اضافه کردن رنگ به یک معمای صد ساله: شناسایی کروموزوم‌های چندرنگی ماهیت خودسه‌نسلی زعفران (Crocus sativus) را به عنوان یک هیبرید از سیتوتایپ‌های وحشی Crocus cartwrightianus آشکار می‌کند

زعفران (Crocus sativus) منبع گران‌ترین ادویه جهان است که از کلاله‌های برداشت‌شده به‌طور دستی تولید می‌شود و بنابراین به عنوان یک محصول نقدی برای جوامع روستایی عمل می‌کند. با این حال، با وجود اهمیت اقتصادی آن، ژنوم و کروموزوم‌های آن به‌طور کامل مطالعه نشده‌اند. C. sativus یک گونه سه‌روی نازا است که دارای هشت سه‌تایی کروموزوم است و تنها به‌صورت رده‌های کلونال از طریق پیازچه‌ها تکثیر می‌شود. منشأ تکاملی زعفران، گونه‌های والدین و وضعیت آلوتریپلوئیدی یا خودتریپلوئیدی آن تقریباً برای یک قرن موضوع بحث بوده است. ما توالی‌یابی بررسی ژنوم زعفران را انجام دادیم و توالی‌های نشانه سیتوژنتیکی منتخب شامل تکرارهای پی‌درپی اصلی را انتخاب کردیم که از آن‌ها به عنوان پروب در هیبریداسیون فلورسانس رنگی مقایسه‌ای در محل (FISH) استفاده کردیم. ما ۹۲ موقعیت کروموزومی را برچسب‌گذاری کرده و ترکیب کروموزومی سه‌تایی‌های زعفران را تعیین کردیم.با استفاده از FISH مقایسه‌ای از شش گونه زعفران از ۱۱ دسترسی، نشان می‌دهیم که C. sativus یک هیبرید اتوتری‌پلوئید است که از سیتوتایپ‌های ناهمگن Crocus cartwrightianus منشأ گرفته است. کاریوتایپ مرجع FISH زعفران برای یکپارچه‌سازی داده‌های توالی‌یابی ژنوم با کروموزوم‌ها و برای بررسی رابطه بین گونه‌های زعفران حیاتی است. ما یک مدل تکاملی از ظهور زعفران ارائه می‌دهیم؛ دانش درباره منشأ والدین مسیر بازسازی C. sativus از C. cartwrightianus را برای گسترش مخزن ژنی زعفران فراهم می‌کند.

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 landmark 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 cartwrightianus cytolyses. 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.