رمزگشایی از رونوشت‌های دوگانه زعفران-فوزاریوم اکسیسپوروم R1، مکانیسم دفاعی زعفران و بیماری‌زایی قوی فوزاریوم اکسیسپوروم R1

قارچ Fusarium oxysporum باعث پوسیدگی بنه زعفران (Crocus sativus L.) می‌شود که یکی از مهم‌ترین بیماری‌های قارچی مؤثر بر عملکرد زعفران در سطح جهان است. علیرغم اینکه عامل پوسیدگی بنه و علائم آن به طور گسترده شناخته شده است، اطلاعات کمی در مورد اساس مولکولی مکانیسم دفاعی زعفران در پاسخ به عفونت Fusarium oxysporum وجود دارد. بنابراین، مطالعه حاضر به منظور شناسایی ژن‌های با بیان متفاوت در پاسخ به عفونت پاتوژن در زعفران آغاز شد. مشارکت فعال مسیر کیناز فعال شده با میتوژن (MAPK)، فاکتورهای رونویسی (TFs)، سیگنالینگ هورمون گیاهی، مسیر تعامل گیاه-پاتوژن و سنتز پروتئین‌های PR در دفاع از زعفران در برابر عفونت Fox R1 توسط Gene Ontology، مسیر KEGG و آنالیز Map Man آشکار شد. در این مطالعه، پروتئین‌های PR فعالیت ضد قارچی قوی نشان دادند. این یافته‌ها نشان داد که زعفران در مراحل اولیه عفونت مکانیسم دفاعی قدرتمندی دارد. علاوه بر این، پنجاه و هفت ژن Fusarium oxysporum R1 مرتبط با بیماری‌زایی و حدت که در طول مرحله عفونت بیان می‌شوند نیز شناسایی شدند. با کمال تعجب، ژن‌های SIX (که در آوند چوبی ترشح می‌شوند) در تحقیقات فعلی یافت نشدند، اگرچه این ژن‌ها به طور کامل در سایر سویه‌های Fusarium oxysporum شرح داده شده‌اند و به عنوان یکی از عوامل کلیدی بیماری‌زایی شناخته می‌شوند. از آنجا که زعفران یک گیاه نرعقیم است که تنها با ویرایش ژنوم می‌توان آن را از نظر ژنتیکی بهبود بخشید، این کار به عنوان پایه‌ای برای شناسایی ژن‌هایی که می‌توانند برای ایجاد گونه‌های زعفران مقاوم به عفونت Fox استفاده شوند، عمل خواهد کرد.

Fusarium oxysporum causes corm rot in saffron (Crocus sativus L.), that is one of the most important fungal diseases impacting saffron yield globally. Despite the fact that the corm rot agent and its symptoms are widely known, little is known about the molecular basis of defense mechanism of saffron in response to Fusarium oxysporum infection. Therefore, the current study was initiated in order to identify differentially expressed genes in response to pathogen infection in saffron. The active participation of Mitogen Activated Kinase pathway (MAPK), Transcription factors (TFs), plant-hormone signalling, plant-pathogen interaction pathway and synthesis of PR proteins in defence of saffron against Fox R1 infection was revealed by Gene Ontology, KEGG pathway and MapMan analysis. In this study, the PR proteins had shown a robust antifungal activity. These findings revealed that the saffron has a powerful defense mechanism in the early stages of infection. In addition, fifty seven Fusarium oxysporum R1 genes linked to pathogenicity and virulence that expressed during the infection phase were also identified. Surprisingly, SIXgenes (secreted in the xylem) were not found in the current investigation, although these genes have been thoroughly described in other Fusarium oxysporum strains and are known to be one of the key virulence factors. Because saffron is a male sterile plant that can only be improved genetically by genome editing, this work will serve as a foundation for identifying genes that can be used to create saffron varieties resistant to Fox infection.