بررسی تنوع ژنتیکی در زعفران (Crocus sativus L.) از طریق بارکدگذاری DNA دو جایگاه

زعفران (Crocus sativus L.) به دلیل خواص باارزش خود در میان گران ترین ادویه جات در جهان باقی مانده است. روش‌های اصلاح سنتی به دلیل عقیمی نر و تکثیر کلونال زعفران محدود می‌شود، که ممکن است منجر به زوال ژنتیکی شود و تنوع ژنتیکی در جمعیت‌های زعفران را رمزآلود کند. برای غلبه بر این تنوع مرموز، ما یک تجزیه و تحلیل ژنتیکی جامع از شانزده نمونه زعفران از مراکش، فرانسه، یونان و ایتالیا با استفاده از دو بارکد DNA جهانی انجام دادیم: ITS2 و trnH-psbA. یافته‌های ما تنوع ژنتیکی قابل‌توجهی را در میان توالی‌های مورد بررسی نشان داد که با تنوع توالی قابل‌توجهی مشخص می‌شود. این منجر به شناسایی تعداد قابل توجهی از هاپلوتیپ ها (14 و 15) با تنوع هاپلوتیپ بالا (HD) = 0.9 شد که نشان دهنده تنوع ژنتیکی گسترده است. علاوه بر این، تحلیل‌های فیلوژنتیک و شبکه‌ای، خوشه‌های ژنتیکی متمایز و روابط تکاملی بین جمعیت‌های زعفران را نشان می‌دهند و الحاقات ما را از زعفران ایران جدا می‌کنند. علاوه بر این، فاصله زوجی و تجزیه و تحلیل مؤلفه های اصلی، پروفایل های ژنتیکی منحصر به فرد جمعیت Assif Zimer از مراکش را تأیید کرد.

قابل توجه، این مطالعه عوامل محیطی را به عنوان عوامل بالقوه در تفاوت‌های ژنتیکی در مناطق مختلف بررسی می‌کند. در نهایت، ارزیابی ساختارهای ثانویه ITS2 و تولید بارکدهای DNA دوبعدی، هویت‌های منحصر به فردی را برای پیوست‌ها فراهم کرد و بینش‌های ارزشمندی را در مورد تنوع توالی و شناسایی مولکولی ارائه کرد. مطالعه ما به درک عمیق‌تر ژنتیک زعفران کمک می‌کند و اطلاعات ضروری را برای پروژه‌های حفاظتی فراهم می‌کند.

Saffron (Crocus sativus L.) remains among the most costly spices worldwide due to its invaluable properties. Traditional breeding methods are restricted by saffron’s male sterility and clonal multiplication, which may result in genetic deterioration and make genetic diversity within saffron populations cryptic. To overcome this cryptic diversity, we conducted a comprehensive genetic analysis of sixteen saffron accessions from Morocco, France, Greece, and Italy using two universal DNA barcodes: ITS2 and trnH-psbA. Our findings unveiled significant genetic diversity among examined accessions, characterized by considerable sequence variation. This led to the identification of a notable number of haplotypes (14 and 15) with a high haplotype diversity (HD) = 0.9, signifying extensive genetic variability.

Moreover, Phylogenetic and network analyses illustrated distinct genetic clusters and evolutionary relationships among saffron populations, separating our accessions from Iranian saffron. Besides, Pairwise distance and principal component analyses confirmed the unique genetic profiles of the Assif Zimer population from Morocco. Notably, the study explores environmental factors as potential contributors to genetic differences across different regions. Finally, the assessment of ITS2 secondary structures and the generation of Two-Dimensional DNA Barcodes provided unique identities to accessions and gave valuable insights into sequence variability and molecular identification. Our study contributes to a deeper understanding of saffron genetics and provides essential information for conservation projects.