پروفایل‌یابی ترانسکریپتوم گذار گلدهی در زعفران

زعفران، که از کلاله‌ی زعفران (Crocus sativus) به دست می‌آید، نه تنها داروی سنتی باارزشی در طب چینی است، بلکه ادویه و رنگ‌دانه‌ی گران‌قیمتی نیز به شمار می‌آید. عملکرد و کیفیت آن به شدت تحت تأثیر تغییرات گلدهی قرار دارد. با این حال، مکانیزم‌های مولکولی تنظیم‌کننده‌ی تغییرات گلدهی در C. sativus هنوز ناشناخته است. در این مطالعه، ما تحلیل‌های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و ترنسکریپتومی را با استفاده از نمونه‌های جوانه‌ی آپیکال از C. sativus در طول فرآیند انتقال گل انجام دادیم. نتایج مورفولوژیکی نشان داد که فرآیند انتقال گلدهی را می‌توان به سه مرحله تقسیم کرد: دوره‌ای نامشخص، دوره‌ی اولیه‌ی تمایز جوانه‌های گل و دوره‌ی دیرهنگام تمایز جوانه‌های گل.

مقادیر قند، گیبرلین (GA3)، اوکسین (IAA) و زئاتین (ZT) به طور مداوم افزایش یافتند، در حالی که مقادیر نشاسته و اسید آبسیزیک (ABA) به تدریج کاهش پیدا کردند. تحلیل ترنسکریپتومیک نشان داد که در مجموع 60203 یونژن شناسایی شدند که از بین آنها 19490 به طور قابل توجهی بیان متفاوتی داشتند. از این تعداد، 165 یونژن در فرآیند گلدهی دخیل بودند و به طور قابل توجهی در متابولیسم قند، سیگنال رسانی هورمونی، تنظیم چرخه سلولی، دوره نوری و مسیرهای خودمختار غنی شده بودند. بر اساس تحلیل فوق، یک مدل فرضی برای شبکه‌های تنظیمی انتقال گلدهی زعفران پیشنهاد شد. این مطالعه پایبندی نظری برای تنظیم ژنتیکی گلدهی در C. sativus ایجاد می‌کند.

Saffron, derived from the stigma of Crocus sativus, is not only a valuable traditional Chinese medicine but also the expensive spice and dye. Its yield and quality are seriously influenced by its flowering transition. However, the molecular regulatory mechanism of the flowering transition in C. sativus is still unknown. In this study, we performed morphological, physiological and transcriptomic analyses using apical bud samples from C. sativus during the floral transition process. Morphological results indicated that the flowering transition process could be divided into three stages: an undifferentiated period, the early flower bud differentiation period, and the late flower bud differentiation period.

Sugar, gibberellin (GA3), auxin (IAA) and zeatin (ZT) levels were steadily upregulated, while starch and abscisic acid (ABA) levels were gradually downregulated. Transcriptomic analysis showed that a total of 60 203 unigenes were identified, among which 19 490 were significantly differentially expressed. Of these, 165 unigenes were involved in flowering and were significantly enriched in the sugar metabolism, hormone signal transduction, cell cycle regulatory, photoperiod and autonomous pathways. Based on the above analysis, a hypothetical model for the regulatory networks of the saffron flowering transition was proposed. This study lays a theoretical basis for the genetic regulation of flowering in C. sativus.