Mitochondria erven
Zoals de meeste eukaryoten krijgen planten hun mitochondria van een van hun ouders. Meestal is het de vrouwelijke lijn die ze doorgeeft. En zoals met alle systemen, soms glippen de mitochondria van de niet bijdragende ouder er doorheen. Nu laat een groep van internationale onderzoekers zien dat bij tabak (Nicotiana tabacum), de mannelijke mitochondria er vaker doorheen glippen dan ze eerst dachten.
Daar waar bij celdeling mitochondria willekeurig worden verdeeld, kan na het samensmelten van twee geslachtscellen maar een set mitochondria worden teruggevonden, meestal die van de moeder. Maar waarom de mitochondria van de andere ouder er soms wel doorheen glippen is niet veel bekend. De schatting is dat dit in 0.0016% van de gevallen gebeurt.
Ideaal fenotype
Zoals je kan indenken om iets te bestuderen dat zo weinig voorkomt zijn grote aantallen nodig. Iets dat het werk behoorlijk arbeidsintensief kan maken. Om dat te voorkomen ontwikkelde de onderzoekers een lijn met een betrouwbaar mitochondria gelinkt fenotype. Door het verwijderen van het mitochondria NAD9 gen verkregen de onderzoekers een lijn die veel langzamer ontkiemde dan planten die NAD9 nog wel hadden. Dit gaf de onderzoekers een fenotype waarmee ze snel konden herkennen of planten hun mitochondria van een NAD9 bevattende ouder hadden geërfd.
De onderzoekers bestoven vervolgen de bloemen van de langzaam ontkiemende planten met stuifmeel van normaal ontkiemende planten. Na ontkieming van 1000 van de resulterende zaden vonden de onderzoekers 5 planten die sneller ontkiemden dan hun broers of zussen. Analysis liet vervolgens zien dat de snel ontkiemede zaailingen mitochondria met NAD9 bevatten terwijl de langzaam ontkiemende zaailingen dat niet hadden.
Verder vonden de onderzoekers dat niet alle cellen in de NAD9 mitochondria bevattende planten ook NAD9 bevattende mitochondria bevatten. Een extreem geval hiervan was een zaailing dat alleen NAD9 bevattende mitochondria in z’n wortels had maar niet in z’n stengel. Hierdoor realiseerde de onderzoekers dat ze waarschijnlijk planten gemist hadden die hun vaderlijke mitochondria hadden geërfd.
Gebeurt vaker
Om dit te bevestigen ontwikkelde de onderzoekers een gevoeliger screening methode. Die direct testte hoeveel NAD9 aanwezig was in de zaailingen. Verrassend genoeg vonden de onderzoekers bij planten die groeide bij 25°C ongeveer 0.18% van de nakomelingen de vaderlijke mitochondrie erfde. Dit was nog meer wanneer de planten bij 10°C groeide, dan erfde ongeveer 0.78% van de nakomelingen vaderlijke mitochondria. Dit bleek te komen doordat meer mitochondria in de stuifmeelkorrels terecht kwamen wanneer deze zich ontwikkelde bij koude temperaturen.
De onderzoekers maakte dit extra zichtbaar door vaderlijke lijnen te gebruiken dat een van de genen mist die mitochondria in stuifmeelkorrels afbreekt. 7.34% van de nakomelingen van die planten groeiend bij 10°C bleken de vaderlijk mitochondria te erven.
Dus de vaderlijke mitochondria overerving is niet zo ongebruikelijk als in eerste instantie werd aangenomen. Het kan zelfs zo zijn dat in stressvolle situaties, zoals stuifmeelkorrel ontwikkeling bij koude temperaturen, de kansen vergroot om mitochondria van beide ouders te erven als een manier om de overlevingskansen te vergroten.
Literatuur
Gonzalez-Duran, E., Liang, Z., Forner, J. et al. High-frequency biparental inheritance of plant mitochondria upon chilling stress and loss of a genome-degrading nuclease. Nat. Plants (2026). https://doi.org/10.1038/s41477-026-02242-7
Plant en Zo 