Forskare vid Helsingfors universitet har funnit att mitokondrier i växtceller kan dra bort syre från kloroplaster, vilket avslöjar en ny interaktion som påverkar fotosyntes och stressrespons. Denna upptäckt, publicerad i Plant Physiology, förklarar hur växter hanterar interna syrenivåer. Studien använde genetiskt modifierade Arabidopsis thaliana-växter för att observera dessa processer.
Ett team ledd av Dr. Alexey Shapiguzov vid Helsingfors universitets Centrum för excellens i trädbiologi har identifierat en tidigare okänd mekanism i växtceller. Mitokondrier, som producerar energi genom respiration, kan aktivt reducera syrenivåerna runt kloroplaster, platserna för fotosyntes. Detta syreutbyte förändrar hur växter hanterar reaktiva syrearter och anpassar sig till miljörelaterade stresser. Forskningen fokuserade på Arabidopsis thaliana, en modellväxt, med versioner genetiskt modifierade för att ha mitokondriella defekter som aktiverar alternativa respiratoriska enzymer. Dessa modifieringar ökade mitokondriernas syreförbrukning, vilket ledde till lägre syrehalter i växtvävnader. Som resultat visade kloroplasterna resistens mot methyl viologen, ett kemikalie som vanligtvis genererar reaktiva syrearter genom att omdirigera elektroner till syre. Experiment under lågsyre-förhållanden, skapade genom att exponera växterna för kvävgas, bekräftade ytterligare interaktionen. Elektronöverföringen till syre minskade kraftigt, vilket indikerar otillräcklig syretillgänglighet för kemikaliet. Dr. Shapiguzov uppgav: „Enligt vår kunskap är detta det första beviset på att mitokondrier påverkar kloroplaster genom intracellulärt syreutbyte.“ Syre spelar en nyckelroll i växtmetabolism, tillväxt, immunsvar och stressanpassning, inklusive sårläkning. Medan fotosyntesen frisätter syre och respirationen förbrukar det, var den direkta påverkan mellan dessa organeller inte tidigare förstådd. Denna upptäckt kan förbättra förutsägelserna för växters respons på förändringar som dygnscykler eller översvämningar. Upptäckten kan förbättra verktyg för mätning av växtfysiologi, hjälpa till med tidig stressdetektering i grödor och stödja avelsinsatser. Studien publicerades i Plant Physiology 2026.
