القا و توسعه گل در زعفران: زمان‌بندی و مسیرهای signalling هورمونی

انتظار می‌رود تقاضا برای زعفران در سال‌های آینده به دلیل خواص غذایی و دارویی آن افزایش یابد. برای مقابله با این موضوع، توسعه تولید مکانیزه زعفران ضروری خواهد بود. ارتقاء روش‌های تولید نیازمند کنترل دقیق زمان گل‌دهی در این گونه است. با این حال، دانش کمی در مورد کنترل زمان گل‌دهی در Crocus sativus L وجود دارد. هدف این مطالعه کسب بینش در مورد شبکه‌های تنظیمی القاء گل‌دهی در این گونه است. تجزیه و تحلیل ترنسکریپتوم از جوانه‌های اصلی زعفران در مراحل مختلف رشد انجام شد.

شناسایی ادغام‌کننده‌های احتمالی سیگنال‌های زمان گل‌دهی، مانند FT، همچنین ژن‌های هویت مریستم مانند LFY و TFL1، امکان تعیین زمان القاء گل‌دهی جوانه‌ها را فراهم کرد و می‌توان از آن‌ها به‌عنوان نشانگرهای مولکولی استفاده کرد.شناسایی رونویسه‌هایی که توسط ژنی شبیه به DROOPING LEAF (DL) کدگذاری شده‌اند اهمیت ویژه‌ای دارد زیرا ممکن است این ژن عاملی نو برای تعیین کارپل در زعفران باشد. به منظور روشن شدن شبکه‌های سیگنال‌دهی هورمونی که در طول تحریک گلدهی فعال هستند، از داده‌های ترانسکریپتومیک استفاده شد و محتوای IAA، ABA و جیبرلین‌ها در غنچه‌های قادر و غیرقادر به گلدهی، در طول چرخه زندگی زعفران، تعیین شد. نتایج ما نشان داد که ABA ممکن است به‌طور منفی رهایی از خواب کُرم را تنظیم کند، اما نمی‌توان نقش آن در تحریک گلدهی را رد کرد.

ژن‌های ABI5 و MARD1 (میانجی ژن خواب تنظیم شده توسط ABA) می‌توانند بازیگران کلیدی این مسیر باشند. علاوه بر این، کاهش سطح GA4 نیز ممکن است شرطی لازم اما ناکافی برای تحریک و توسعه گل باشد. ژن‌های DELLA، TFL1 و PIF3 ممکن است در مسیر جیبرلین نقش داشته باشند. شایان ذکر است که IAA به نظر می‌رسد تنظیم‌کننده مثبت این فرایند باشد و ژن‌های MP/ARF5 و ANT در این مسیر دخیل باشند.با در نظر گرفتن همه این نتایج، مسیر برای آشکارسازی شبکه‌های تنظیم‌کننده تغییر فاز از گیاهی به زایشی در زعفران هموار می‌شود.

“The demand for saffron is expected to rise in the coming years due to its nutraceutical and medicinal properties. To cope with this, it will be necessary to develop a mechanised production of saffron. Upgrading the production methods requires accurate control of the flowering time in this species. Nevertheless, little is known about the control of flowering time in Crocus sativus L.

The aim of this study is to gain insight into the floral induction regulatory networks operating in this species. A transcriptomic analysis was performed from saffron main buds in different stages of development. The identification of putative integrators of flowering time signals, like FT, as well as meristem identity genes, such as LFY and TFL1, permitted the definition of the time of flowering induction of the buds, being able to use them as molecular markers. The identification of the transcripts encoded by a DROOPING LEAF-like (DL) gene is of particular relevance because this gene might be a novel factor for carpel specification in saffron.

To elucidate the hormonal signalling networks working during flower induction, transcriptomic data were used, and the content of IAA, ABA and gibberellins was determined in competent and non-competent buds to flower, during the saffron life cycle. Our results suggested that ABA might be negatively regulating corm dormancy release, but its involvement in flower induction cannot be ruled out. ABI5 and the mediator of ABA regulated dormancy gene MARD1, could be key players of this pathway.

In addition, a drop in GA4 levels may also be a necessary, but insufficient, condition for floral induction and development. DELLA, TFL1 and PIF3 genes might be involved in the gibberellin pathway. Notably, IAA seems to be a positive regulator of the process, involving MP/ARF5 and ANT genes in the pathway. Taken together, these results pave the way to the unveiling of the regulatory networks controlling the vegetative-to-reproductive phase change in saffron.”