واکنش‌های مولکولی، متابولیکی و فیزیولوژیکی به تنش زنده پیشرونده ناشی از ویروس موزاییک خیار و ویروس موزاییک شلغم در زعفران

ارزش اقتصادی کلاله زعفران عمدتاً به دلیل سه آپوکاروتنوئید crucial: کروسین، پیکروکروسین و سافرانال است که به ترتیب در رنگ، طعم و عطر آن نقش دارند. این ترکیبات، زعفران را در صنایع مختلف بسیار ارزشمند می‌کنند. ویروس‌های گیاهی مانند ویروس موزاییک خیار (CMV) و ویروس موزاییک شلغم (TuMV) تهدیدات مهمی برای محصولات کشاورزی در سراسر جهان هستند و باعث خسارات اقتصادی می‌شوند. برای روشن کردن تأثیر تنش ویروسی بر کیفیت زعفران، شاخص‌های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی ارزیابی شد. تحت تنش هر دو ویروس، علائم معمول ویروسی ظاهر شد.

کمترین محتوای رنگدانه‌های برگ، عملکرد گلدهی، آنتوسیانین گلبرگ، سبزینگی و ویژگی‌های فتوسنتز در گیاهان آلوده به CMV و TuMV مشاهده شد. بر اساس آنالیز HPLC، مایه‌زنی با CMV منجر به بیشترین کاهش در محتوای کروسین و سافرانال شد، در حالی که بیشترین افزایش را در پیکروکروسین در مقایسه با تیمار شاهد ایجاد کرد. آنالیز بیان ژن‌های درگیر در بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه مهم، همبستگی بالایی با محتوای هر متابولیت نشان داد. مایه‌زنی با CMV منجر به کمترین بیان CsALDH311 و بیشترین بیان CsUGT709G1 در مقایسه با تیمار شاهد شد. یافته‌های ما ارتباط بین تنش ویروسی و تغییرات در متابولیسم گیاه دارویی زعفران را نشان می‌دهد.

The economic value of the saffron stigma is primarily due to three crucial apocarotenoids: crocin, picrocrocin, and safranal, which contribute to its color, flavor, and aroma. These compounds make saffron highly valuable in various industries. Plant viruses like the cucumber mosaic virus (CMV) and turnip mosaic virus (TuMV) are significant threats to agricultural crops worldwide, causing economic losses. To elucidate the influence of viral stress on the quality of saffron, morphological, physiological, biochemical, and molecular indexes were assessed. Under the stress of both viruses, typical viral symptoms appeared.

The lowest contents of leaf pigments, flowering performance, petal anthocyanin, greenness, and photosynthesis properties were observed in plants infected with CMV and TuMV. According to high-performance liquid chromatography (HPLC) analysis, CMV inoculation led to the highest reduction in crocin and safranal content, while inducing the highest increase in picrocrocin compared to the mock treatment. Gene expression analysis involved in the biosynthesis of crucial secondary metabolites showed a high correlation with the content of each metabolite. CMV inoculation resulted in the lowest expression of CsALDH311 and the highest expression of CsUGT709G1 compared with the mock treatment. Our findings demonstrate the association between virus stress and changes in the metabolism of the saffron medicinal plant.