萤火虫的发光器，并进行转录组测序，最终发现了一个转录因子在被干扰后，发光器变黑了，不发光了，黑化了！

付新华：“我觉得这是个很好的东西，就像是从零到一嘛，从发光到不发光了嘛，后来我们去做了切片，我看到里面的发光器发生了很大的变化，以这个为切口，再去做黑化的比较转录组学，跟正常的相比又选出一堆一百多个基因，然后又在聚焦，就是像抽丝剥茧一样。”

萤火虫的发光是一种生物化学反应，是由荧光素酶、荧光素、氧气、镁离子、腺嘌呤核苷三磷酸等经过高效生化反应而产生的冷光。付新华和他的团队利用比较基因组学、比较转录组学及基因干扰等技术，筛选确定出两个与萤火虫腹部发育相关的转录因子，通过基因互作，能够启动并调控发光蛋白的表达。沉默其中任何一个转录因子，都会导致萤火虫不发光甚至黑化。这一转录因子的发现，让付新华终于找到了萤火虫成虫发光器发育机制的答案，摘下了一枚在从前看起来遥不可及的“皇冠上的宝石”。

付新华：“我们从分子层面入手，彻底地弄清楚了萤火虫成虫发光器的发育和发光的调控机制——由两个关键的转录因子互作，来调控荧光素酶基因的表达和荧光素酶蛋白的转运。我推测，其它的发光昆虫或者发光节肢动物都可能利用类似的机制。这就为以后的研究提供了一个非常好的思路。通过这个研究，可以让我们更加深刻地理解地球生物多样性产生和维持的机制。进而呢，让我们更加重视生物多样性以及生态保护。”

这些年来，从基础研究到繁育保护，从破译生物密码到产学研一体化建设，付新华在萤火虫的分类学、行为学、发育学及保护生物学领域填补了国内空白，把中国萤火虫研究一举带入全球领先阵营，在多个赛道取得开创性成果，为生态多样化及环境保护提供了理论及技术支持。

付新华：“源于这种初心吧，因为你喜欢它，所以你要去保护它，去研究它，进而发现它有价值。我觉得这样才会（形成）正向的一个循环。同时要更加促进萤火虫的保护研究！”

通过10年左右的研究，付新华和他的团队建立了高效的“水栖萤火虫工厂化繁育技术体系”和“萤火虫错峰繁育技术体系”，攻克了反季节和全天候培育萤火虫技术难关，每年可以生产两百多万只萤火虫，不仅为后续科研工作提供了充足的萤火虫样本来源，还解决了萤火虫保护和生态复育的难题。

付新华：“在萤火虫培育方面，我们可以说是全球领先。萤火虫非常脆弱，稍不留意，繁育的萤火虫就可能全军覆没。我们建立了三个萤火虫培育基地，每年大概可以生产两百多万只萤火虫，这是一个非常高的门槛。”

付新华不仅在萤火虫研究领域取得了多项突破，而且积极投身公益，做了大量萤火虫保护工作，取得了骄人成绩。2014年，付新华组织成立了国内唯一一家萤火虫环保组织“守望萤火虫研究中心”，保护了四川青神县境内上亿只野生三叶虫萤，同时建立现代化的萤火虫繁育基地、四季赏萤馆和萤火虫科普馆。在他的奔走呼吁下，有十一种萤火虫已被列入国家三级保护动物名录，给予萤火虫法律层面的保护。

付新华在研究领域逐梦二十四载，只为守护萤火虫的那束微光。

雨打灯难灭，风吹色更明。若飞天上去，定作月边星。在付新华的眼中，春天，不只有花草争芳，百卉含英，更有荧光闪烁，灿若繁星。在科学研究的征途上，没有坦途，更不能停歇，萤火虫闪烁的光亮仿佛在吸引着他不断向前……

付新华：“研究本身就充满了意义和价值，我觉得人生就是一个探索和发现的旅程。我们正在研究萤火虫的闪光控制机制，我有信心，三到五年，揭开这个谜底，摘取另一枚‘皇冠上的宝石’。”

来源 | 武汉经济广播

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