تجسم تأثیر رژیم‌های کشت بر متابولیسم کاروتنوئید و تعامل آن با جوامع باکتریایی اندوفیت در زعفران (Crocus sativus L)

با افزایش تقاضا برای زعفران، یافتن رژیم‌های کشت محلی مناسب برای بهبود کیفیت زعفران ضروری است. کشت دو بخشی در دلتای رودخانه یانگ تسه چین پیشنهاد شد. با این حال، روش کشت بدون خاک و آب ممکن است ریزمحیط رشد یافته را تغییر دهد و در نتیجه بر جوامع باکتریایی اندوفیت و تعاملات آن با ترکیبات زیست فعال تأثیر بگذارد. در اینجا، یک استراتژی جامع مبتنی بر متابولومیک مکانی غیر هدفمند و توالی‌یابی با توان عملیاتی بالا ایجاد شد. نتایج تصویربرداری طیف‌سنجی جرمی نشان داد که کروسین‌ها با روش کشت دو بخشی در قسمت کلاله زعفران تجمع می‌یابند. اجزای طعم‌دهنده مانند سافرانال و پیکروکروسین با روش کشت سنتی در فضای باز در قسمت کلاله و خامه زعفران تجمع می‌یابند. علاوه بر این، سیتروباکتر همبستگی مثبتی با محتوای کروسین نشان داد که ممکن است به افزایش بیان ژن ALDH، UGT74AD1 و UGT91P3 نسبت داده شود. استراتژی ایجاد شده ممکن است پایه ارزشمندی برای درک رژیم‌های کشت در مناطق غیرسنتی کشت زعفران فراهم کند.

As the demand for saffron expands, it is urgent to find suitable local cultivation regimes to improve saffron quality. Two-segment cultivation was proposed in the Yangtze River Delta of China. However, the soil- and water-free cultivation method may alter the grown microenvironment, thereby affecting the endophytic bacterial communities and its interactions with bioactive compounds. Herein, a comprehensive strategy based on nontargeted spatial metabolomics and high-throughput sequencing was established. Mass spectrometry imaging results showed that the crocins accumulated in the stigma part of saffron with the two-segment cultivation method. Flavor components like safranal and picrocrocin accumulated in the stigma and style part of saffron with a traditional outdoor cultivation method. Additionally, Citrobacter showed a positive correlation with the contents of crocin, which might be attributed to the elevated gene expression of ALDH, UGT74AD1, and UGT91P3. The strategy established might provide a valuable foundation for understanding cultivation regimes in nontraditional saffron-growing regions.