تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای بیان ژن در گل‌های زعفران و گونه‌های وحشی Crocus

کلاله گل‌های زعفران (Crocus sativus L.) منبع اصلی گران‌ترین ادویه جهان است که سرشار از آپوکاروتنوئیدهای شناخته‌شده به نام کروسین، پیکروکروسین و سافرانال است که به ترتیب در رنگ، طعم تلخ و عطر آن نقش دارند. برای کسب بینش عمیق‌تر در مورد پروفایل‌های بیان ژن و توزیع متابولیت‌های مرتبط در زعفران تریپلوئید و خویشاوندان وحشی دیپلوئید آن، این مطالعه محتوای آپوکاروتنوئید و بیان شش ژن کلیدی مرتبط را در بافت‌های مختلف گل زعفران و گونه‌های وحشی Crocus از جمله C. speciosus، C. almehensis و C. gilanicus بررسی کرد. بالاترین محتوای کروسین (26.75 درصد) در کلاله C. sativus شناسایی شد، در حالی که بالاترین محتوای پیکروکروسین (19.63 درصد) در تپال‌های C. gilanicus یافت شد. همبستگی قوی بین تجمع کروسین و بیان ژن‌های LyB2، CCD2 و ALDH31 وجود داشت. سطح بیان UCT74AD در تپال‌های C. gilanicus تقریباً 11 برابر بیشتر از کلاله C. sativus بود، در حالی که کروسین در این بافت غیرقابل تشخیص بود. یافته‌های ما نشان می‌دهد که ژن UCT74AD ممکن است در گلیکوزیلاسیون سایر ترکیبات، مانند پیکروکروسین نیز نقش داشته باشد.

The stigma of Crocus sativus L. flowers serves as the primary source of the world’s most expensive spices, which are rich in apocarotenoids known as crocin, picrocrocin, and safranal, contributing to its color, bitter taste, and aroma respectively. To gain a deeper insight into gene expression profiles and the partitioning of related metabolites in triploid saffron and its diploid wild relatives, this study investigated the apocarotenoid content and the expression of six key related genes in various flower tissues of saffron and wild Crocus species, including C. speciosus, C. almehensis, and C. gilanicus. The highest crocin content (26.75 %) was identified in the stigma of C. sativus, while the highest picrocrocin content (19.63 %) was found in the tepals of C. gilanicus. A strong correlation existed between crocin accumulation and the expression of the genes LyB2, CCD2, and ALDH31. The expression level of UCT74AD in C. gilanicus tepals was approximately 11 times higher than that in C. sativus stigma, while crocin was undetectable in this tissue. Our findings indicate that the UCT74AD gene may also be involved in the glycosylation of other compounds, such as picrocrocin.