تنوع اندوفیت‌های وابسته به کشت در مکان و اندام خاص Crocus sativus L. (زعفران) در هیمالیای کشمیر، هند

تنوع اندوفیتی یک گیاه میزبان در مقیاس‌های مختلف فضایی-زمانی و بین اندام‌های مختلف گیاه متفاوت نشان داده شده است، اما هیچ مطالعه‌ای روی گیاه اقتصادی مهم Crocus sativus (زعفران) انجام نشده است. برای پر کردن این خلأ دانش، مطالعه حاضر برای مستندسازی تنوع اندوفیت‌های باکتریایی، اکتینومیستی و قارچی قابل کشت در چندین مکان از اندام‌های رویشی و زایشی C. sativus انجام شد. مجموعاً ۱۱۷۰ ایزوله اندوفیتی قابل کشت از ۶۴۸۰ قطعه بافتی C. sativus جمع‌آوری‌شده از شش مکان مطالعه مختلف در منطقه پامپور دره کشمیر در هند بازیابی شد. این ایزوله‌ها با استفاده از تحلیل بارکد ۱۶S و ITS (فاصله‌دهنده رونویسی داخلی) rDNA شناسایی شدند و به ۸۴ واحد تاکسونومی عملیاتی (OTUs) طبقه‌بندی شدند، شامل ۵۲ OTU باکتریایی، ۷ OTU اکتینومیستی و ۲۵ OTU قارچی. تحلیل فیلوژنتیک توالی‌ها آن‌ها را به چهار شاخه جدا کرد، یعنی Firmicutes (۴۶%)، Ascomycota (۳۰%)، Proteobacteria (۱۶%) و Actinobacteria (۸%). تفاوت‌های معناداری در تنوع مجموعه‌های اندوفیتی در مکان‌های مطالعه مختلف و اندام‌های گیاهی مختلف مشاهده شد (P ≤ ۰.۰۰۱). غنای گونه در مکان Baroosa بالاترین و در مکان Chandhar پایین‌ترین بود در حالی که شاخص شانون در مکان Baroosa بالاترین و در مکان Letpur پایین‌ترین بود. در میان اندام‌ها، غنای گونه در استیگما بالاترین و در برگ پایین‌ترین بود. به طور مشابه، شاخص شانون برای ریشه بالاترین و برای برگ پایین‌ترین بود. علاوه بر این، ۱۵ OTU اندوفیتی قابل کشت اختصاصیت اندامی نشان دادند. مطالعه حاضر اولین گزارش جامع است که نه تنها تفاوت‌ها در تنوع اندوفیت‌های مرتبط با اندام‌های مختلف و در مکان‌های مختلف را آشکار می‌کند بلکه پیچیدگی تعامل میزبان-اندوفیت در مقیاس‌های متعدد را نیز برجسته می‌کند.

The endophytic diversity of a host plant has been shown to vary across various spatio-temporal scales and between different organs of a plant, but no such study has been carried out on the economically important plant Crocus sativus (saffron). To fill this knowledge gap, the present study was undertaken to document the diversity of culturable bacterial, actinomycete and fungal endophytes at multiple sites from vegetative and reproductive organs of C. sativus. A total of 1170 culturable endophytic isolates were recovered from 6480 tissue segments of C. sativus collected from six different study sites in Pampore region of Kashmir valley in India. These isolates were identified using 16S and ITS (internal transcribed spacer) rDNA barcode sequence analysis and were classified into 84 operational taxonomic units (OTUs), including 52 bacterial OTUs, 7 actinomycete OTUs and 25 fungal OTUs. The phylogenetic analysis of sequences separated them into four phyla, namely, Firmicutes (46%), Ascomycota (30%), Proteobacteria (16%) and Actinobacteria (8%). Significant differences were observed in the diversity of endophytic assemblages across various study sites and different plant organs (P ≤ 0.001). Species richness was highest at the Baroosa site and lowest at the Chandhar site while the Shannon index was highest at the Baroosa site and lowest at the Letpur site. Among organs, species richness was highest in stigma and lowest in leaf. Similarly, Shannon index was highest for root and lowest for leaf. Further, 15 culturable endophytic OTUs showed organ specificity. The present study is the first comprehensive report that not only brings out differences in the diversity of endophytes associated with different organs and at different sites but also highlights the complexity of host-endophyte interaction at multiple scales.