تشریح چند اُمیکس افزایش دفاع ناشی از CS05 در گیاه ترامتس ورسیکالر (Trametes versicolor) در گیاه زعفران (Crocus sativus) تحت تنش پوسیدگی بنه ناشی از فوزاریوم اکسیسپوروم

زعفران (Crocus sativus) یک محصول با ارزش بالا است که به دلیل خواص تغذیه‌ای و درمانی خود، در کاربردهای آشپزی و دارویی مورد توجه قرار می‌گیرد. با این حال، پوسیدگی بنه ناشی از Fusarium oxysporum به شدت عملکرد و کیفیت را به خطر می‌اندازد. در اینجا، ما سویه F. oxysporum CSP01 را از بنه‌های بیمار جدا کردیم و آن را به عنوان عامل اصلی بیماری تأیید کردیم. پنج قارچ اندوفیت – CS05 (Trametes versicolor)، CS06 (Bjerkandera adusta)، CS07 (Phlebia acerina)، CS33 (Penicillium sp.) و CS65 (Trichoderma sp.) – برای اثربخشی کنترل زیستی در برابر CSP01 غربالگری شدند. CS05 قوی‌ترین سرکوب را نشان داد و به میزان کنترل 75.97٪ دست یافت و از کنترل‌های مثبت Mortierella alpina و Trichoderma harzianum پیشی گرفت. برای روشن شدن حفاظت با واسطه CS05، ما تجزیه و تحلیل‌های رونویسی، پروتئومیک و متابولومیک را ادغام کردیم. پروفایل ترانسکریپتوم، القای قوی ژن‌های دفاعی میزبان را پس از تیمار CS05، به ویژه در بیوسنتز فنیل پروپانوئید (PAL2، 4CL1، CCR4)، سیگنالینگ اسید جاسمونیک (JA) (COI1) و متابولیسم پراکسید هیدروژن (H2O2) (CAT1) نشان داد. تجزیه و تحلیل متابولومیک، 461 متابولیت تجمع یافته متفاوت را در بنه‌های تیمار شده با CS05 شناسایی کرد. به ویژه، L-تیروزین، کونیفرین و p-کومارآلدئید در مسیرهای فنیل پروپانوئید غنی شده و با افزایش مقاومت مرتبط بودند. qRT-PCR و سنجش فعالیت آنزیم، دخالت PAL2، 4CL1 و CCR4 را در بیوسنتز فنیل پروپانوئید تأیید کرد. اندازه‌گیری‌های فیتوهورمون، افزایش قابل توجه JA را در بنه‌های تیمار شده با CS05 (12.774 پیکومول در لیتر) نسبت به بنه‌های فقط پاتوژن (7.773 پیکومول در لیتر) نشان داد. ارزیابی‌های استرس اکسیداتیو نشان داد که H2O2 در بنه‌های آلوده در روز 30 به اوج خود رسید (41.189 میلی‌مول بر گرم پروتئین)؛ در روز 24، بنه‌های آلوده حاوی 20.904 میلی‌مول بر گرم پروتئین در مقابل 16.760 میلی‌مول بر گرم پروتئین در بنه‌های تیمار شده با CS05 بودند که نشان‌دهنده کاهش گونه‌های فعال اکسیژن بیش از حد است. در مجموع، این نتایج نشان می‌دهد که T. versicolor CS05 با هماهنگی فعال‌سازی مسیر فنیل‌پروپانوئید، تقویت سیگنالینگ JA و بهبود سم‌زدایی H2O2، مقاومت زعفران را در برابر پوسیدگی بنه افزایش می‌دهد. این مطالعه اولین شواهدی را ارائه می‌دهد که T. versicolor CS05 یک عامل کنترل زیستی مؤثر و سازگار با محیط زیست برای پوسیدگی بنه زعفران است و بینش مکانیکی در مورد دفاع گیاهی ناشی از اندوفیت ارائه می‌دهد و از پتانسیل آن برای مدیریت پایدار بیماری پشتیبانی می‌کند.

Saffron (Crocus sativus) is a high-value crop prized in culinary and pharmaceutical applications for its nutritional and therapeutic properties. However, corm rot caused by Fusarium oxysporum severely compromises yield and quality. Here, we isolated F. oxysporum strain CSP01 from diseased corms and confirmed it as the primary causal agent. Five endophytic fungi—CS05 (Trametes versicolor), CS06 (Bjerkandera adusta), CS07 (Phlebia acerina), CS33 (Penicillium sp.), and CS65 (Trichoderma sp.)—were screened for biocontrol efficacy against CSP01. CS05 showed the strongest suppression, achieving a 75.97% control rate and outperforming the positive controls Mortierella alpina and Trichoderma harzianum. To elucidate CS05-mediated protection, we integrated transcriptomic, proteomic, and metabolomic analyses. Transcriptome profiling revealed robust induction of host defense genes following CS05 treatment, particularly in phenylpropanoid biosynthesis (PAL2, 4CL1, CCR4), jasmonic acid (JA) signaling (COI1), and hydrogen peroxide (H2O2) metabolism (CAT1). Metabolomic analysis identified 461 differentially accumulated metabolites in CS05-treated corms; notably, L-tyrosine, conifer in, and p-coumaraldehyde were enriched within phenylpropanoid pathways and associated with enhanced resistance. qRT-PCR and enzyme activity assays validated the involvement of PAL2, 4CL1, and CCR4 in phenylpropanoid biosynthesis. Phytohormone measurements showed significantly elevated JA in CS05-treated corms (12.774 pmol/L) relative to pathogen-only corms (7.773 pmol/L). Oxidative stress assessments indicated that H2O2 in infected corms peaked at day 30 (41.189 mmol·g-1 protein); at day 24, infected corms contained 20.904 mmol·g-1 protein versus 16.760 mmol·g-1 protein in CS05-treated corms, demonstrating mitigation of excessive reactive oxygen species. Collectively, these results show that T. versicolor CS05 enhances saffron resistance to corm rot by coordinating phenylpropanoid pathway activation, amplifying JA signaling, and improving H2O2 detoxification. This study provides the first evidence that T. versicolor CS05 is an effective, eco-friendly biocontrol agent for saffron corm rot and offers mechanistic insight into endophyte-driven plant defense, supporting its potential for sustainable disease management.