Des chercheurs de l’Université de Helsinki ont découvert que les mitochondries dans les cellules végétales peuvent attirer l’oxygène loin des chloroplastes, révélant une nouvelle interaction qui affecte la photosynthèse et les réponses au stress. Cette découverte, publiée dans Plant Physiology, explique comment les plantes gèrent leurs niveaux d’oxygène internes. L’étude a utilisé des plantes Arabidopsis thaliana génétiquement modifiées pour observer ces processus.
Une équipe dirigée par le Dr Alexey Shapiguzov au Centre d’excellence en biologie des arbres de l’Université de Helsinki a identifié un mécanisme auparavant inconnu dans les cellules végétales. Les mitochondries, qui produisent de l’énergie par la respiration, peuvent activement réduire les niveaux d’oxygène autour des chloroplastes, les sites de la photosynthèse. Cet échange d’oxygène modifie la manière dont les plantes gèrent les espèces réactives d’oxygène et s’adaptent aux stress environnementaux. Les recherches se sont concentrées sur Arabidopsis thaliana, une plante modèle, avec des versions génétiquement modifiées présentant des défauts mitochondriaux qui activent des enzymes respiratoires alternatives. Ces modifications ont augmenté la consommation d’oxygène par les mitochondries, entraînant une baisse de l’oxygène dans les tissus végétaux. En conséquence, les chloroplastes ont montré une résistance au methyl viologen, un produit chimique qui génère généralement des espèces réactives d’oxygène en détournant les électrons vers l’oxygène. Des expériences en conditions de faible teneur en oxygène, créées en exposant les plantes à du gaz azote, ont confirmé davantage l’interaction. Le transfert d’électrons vers l’oxygène a diminué fortement, indiquant une disponibilité en oxygène insuffisante pour l’action du produit chimique. Le Dr Shapiguzov a déclaré : « À notre connaissance, c’est la première preuve que les mitochondries influencent les chloroplastes par un échange d’oxygène intracellulaire. » L’oxygène joue un rôle clé dans le métabolisme végétal, la croissance, les réponses immunitaires et l’adaptation au stress, y compris la cicatrisation des plaies. Bien que la photosynthèse libère de l’oxygène et la respiration en consomme, l’influence directe entre ces organites n’était pas comprise auparavant. Cette découverte pourrait améliorer les prédictions des réponses des plantes à des changements comme les cycles jour-nuit ou les inondations. La découverte pourrait améliorer les outils de mesure de la physiologie végétale, aidant à la détection précoce du stress chez les cultures et soutenant les efforts de sélection. L’étude a été publiée dans Plant Physiology en 2026.
