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在植物生长研究中，为探究不同峰值波长（λpeak）的蓝光（B）对植物伸长反应的影响，以及与其他光波段的对比，研究人员以芥菜和芝麻菜幼苗为对象。结果发现不同 λpeak的 B 处理对幼苗伸长促进效果相似且优于 UVA 和 FR。该研究为植物光照调控提供了重要依据。
在植物的生长历程中，光扮演着至关重要的角色。植物的光形态建成过程受到多种光受体的精细调控，其中光敏色素（PHYs）和隐花色素（CRYs）是两类关键的光受体。PHYs 存在两种可相互转换的形式，即活性形式（Pfr）和非活性形式（Pr），其在红光（R，600 - 700nm）照射下部分转化为 Pfr，而在远红光（FR，700 - 800nm）或黑暗环境中，Pfr 又会部分失活 。Pfr 与（Pfr + Pr）的相对比例（即光敏色素光稳定状态，PPS）对植物的生长发育影响重大，R 和 FR 波段对其影响最为显著，但 300 - 800nm 范围内的其他光波长也会产生作用。当 PPS 值高于一定阈值时，PHYB 会诱导植物产生抑制组织伸长等积极响应；而 PHYA 在较低的 PPS 值下发挥作用。与之不同，CRYs 主要感受蓝光（B，400 - 500nm）和紫外线 - A（UVA，315 - 400nm）光，其活性不仅受 B 或 UVA 强度的影响，还与其他光受体（尤其是 PHYB）存在相互作用。
早期，许多研究利用宽带光源探究光对植物伸长的影响，结果表明 B 相较于 R 会抑制植物伸长。然而，这些研究中使用的宽带 B 光源可能含有其他波段的光，并非纯净的 B 光，这可能干扰了实验结果。随着发光二极管（LED）技术的发展，窄带发射光谱的 LED 为研究纯净 B 光对植物生长的影响提供了新契机。近年来，利用 LED 的研究发现，在许多植物物种中，纯净的 B 光相较于 R 光能够促进植物伸长，这一现象在不同强度、光周期和环境条件下均有观察到。但目前，关于不同 λpeak的 B LED 对植物伸长反应的比较研究较少，同时，B 光与 UVA、FR 光对植物伸长影响的对比也尚不明确，并且 B 光促进植物伸长与黑暗环境下植物生长的差异也有待探究。
为了解决这些问题，研究人员开展了相关研究。虽然文中未明确研究机构，但研究以芥菜（Brassica juncea）和芝麻菜（Brassica eruca）幼苗为实验材料，这两种植物常用于微型蔬菜生产，在子叶展开阶段，它们对不同光处理的伸长反应存在差异，适合用于研究光对幼苗光形态建成的影响。研究人员设置了多种窄带光谱处理，包括 UVA（λpeak = 385nm）、B1（λpeak = 405nm）、B2（λpeak = 440nm）、B3（λpeak = 455nm）、FR（λpeak = 730nm），并以红光（R，λpeak = 660nm）和黑暗（D）作为对照处理，所有处理的光强均为 50 μmol m?2 s?1，且持续光照。
在实验过程中，研究人员运用了多种技术方法。首先，采用随机完全区组设计，进行了三次连续重复实验，确保实验结果的可靠性。利用光谱仪（Flame - S - XR）对光谱和光子通量密度（PFD）进行精确测量和校准，保证光处理的准确性。在生长和形态测量方面，对种子发芽率、茎长、生物量积累、地上部分分配、下胚轴和子叶的形态参数以及颜色等进行详细测定。通过 ImageJ 1.52 软件对扫描的植物组织图像进行分析，获取形态参数数据。最后，运用 Data Processing System Software（DPS V7.05）进行单因素方差分析，并使用 Duncan 新复极差检验对数据进行统计分析。
研究结果表明：在种子发芽率方面，三种 B 处理之间以及 B 处理与其他处理之间均无显著差异。茎伸长率（SER）方面，与黑暗相比，所有光谱处理均降低了 SER，但芥菜的降低幅度大于芝麻菜；B1、B2 和 B3 处理的 SER 在两种植物中均较高，且三者之间无显著差异；与 R 相比，UVA 和 FR 处理降低了芥菜的 SER，而 B 处理增加了芝麻菜的 SER；与 B 处理相比，UVA 和 FR 处理降低了两种植物的 SER。生物量方面，与黑暗相比，LED 处理除了在芥菜的 FR 处理和芝麻菜的 B1、B3 及 FR 处理下，均增加了总地上干重（DWt）；与 R 相比，B3 和 FR 处理降低了两种植物的总地上鲜重（FWt），FR 处理降低了芥菜的 DWt；在芥菜中，B3 处理降低了 FWt；UVA 对 FWt、DWt和下胚轴干重分配（DAh）的影响与三种 B 处理相似；FR 处理降低了芥菜相对于 B1、芝麻菜相对于 B2 的 FWt和 DWt，且对 DAh的影响与 B 处理相似。下胚轴长度（HL）方面，与黑暗相比，几乎所有 LED 处理均降低了 HL，但三种 B 处理的降低幅度最小；与 R 相比，UVA 和 FR 处理降低了芥菜的 HL，而 B 处理增加了芝麻菜的 HL；三种 B 处理之间的 HL 无显著差异；UVA 处理降低了两种植物相对于 B1、B2 以及芝麻菜相对于 B3 的 HL；与 B 处理相比，FR 处理降低了两种植物的 HL。植物高度的变化与 HL 和 SER 的测量结果一致。下胚轴直径方面，所有光谱处理均无显著影响。叶柄长度方面，与黑暗相比，除了芝麻菜在 UVA 和 FR 处理下，所有 LED 处理均增加了叶柄长度，且三种 B 处理的增加幅度最大；与 R 相比，FR 处理降低了两种植物的叶柄长度，B1 处理增加了两种植物的叶柄长度，B2 和 B3 处理增加了芝麻菜的叶柄长度；在芥菜中，B1 处理的叶柄长度高于 B2 处理；与 B 处理相比，UVA 和 FR 处理降低了两种植物的叶柄长度。子叶面积方面，与黑暗相比，除了芝麻菜在 FR 处理下，所有 LED 处理均增加了子叶面积，且 FR 处理的促进作用最小；与 R 相比，FR 处理降低了芥菜的子叶面积，其他 LED 处理降低了芝麻菜的子叶面积；三种 B 处理和 UVA 处理之间对子叶面积无显著影响。最大子叶叶片长度和宽度的变化趋势与子叶面积相似，但芝麻菜在 FR 处理下最大子叶叶片宽度相对于黑暗有所增加。叶质量面积比（LMA）方面，与黑暗相比，除了芝麻菜在 FR 处理下，所有 LED 处理均降低了 LMA；与 R 相比，其他 LED 处理对 LMA 无显著影响；三种 B 处理、UVA 和 FR 处理之间的 LMA 也无显著差异。颜色方面，与黑暗相比，芥菜在所有 LED 处理下下胚轴色调角降低，芝麻菜在 FR 处理下下胚轴色调角降低；芥菜在 R 处理下子叶色调角降低（更红），芝麻菜在所有 LED 处理下子叶色调角增加（更绿）；与 R 相比，芥菜在 UVA、B1 和 FR 处理下子叶色调角增加（更不红）；三种 B 处理之间对子叶色调角无显著影响；芥菜在 UVA 处理下子叶色调角高于 B2 处理（更不红）。
通过对上述结果的深入讨论，研究人员得出以下结论：不同 λpeak的纯 B 光谱对植物伸长和其他避荫反应（SARs）相关性状具有相似的促进作用。在芝麻菜中，B 光谱处理促进了下胚轴伸长、减小了子叶面积并增加了叶柄长度，这是典型的幼苗 SARs，有助于幼苗竞争光照；而芥菜对 B 和 R 处理的伸长反应相似，B 相对于 R 的促进作用不明显。与之前对紫苏的研究结果不同，本研究中三种 B 光谱处理在芥菜和芝麻菜中未表现出因 PPS 差异而导致的伸长差异，可能是因为紫苏对 PPS 变化更为敏感，且本研究与之前研究在植物生长阶段、生长周期和光照强度等方面存在差异。在单一光源 LED 照明条件下，纯 B 光谱相较于 UVA 和 FR 光谱更能促进植物伸长。UVA 通常抑制两种植物的伸长反应，这可能是因为 UVA 的 PPS 较高，激活了 CRY1，而 B 处理的低 PPS 和低 B 强度使得 CRY1 活性较低，从而促进伸长；FR 处理抑制了植物的伸长反应，这可能是因为单一光源的纯 FR 被植物感知为类似深植被荫蔽环境，植物转变生长策略，激活 PHYA 抑制伸长，同时减少子叶面积以适应生存。纯 B 光谱促进植物伸长的方式与黑暗环境不同。黑暗中幼苗通过暗形态建成（skotomorphogenesis）实现下胚轴快速伸长以寻找光，而 B 光谱处理下幼苗通过光形态建成（photomorphogenesis），且 B 光谱作为一种综合荫蔽信号，通过低 PPS 和低 B 强度促进下胚轴伸长，属于 SARs。此外，B 介导的 SARs 与黑暗触发的暗形态建成在植物性状上也存在差异，如黑暗增加了 LMA 并减少了叶柄长度，而 B 处理则表现出相反的趋势。
该研究在《Canadian Journal of Plant Science》发表，其意义在于明确了不同 λpeak的窄带蓝光 LED 对芥菜和芝麻菜幼苗伸长的促进作用相似且优于 UVA 和 FR，揭示了 B 光促进植物伸长的独特机制，以及与黑暗环境下植物生长的差异，为植物光照调控提供了重要的理论依据，有助于优化植物栽培中的光照条件，提高作物产量和品质。同时，研究也指出未来还需在不同峰值波长、强度、物种和生长阶段等方面进一步开展研究，以更深入地了解植物对光的响应机制。
