“囊萤映雪”、“罗扇扑萤”，这些典故承载着人们对田园生活诗意栖居的美好记忆。萤火虫，自古以来就像夜空中的精灵，为黑暗带来一丝丝光明。关于萤火虫为何能够发光，以及如何控制发光，这两个科学界的谜团一直未被解开。
在付新华教授团队的最新研究中，华中农业大学的研究人员已经揭开了这个奥秘，并在施普林格·自然旗下的《自然-通讯》学术期刊上发表了这一遗传学研究成果。
萤火虫的发光是一种生物化学反应，这一过程涉及荧光素酶、荧光素、氧气、镁离子以及腺嘌呤核苷三磷酸等物质的协同作用。其中，萤火虫成虫发光器的发育机制和闪光控制机制是研究中的两大核心问题。付新华教授介绍说，科学家们长期以来一直致力于研究荧光素酶和荧光素的性质。
通过运用比较基因组学、比较转录组学及基因干扰等技术，付新华团队在2018年的研究中，针对我国独有的水栖萤火虫的早、中、晚期发光器进行了深入探索，最终锁定了“homeobox转录因子”。这一转录因子在动物形体发育中扮演着重要角色，其中两个关键的转录因子“alabd-b”和“alunc-4”共同调控着荧光素酶的表达。
深入的研究还发现，从细胞层面来看，萤火虫的发光依赖于“荧光素酶”在“过氧化物酶体”这一细胞器中的功能发挥。荧光素酶的表达和转运离不开过氧化物酶体的跨膜转运蛋白，而这正是由alabd-b和alunc-4这两个转录因子所调控的。
付新华教授表示，每一种萤火虫的发光器形状和频率都有其独特性，体现了萤火虫生物多样性的丰富性。理解萤火虫成虫的发光机制对于保护萤火虫的生物多样性具有重要意义。