بررسی زمانی پروفایل بیان ژن، تنظیم مرحله‌ای ژن‌های بیوسنتز آپوکاروتنوئید را در طول نمو کلاله در Crocus sativus L. نشان می‌دهد

زعفران یک گیاه دارویی استریل تریپلوئید و گران‌ترین گیاه زراعی جهان است. کلاله‌های قرمز خشک آن کاروتنوئیدهای مهمی را تجمع می‌دهند که پس از شکافت اکسیداتیو، آپوکاروتنوئیدها را تولید می‌کنند. زعفران آپوکاروتنوئیدهای مهمی مانند کروسین، پیکروکروسین و سافرانال تولید می‌کند که به آن رنگ، طعم و عطر می‌بخشند. برای درک الگوی بیان و ویژگی مرحله‌ای ژن‌های بیوسنتز آپوکاروتنوئید، توالی‌یابی RNA را در شش مرحله مختلف نمو کلاله (زرد، نارنجی، قرمز، دو روز قبل از شکوفایی، روز شکوفایی و دو روز پس از شکوفایی) با استفاده از پلتفرم Illumina انجام دادیم. تحلیل بیان تفاضلی، بیان ترجیحی/اختصاصی ژن‌های بسیاری را در مراحل مختلف نمو کلاله نشان داد. حاشیه‌نویسی عملکردی، ژن‌های بسیاری را شناسایی کرد که آنزیم‌های دخیل در مراحل مختلف مسیرهای بیوسنتز آپوکاروتنوئید را کد می‌کنند و در مراحل قرمز و بعدی نمو کلاله به صورت ترجیحی بیان می‌شوند. علاوه بر این، تحلیل غنی‌سازی ontology ژن، چندین ژن دخیل در فرآیندهای متابولیک اولیه/ثانویه و مسیرهای نمو زایشی را نشان داد که فراوانی رونوشت بالاتری در مراحل بعدی نمو کلاله دارند. به طور کلی، داده‌ها و نتایج ارائه شده در این مطالعه می‌تواند به عنوان منبعی غنی برای درک بیوسنتز آپوکاروتنوئید در C. sativus در طول نمو کلاله باشد.

Saffron (Crocus sativus L.) is a sterile triploid medicinal plant and is the world’s most expensive cultivated herb. Its dried red stigmas accumulate important carotenoids, which produce apocarotenoids after oxidative cleavage. Saffron produces important apocarotenoids, crocin, picrocrocin and safranal, that provide color, flavor and aroma to it. To understand the expression pattern and stage specificity of apocarotenoid biosynthesis genes, we performed RNA sequencing at six different stages of stigma development (yellow, orange, red, two days before anthesis, at the day of anthesis and two days after anthesis) using Illumina platform. Differential expression analysis revealed preferential/specific expression of many genes at the different stages of stigma development. Functional annotation identified many genes encoding enzymes involved in different steps of apocarotenoid biosynthesis pathways expressed preferentially at red and later stages of stigma development. In addition, gene ontology enrichment analysis revealed several genes involved in primary/secondary metabolic processes and reproductive development pathways, exhibiting higher transcript abundance at the later stages of stigma development. Overall, the data and results presented in this study can serve as a rich resource for understanding the apocarotenoid biosynthesis in C. sativus during stigma development.