Peneliti di Universitas Helsinki menemukan bahwa mitokondria dalam sel tanaman dapat menarik oksigen menjauh dari kloroplas, mengungkapkan interaksi baru yang memengaruhi fotosintesis dan respons stres. Penemuan ini, yang diterbitkan di Plant Physiology, menjelaskan bagaimana tanaman mengelola kadar oksigen internal. Studi tersebut menggunakan tanaman Arabidopsis thaliana yang dimodifikasi secara genetik untuk mengamati proses ini.
Tim yang dipimpin oleh Dr. Alexey Shapiguzov di Centre of Excellence in Tree Biology Universitas Helsinki telah mengidentifikasi mekanisme yang sebelumnya tidak diketahui dalam sel tanaman. Mitokondria, yang menghasilkan energi melalui respirasi, dapat secara aktif menurunkan kadar oksigen di sekitar kloroplas, tempat fotosintesis berlangsung. Pertukaran oksigen ini mengubah cara tanaman menangani spesies oksigen reaktif dan beradaptasi dengan stres lingkungan. Penelitian ini berfokus pada Arabidopsis thaliana, tanaman model, dengan varian yang dimodifikasi secara genetik untuk memiliki cacat mitokondria yang mengaktifkan enzim respirasi alternatif. Modifikasi ini meningkatkan konsumsi oksigen oleh mitokondria, menyebabkan kadar oksigen yang lebih rendah di jaringan tanaman. Akibatnya, kloroplas menunjukkan ketahanan terhadap methyl viologen, bahan kimia yang biasanya menghasilkan spesies oksigen reaktif dengan mengalihkan elektron ke oksigen. Eksperimen dalam kondisi oksigen rendah, yang dibuat dengan mengekspos tanaman ke gas nitrogen, semakin mengonfirmasi interaksi tersebut. Transfer elektron ke oksigen menurun tajam, menunjukkan ketersediaan oksigen yang tidak mencukupi untuk aksi bahan kimia tersebut. Dr. Shapiguzov menyatakan, «sejauh pengetahuan kami, ini adalah bukti pertama bahwa mitokondria memengaruhi kloroplas melalui pertukaran oksigen intraseluler.» Oksigen memainkan peran kunci dalam metabolisme tanaman, pertumbuhan, respons imun, dan adaptasi stres, termasuk penyembuhan luka. Sementara fotosintesis melepaskan oksigen dan respirasi mengonsumsinya, pengaruh langsung antara organel ini sebelumnya tidak dipahami. Temuan ini dapat meningkatkan prediksi respons tanaman terhadap perubahan seperti siklus siang-malam atau banjir. Penemuan ini dapat meningkatkan alat untuk mengukur fisiologi tanaman, membantu deteksi stres dini pada tanaman pangan dan mendukung upaya pemuliaan. Studi tersebut diterbitkan di Plant Physiology pada tahun 2026.
