ادغام پروفایل های آپوکاروتنوئید و رونوشت کلاله های در حال رشد زعفران (Crocus sativus L.) یک کنترل چند وجهی شامل ژن های PSY2، OR-a، PIF1 و HY5 را در تنظیم بیوسنتز آپوکاروتنوئید نشان می دهد.

ادغام پروفایل های آپوکاروتنوئید و رونوشت در کلاله های در حال رشد زعفران، الگوی دوفازی مسیر بیوسنتزی کاروتنوئید را نشان داد. در حالی که سنتز لیکوپن در مرحله S2 به اوج بتا کاروتن و CsLCY-β می رسد، در مرحله S3 رشد کلاله به اوج خود می رسد. CsZCD، CsGTF، CsBGSD، CsADH و CsVDE، مسئول برش اکسیداتیو کاروتنوئیدها برای تولید آپوکاروتنوئیدها، بالاترین بیان را در کلاله های مرحله S4 نشان دادند. CsPSY2، CsBCH و CsCCD2 بیشترین همبستگی را با تجمع آپوکاروتنوئید در کلاله ها نشان دادند، که مشخص میکند آنها ژن های کلیدی در بیوسنتز کاروتنوئید هستند.

نتایج ما نشان‌دهنده توسعه پلاستید فعال در کلاله‌های زرد و نارنجی و تمایز کروموپلاست فعال در کلاله‌های قرمز (S3) و قرمز (S4) است. بیان ژن OR-a در کلاله ها به شدت با بیوژنز کروموپلاست مرتبط است. بر اساس شبکه همبستگی، ما دخالت یک کمپلکس رونویسی فعال‌سازی سرکوب متشکل از ژن‌های CsPIF1، CsHY5 و CsPSY2 را در تنظیم بیوسنتز کاروتنوئیدها در کلاله‌های زعفران پیشنهاد می‌کنیم.

Integration of the apocarotenoid and transcriptome profiles in developing stigmas of saffron revealed a biphasic pattern of carotenoid biosynthetic pathway. While the synthesis of lycopene peaks at S2 stage that of β- carotene and CsLCY-β, peaks at S3 stage of stigma development. CsZCD, CsGTF, CsBGSD, CsADH and CsVDE, responsible for the oxidative cleavage of carotenoids to produce apocarotenoids, showed highest expression in S4 stage stigmas. CsPSY2, CsBCH and CsCCD2 showed the highest correlation with apocarotenoid accumulation in the stigmas, indicating them to be the key genes in carotenoid biosynthesis.

Our results indicate active plastid development in yellow and orange stigmas and active chromoplast differentiation in red (S3) and scarlet (S4) stigmas. The expression of the OR-a gene in the stigmas was found to be strongly related to chromoplast biogenesis. On the basis of correlation networking, we suggest the involvement of a repression-activation transcriptional complex comprised of the CsPIF1, CsHY5 and CsPSY2 genes in regulating the biosynthesis of carotenoids in the saffron stigmas.