افزودن رنگ به یک معماى صدساله: شناسایی چندرنگ کروموزومی ماهیت اتوترى‌پلوییدى زعفران را به عنوان هیبرید سیتوتیپ‌های وحشی Crocus cartwrightianus آشکار می‌کند

زعفران (Crocus sativus) منبع گران‌قیمت‌ترین ادویه جهان است که از خامه‌های دستی برداشت‌شده تولید می‌شود و بنابراین به‌عنوان یک محصول نقدی برای جوامع روستایی محسوب می‌شود. با این حال، با وجود اهمیت اقتصادی آن، ژنوم و کروموزوم‌های آن به‌طور محدود مطالعه شده‌اند. C. sativus گونه‌ای سه‌لایهٔ نازا است که شامل هشت سه‌تایی کروموزومی می‌باشد و تنها به‌عنوان یک شاخه کلونی از طریق برجستگی‌های ریزوم بازتولید می‌شود. منشأ تکاملی زعفران، گونه‌های والدین و وضعیت آلوتری‌پلوئیدی یا آتوترای‌پلوئیدی آن نزدیک به یک قرن است که موضوع بحث بوده است. ما توالی‌یابی بررسی‌ای از ژنوم زعفران انجام دادیم و توالی‌های شاخص سیتوژنتیکی شامل تکرارهای پی‌درپی اصلی را انتخاب کردیم که از آن‌ها به‌عنوان پراپ‌ها در هیبریداسیون فلورسانس چندرنگ مقایسه‌ای در محل (FISH) استفاده کردیم.ما ۹۲ موقعیت کروموزومی را علامت‌گذاری کردیم و ترکیب کروموزومی سه‌تایی‌های زعفران را مشخص نمودیم. از طریق FISH مقایسه‌ای شش گونه کروکوس از ۱۱ نمونه جمع‌آوری‌شده، نشان می‌دهیم که C. sativus یک هیبرید خودسه‌تایی است که از سیتوتایپ‌های ناهمگن Crocus cartwrightianus مشتق شده است. کاریکاتایپ مرجع FISH زعفران برای یکپارچه‌سازی داده‌های توالی‌یابی ژنوم با کروموزوم‌ها و بررسی روابط میان گونه‌های کروکوس حیاتی است. ما یک مدل تکاملی از ظهور زعفران ارائه می‌دهیم؛ دانش درباره منشأ والدینی مسیر بازسازی C. sativus از C. cartwrightianus را فراهم می‌کند تا مجموعه ژنی زعفران را گسترش دهد.

Saffron crocus (Crocus sativus) is the source of the most expensive spice of the world, produced from manually harvested stigmas, thus serving as a cash crop for rural communities. However, despite its economic importance, its genome and chromosomes are poorly studied. C. sativus is a sterile triploid species harboring eight chromosome triplets, and propagated only as a clonal lineage by corms. Saffron’s evolutionary origin, parental species and allo- or autotriploidy has been a matter of discussion for almost a century. We performed a survey sequencing of the saffron genome and selected cytogenetic land mark sequences consisting of major tandem repeats, which we used as probes in comparative multicolor fluorescent in situ hybridization (FISH). We tagged 92 chromosomal positions and resolved the chromosomal composition of saffron triplets. By comparative FISH of six Crocus species from 11 accessions, we demonstrate that C. sativus is an autotriploid hybrid derived from heterogeneous Crocus cartwrightianuscytotypes. The FISH reference karyotype of saffron is crucial for integrating genome sequencing data with chromosomes and for investigating the relationship among Crocus species. We provide an evolutionary model of the saffron emergence; the knowledge of the parental origin offers a route towards the resynthesis of C. sativus from C. cartwrightianus to broaden saffron’s gene pool.