BOB“红灯停，绿灯行”，我们过马路都会看信号灯。在植物的世界里，它们也能看到“信号灯”吗？在漫长的进化过程中，植物是否也拥有像人类一样的视觉系统，看到并感知世间的丰富多彩呢？
植物能看到光吗？中国科学院分子植物科学卓越创新中心博士生导师刘宏涛说：“我想告诉大家，植物是可以看见光的。”
众所周知，植物在黑暗中和在光下的状态完全不一样。在黑暗中，它要努力伸长，想去突破地表。一旦见到光后，它就知道伸长要被抑制，然后它的叶片会打开，努力进行光合作用，这样才能更好地生活下去BOB。
以发豆芽为例，生豆芽的时候一定是在黑暗中的，这样才有一个非常长的胚轴来吃。如果生豆芽时见到光了，那它就不能长得很长。
再如，我们在不同的季节会看到不同的花开，这就是植物可以感受到光照的长短，来决定开花的时间。植物感受光照的时间，可以分为长日照植物、短日照植物和日中性植物。
所谓长日照植物是指植物在生长发育过程中需要有一段时间，如果每天光照时数超过一定限度（14小时以上），花芽会形成更快，光照时间越长，开花越早；短日照植物是在日照长度短于某一定临界值时才能够开花，对于这种植物适当缩短光照，延长黑暗，可提早开花BOB，在临界日长内，延长光照，就延迟开花，如果光照时数大于临界日长，就不进行花芽分化，不开花；日中性植物，只能在一定的日照长度范围才能够开花。
刘宏涛说：“在日常生活中，光周期调控的开花时间应用非常广泛。如在做园林设计时，希望在园林里一年四季有不同的植物开花，而不是所有的植物都在一个季节里开花。”
“当然BOB，光周期调控的开花时间，也决定了植物的地理分布。”刘宏涛说：“大家都知道，很多南方种植的植物，北方是无法种植的。例如，水稻最早的时候是短日照植物，只在南方种植，在北方当光周期合适是短日照的时候已经是深秋了，温度太低了，来不及结果实就枯萎了。现在北方可以种植水稻了，是育种学家选育了对光周期不敏感的水稻，所以水稻可以由南到北的种植了。”
刘宏涛说：“太阳光是由不同波长的光组成的复合体。植物不仅能够看到光，还能看到不同颜色的单色光。这是因为植物主要依靠光受体蛋白。”
植物有一系列不同的光受体蛋白，比如红光的受体光敏素、蓝光的受体隐花素、紫外光的受体UVR8（UV Resistance Locus 8）等，这些光受体蛋白就像植物的“眼睛”BOB，观察生长环境中光质、光强、光照时间长短和方向的微妙变化，启动在这个环境中生存所必需的生理的和形态结构的变化。
隐花素是怎么被发现的？刘宏涛说：“在光下植物伸长会受到抑制，子叶会打开。科学家就去筛选，在蓝光条件下，依然长得和黑暗中一样，胚轴伸长、子叶闭合的植物，就这样找到了蓝光的受体。随后发现，它还可以调控光周期、开花时间。不仅如此，蓝光的受体还有一个在进化中非常保守的功能，就是对生物钟的调控。”
“没错，植物也有生物钟。”刘宏涛解释说：“植物的生物钟可以调控非常多的生理过程，如叶片的运动，观察种植的豆科植物不难发现，中午时豆科植物的叶片是平展的，午夜时是下垂的。因此，植物的叶片一直是在运动的，只是它动得比较慢，肉眼是捕捉不到的。”
刘宏涛介绍说：“当然，我们也可以用生物钟调控的基因的启动子，来启动一个报告基因，比如，用萤火虫的荧光素酶来调节，看到生物钟节律的变化。因此，不光人有生物钟，植物也有。蓝光受体可以介导蓝光抑制伸长，可以介导蓝光促进开花，还可以调控生物钟。”
在植物里边蓝光可以促进开花，那么蓝光是如何调控开花的？刘宏涛说：“蓝光受体被蓝光激活后，就会从单体变成二聚体，二聚体蛋白会结合下游的转录因子，调控基因表达调控开花素的量，这样植物就可以开花了。蓝光受体和转录因子之间的结合完全依赖于蓝光，它们之间这种蓝光依赖的结合被广泛地运用在开发光遗传的工具上。”
“光遗传是用光作为一个开关来调控细胞的活动。”刘宏涛说：“例如，我们给它光就让它把开关打开，然后把光去掉后又可以把开关关上。科学家们就用蓝光依赖的隐花素和转录因子之间的结合，做了很多光遗传的工具，如蓝光调控的基因表达的系统、蛋白的重新定位系统、基因的编辑系统等。”
“蓝光受体除了感受蓝光外，我们还发现它在温度响应中也特别重要。”刘宏涛说：“高温能促进植物的生长。在白光、红光和黑暗中，温度升高植物长得越快，但在蓝光条件下，高温促进的伸长就被抑制了。”
刘宏涛说：“蓝光受体可以介导蓝光来抑制高温促进的伸长。因此，蓝光受体不仅感受了蓝光，也在温度响应中非常重要。光和温度可以共同去调控转录因子，然后来调控内源植物生长素的合成，从而来调控伸长的过程。”
日常生活中，我们防晒需要涂防晒霜或者打遮阳伞等，这其实是防护紫外辐射（UV-B），因为UV-B会把我们晒伤或者晒红。
那么，植物在炎炎烈日下如何防晒呢？刘宏涛说：“植物自己可以产生‘防晒霜’，它通过积累‘防晒’类黄酮，包括黄酮醇、花青素等，已经进化出有效的机制来防止或限制UV-B诱导的损伤。”
到达地球表面的UV-B水平是高度动态的，由时间、季节、纬度、海拔、树荫和许多其他因素决定。植物如何适应UV-B水平的变化，协调生长和UV-B胁迫反应，目前还不清楚。
植物内源激素油菜素甾醇（BR）在促进植物生长中具有重要功能。刘宏涛研究组之前报道UVR8与内源油菜素甾醇信号转导中关键转录因子BIM1，BES1结合，抑制它们的脱氧核糖核酸（DNA）结合活性，从而抑制生长相关基因的转录，BR促进生长。然而，BR信号是否参与UV-B胁迫反应尚不清楚。
刘宏涛研究组的研究发现BR信号通过控制植物“防晒霜”--黄酮醇的合成抑制拟南芥和多种作物的UV-B胁迫反应。BES1介导植物生长和UV-B防御反应之间的平衡。BR激活的BES1抑制黄酮醇生物合成关键转录因子MYB11、MYB12和MYB111表达，从而减少黄酮醇的积累。引起胁迫的UV-B会抑制BES1的表达，从而促进黄酮醇的积累。
这些结果表明，BR激活的BES1不仅促进植物生长，而且抑制类黄酮的生物合成，从而节约能量，在没有紫外胁迫条件下努力生长。UV-B胁迫抑制BES1的表达，将能量分配给类黄酮的生物合成和UV-B胁迫反应，使植物能够及时地从生长转向UV-B胁迫反应，不被紫外线“晒伤”。
植物是绿色的原因，是因为它的茎叶中含有大量的叶绿素，能够吸收可见光谱的蓝色和红色波长，反射绿色波长。是所有的绿光都反射和折射了，完全不吸收吗？绿光到底有没有用呢？为此，刘宏涛实验室着手研究到底植物能不能吸收绿光。
“我们和物理学家合作发现，不同绿色的植物都可以吸收绿光。”刘宏涛说：“它折射和反射的绿光有50%，不是100%，也就是说有50%的绿光是被植物吸收了，所以植物是可以吸收绿光的。”
“我们当时拿把市面上绿光的LED灯来测它的波谱发现，市面上绿光的LED灯其实不是纯绿光，它里面是有蓝光的，蓝光在调控植物发育中有非常强的功能，即使是非常弱的蓝光也可以调控植物发育。我们觉得，过去认为绿光和蓝光一样，很有可能是因为用的光源不纯。”刘宏涛说。
刘宏涛介绍说：“随后，通过使用滤光片，完全过滤掉蓝光，获得了纯绿光，这时去观察绿光对植物的伸长是不是有影响。”
有意思的是，如果不用滤光片，随着绿光强度的增加，植物会越长越矮；当把蓝光过滤掉后，用纯绿光植物就越长越长，随着绿光增强，它比在黑暗中长得还长。因此，绿光是可以促进植物伸长的。
在绿光条件下，植物是可以进行一些光合作用，它有更多的能量，就可以长得更高？刘宏涛说：“为了回答这个问题BOB，我们就给植物加糖，给它更多的能量，发现无论加不加糖，在绿光下植物都会长得更长，所以这不是能量的原因。随后，我们用了一个完全白化的植物试验发现它在绿光下依然会长得很高。”
“不仅如此，我们通过对大豆、小麦、水稻、藜麦、高粱、玉米等植物的试验发现，所有的植物在绿光下都会长得更高。”刘宏涛说：“绿光确实可以作为信号来调控植物的发育，促进植物伸长。”