شدت و کیفیت مطلوب نور، با جلوگیری از تخریب ذخایر بنه‌های مادری در مرحله زایشی، عملکرد بنه‌های دختری زعفران را افزایش داد.

سیستم کشت دو بخشی (TS) زعفران (Crocus sativus L.)، که در آن ابتدا بنه‌های مادری در یک محیط کنترل‌شده گل می‌دهند و سپس بنه‌های دختری در مزرعه رشد می‌کنند، می‌تواند عملکرد و کیفیت کلاله را تا حد زیادی افزایش دهد، اما ممکن است عملکرد بنه‌های دختری را کاهش دهد (عمدتاً به دلیل کاهش ذخایر مواد مغذی در بنه‌های مادری). نور نقش مهمی در تنظیم متابولیسم ذخایر مواد مغذی در غده‌ها، بنه‌ها و سایر اندام‌های ذخیره‌سازی دارد. با این حال، چگونگی واکنش متابولیسم ذخایر بنه مادری، که عملکرد بنه‌های دختری را تعیین می‌کند، به شدت و کیفیت نور در مرحله زایشی هنوز مشخص نیست. گیاهان تحت پنج شدت نور (56، 200، 400، 600 و 800 میکرومول در متر مربع بر ثانیه) و سه ترکیب نور قرمز (R) تا آبی (B) (4R1B، 3R1B و 3R2B) در 200 میکرومول در متر مربع بر ثانیه در مرحله زایشی رشد کردند. پس از گلدهی، گیاهان به مزرعه منتقل شدند. رشد برگ، فتوسنتز خالص، محتوای کربوهیدرات و مواد مغذی، عملکرد و کیفیت کلاله و عملکرد بنه‌های دختری ارزیابی شد. عملکرد و کیفیت کلاله با افزایش شدت نور کاهش یافت، در حالی که محتوای کربوهیدرات و کل N، P و K در بنه مادری روند معکوسی را نشان داد. تیمار نوری 200(3R2B) نه تنها عملکرد کلاله (تا 482.4 میلی‌گرم (10 بنه) در هر لیتر) را در بالاترین سطح حفظ کرد، بلکه محتوای آپوکاروتنوئید (تا 33.6٪) در کلاله و محتوای کربوهیدرات و مواد مغذی در بنه مادری را نیز بهبود بخشید. در مقایسه با ۵۶ میکرومول بر متر مربع در ثانیه، نور ۲۰۰ (۳R2B) طول و وزن برگ‌ها، نسبت وزن برگ به وزن بنه و تجزیه نشاسته و مواد مغذی در بنه‌ها را کاهش داد، اما سرعت فتومورفوژنز، باز شدن روزنه‌ها، غلظت کلروفیل (تا ۷۲.۹٪)، فتوسنتز خالص (تا ۴۴۸.۶٪) و غلظت ساکارز برگ (تا ۱۵۶.۷٪) را افزایش داد. کاهش تقاضا برای توسعه برگ و افزایش جذب کربن، تجزیه کربوهیدرات‌ها و مواد مغذی در بنه مادری را مهار کرد. غلظت بالای ساکارز در برگ‌ها نه تنها به عنوان یک بستر کربن برای رشد برگ، بلکه به عنوان سیگنالی برای مهار انتقال کربن از بنه به برگ‌ها و سپس تجزیه نشاسته در بنه عمل کرد. افزایش ذخایر در بنه‌های مادری و بهبود باز شدن روزنه‌ها در کنار هم منجر به افزایش سطح برگ، بافت آوندی توسعه‌یافته و سپس افزایش سرعت فتوسنتز برگ در مزرعه شد که مواد فتوسنتزی لازم برای دستیابی به پتانسیل عملکرد و نسبت بالای بنه‌های بزرگ را فراهم کرد. این اولین گزارش در مورد بهینه‌سازی شدت و کیفیت نور در طول مرحله زایشی برای از بین بردن نسبی کاهش عملکرد بنه‌های دختری در سیستم کشت TS است. علاوه بر این، این کار به درک متابولیسم ذخایر مواد مغذی و رشد برگ در زعفران که توسط شدت و کیفیت نور تنظیم می‌شود، نیز کمک کرد.

Saffron (Crocus sativus L.) two-segment (TS) cropping system, with mother corms flowering in a controlled environment first and then growing daughter corms in the field, can greatly increase stigma yield and quality, but may decrease daughter corm yield (mainly due to depletion of nutrient reserves in mother corms). Light plays crucial roles in regulation of nutrient reserve metabolism in tubers, corms, and other storage organs. However, how the metabolism of mother corm reserves, which determines the daughter corm yield, responds to light intensity and quality during the reproductive stage remains unclear. Plants grew under five light intensities (56, 200, 400, 600, and 800 μmol m−2 s−1) and three combinations of red (R) to blue (B) light (4R1B, 3R1B, and 3R2B) at 200 μmol m−2 s−1 during the reproductive stage. After flowering, the plants were transplanted to the field. Leaf growth, net photosynthesis, carbohydrate and nutrient content, stigma yield and quality, and daughter corm yield were assessed. The stigma yield and quality decreased with increasing light intensity, whereas the carbohydrate and total N, P, and K content in the mother corm showed the opposite trend. The light treatment of 200(3R2B) not only maintained the stigma yield (up to 482.4 mg (10 corms)−1) at a highest level, but also improved the apocarotenoid content (up to 33.6%) in stigma, and carbohydrate and nutrient content in mother corm. Compared with 56 μmol m−2 s−1, light 200 (3R2B) decreased the length and weight of leaves, ratio of leaf to corm weight, and starch and nutrient decomposition in corms, but increased the rate of photomorphogenesis, stomatal opening, chlorophyll concentration (up to 72.9%), net photosynthesis (up to 448.6%), and leaf sucrose concentration (up to 156.7%). A decreased demand for leaf development and increased carbon capture inhibited the decomposition of carbohydrates and nutrients in the mother corm. The high sucrose concentration in leaves served not only as a carbon substrate for leaf growth, but also as a signal for inhibiting the translocation of carbon from corm to leaves and then the decomposition of starch in corm. The increased reserves in mother corms and improved stomatal opening combined to result in large leaf area, well-developed vascular tissue, and then high rate of leaf photosynthesis in the field, which provided assimilates for achieving yield potential and a high proportion of large-size corms. This is the first report on optimizing light intensity and quality during the reproductive stage to partially eliminate daughter corm yield decreases in the TS cropping system. Furthermore, this work also contributed to understanding the metabolism of nutrient reserves and leaf growth in saffron as regulated by light intensity and quality.