据芬兰赫尔辛基大学网站3月9日报道，芬兰赫尔辛基大学的研究团队发现了一种此前未知的细胞内相互作用机制。研究表明，植物的线粒体能够从叶绿体中“夺取”氧。这一新发现有助于解释植物如何调控其组织内的氧含量，同时加深科学家对植物代谢及胁迫响应机制的理解。

这项研究由赫尔辛基大学树木生物学卓越中心的阿列克谢·沙皮古佐夫博士牵头开展，相关成果发表在美国《植物生理学》月刊上。

氧对植物体内的诸多生理过程至关重要，包括代谢、生长、免疫反应及胁迫抗性。赫尔辛基大学此前的研究表明，氧在启动植物伤口愈合过程中发挥重要作用。尽管氧的作用如此重要，科学家仍未完全了解植物调控其组织内氧含量的机制。

在植物细胞内，氧主要受两种细胞器的影响，分别是线粒体和叶绿体。线粒体在细胞呼吸过程中消耗氧以产生能量；与之相反，叶绿体在光合作用中将氧作为副产物释放。

尽管呼吸作用与光合作用已被广泛研究，但科学界对线粒体与叶绿体之间氧的流动机制仍知之甚少。

为探究这一问题，研究人员对模式植物拟南芥的转基因植株开展了研究。这些植株的线粒体存在缺陷，可激活替代性呼吸酶，进而使线粒体耗氧速率升高。

这些经过基因改造的植株表现出两个显著特征：一是线粒体呼吸作用增强，使植物组织内的氧含量降低；二是叶绿体对甲基紫精产生抗性。甲基紫精是一种能够将电子经植物内吸收光的系统传递给氧从而产生活性氧的化学物质。

当研究人员将植株置于氮气环境中营造低氧条件时，电子向氧的转移急剧下降。这一结果表明，甲基紫精失去了其正常发挥作用所必需的物质氧气。

实验揭示了植物细胞内部一种此前未被认识的相互作用机制：当线粒体在胁迫条件下增加耗氧量时，它们会降低叶绿体内可利用的氧含量。

这一过程实际上形成了一个内部的“耗氧”机制，进而改变光合作用及活性氧代谢。这种改变有助于植物更好地适应不断变化的环境条件。

沙皮古佐夫表示：“据我们所知，这是首次有证据表明，线粒体可通过细胞内氧转移来影响叶绿体。”这一发现为理解植物如何协调能量产生与胁迫响应提供了全新的视角。

厘清呼吸作用与光合作用如何通过氧转移相互作用，有助于更清晰地阐明植物能量代谢机制，也有助于科研人员更准确地预测植物对昼夜节律、洪涝等环境变化的响应。

这一新发现的相互作用机制，还有望促进植物生理检测与成像技术的改进。这些技术可用于植物育种，并有助于实现对作物胁迫响应的早期监测。（编译/邬眉）