برنامه‌ریزی مجدد آنتی‌اکسیدانی و فنیل‌پروپانوئیدی القا شده توسط ویروس در زعفران (Crocus sativus L.) تحت عفونت CMV و TuMV

زعفران (Crocus sativus L.) به‌طور فزاینده‌ای تحت تأثیر آلودگی‌های ویروسی قرار می‌گیرد، با این حال هنوز به‌طور کافی روشن نشده است که استرس ناشی از ویروس‌ها از نظر فیزیولوژیکی چه ارتباطی با پاسخ‌های متابولیکی مرتبط با دفاع دارد. این پژوهش بررسی کرد که آیا ویروس موزائیک خیار (سی‌اِم‌وی) و ویروس موزائیک شلغم (تی‌اِی‌اِم‌وی) با تغییرات هماهنگ در موارد زیر همراه هستند یا نه: دفاع آنتی‌اکسیدانی، متابولیسم مرتبط با فنیل‌پروپانوئیدها، ویژگی‌های تبادل گاز و زیست‌توده گل در زعفرانی که در شرایط گلخانه کنترل‌شده رشد داده شده است. در این مطالعه، ۱۶ ویژگی زیست‌کیمیایی و فیزیولوژیکی اندازه‌گیری شد؛ از جمله کاتالاز (سی‌اِی‌تی)، پراکسیداز (پی‌اِی‌اُ‌دی)، پلی‌فنول اکسیداز (پی‌پی‌اُ)، فنیل‌آلانین آمونیا لیاز (پی‌اِی‌اِل)، فنول‌های کل، فلاونوئیدها، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی معادل تروکْس، ویتامین سی، پرولین، محتوای کربوهیدرات، رسانندگی روزنه‌ای، غلظت دی‌اکسیدکربن درون‌سلولی، کسری فشار بخار در سطح برگ، دما‌ی برگ، نسبت Ci/Ca و وزن خشک گل. تحلیل مؤلفه‌های اصلی نشان داد که آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی، آنتی‌اکسیدان‌های غیرآنزیمی و ویژگی‌های متابولیت‌های ثانویه با محور اصلی تغییرات رابطه مثبت دارند؛ در مقابل، محتوای کربوهیدرات، رسانندگی روزنه‌ای، کسری فشار بخار و وزن خشک گل با این محور رابطه منفی نشان دادند. همچنین خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی توانست گیاهان آلوده به ویروس را از نمونه‌های شاهد (بدون ویروس/پاسخ نمایشی) جدا کند و تقویت هماهنگ ویژگی‌های مرتبط با آنتی‌اکسیدان‌ها و فنیل‌پروپانوئیدها را تحت آلودگی برجسته ساخت. در مجموع، الگوی مشاهده‌شده از ویژگی‌ها از یک تفسیر فیزیولوژیک پشتیبانی می‌کند: آلودگی با سی‌اِم‌وی و تی‌اِی‌اِم‌وی با فعال‌سازی دفاع آنتی‌اکسیدانی، بازبرنامه‌ریزی متابولیسم فنیل‌پروپانوئیدها که با پی‌اِی‌اِل مرتبط است، و همچنین یک تعارض بین دفاع و رشد در زعفران همراه می‌شود. این یافته‌ها یک چارچوب مبتنی بر فیزیولوژی ارائه می‌کند تا درک کنیم آلودگی ویروسی چگونه ویژگی‌های عملکردی را در این محصول غیرمدل و اقتصادی تحت تأثیر قرار می‌دهد.

Saffron (Crocus sativus L.) is increasingly challenged by viral infections, yet the physiological links between viral stress and defense-associated metabolic responses remain insufficiently resolved. This study examined whether cucumber mosaic virus (CMV) and turnip mosaic virus (TuMV) are associated with coordinated changes in antioxidant defense, phenylpropanoid-related metabolism, gas-exchange traits, and flower biomass in saffron grown under controlled greenhouse conditions. Sixteen biochemical and physiological traits were quantified, including catalase (CAT), peroxidase (POD), polyphenol oxidase (PPO), phenylalanine ammonia-lyase (PAL), total phenolics, flavonoids, Trolox-equivalent antioxidant capacity, vitamin C, proline, carbohydrate content, stomatal conductance, intercellular CO2 concentration, vapor pressure deficit at leaf level, leaf temperature, Ci/Ca, and flower dry weight. Principal component analysis showed that antioxidant enzymes, non-enzymatic antioxidants, and secondary-metabolite traits were positively associated with the major axis of variation, whereas carbohydrate content, stomatal conductance, vapor pressure deficit, and flower dry weight were negatively associated. Hierarchical clustering further separated virus-infected plants from mock controls and highlighted coordinated enrichment of antioxidant and phenylpropanoid-associated traits under infection. Together, the trait pattern supports a physiology-based interpretation in which CMV and TuMV infection are associated with oxidative-defense activation, PAL linked phenylpropanoid reprogramming, and a defense-growth tradeoff in saffron. These findings provide a physiology-centered framework for understanding how viral infection alters functional traits in this economically important non-model crop.