ارزیابی فیلوژنتیکی برخی گونه‌های جنس زعفران با استفاده از بارکدینگ DNA

کولتوترایکیوم گلوئوسپوریویدس یکی از رایج‌ترین پاتوژن‌های قارچی در میان بیماری‌های موز است که قبل از رسیدن میوه به حالت غیر فعال باقی می‌ماند و با رسیدن و شروع فساد میوه، فعال می‌شود. دوازده محیط کشت مختلف مورد بررسی قرار گرفت و تغییرات قابل توجهی در رشد شعاعی، تولید اسپور و اندازه اسپور قارچ مشاهده شد. این پاتوژن بیشترین رشد شعاعی را در محیط‌های پلیت دفراگوز سیب‌زمینی (87.67 میلی‌متر)، محیط مالت اکسیر پپتون دفراگوز (83.00 میلی‌متر) و محیط پلیت ساکارز سیب‌زمینی (81.33 میلی‌متر) نشان داد و پس از آن محیط مالت اکسیر آگار (79.00 میلی‌متر) و عصاره مخمر دفراگوز آگار (76.67 میلی‌متر) قرار داشت، در حالی که کمترین رشد روی آگار چزیپک داکس (28.67 میلی‌متر) مشاهده شد.بیشترین تولید اسپور روی محیط کشت جو (Oat Meal Agar) مشاهده شد (26.26 × 10^6 و 45.70 × 10^6) بدون توجه به مدت زمان انکوباسیون، که پس از آن محیط PDA (24.66 × 10^6) قرار داشت. تا ۷ روز هیچ تولید اسپوری روی محیط Sabouraud’s Agar (SA) مشاهده نشد. اندازه اسپور نیز به‌طور قابل توجهی بین محیط‌ها متفاوت بود، با طولانی‌ترین اسپور روی محیط Yeast extract Dextrose Agar (16.64 میکرومتر) و PSA (16.51 میکرومتر). عرض اسپور در محیط Water Agar (5.08 میکرومتر)، Glucose Peptone Agar (4.95 میکرومتر) و MPDA (4.95 میکرومتر) بیشتر از سایر محیط‌ها بود. محیط‌های سنتتیک رشد و تولید اسپور پاتوژن را به‌طور ضعیف‌تر نسبت به محیط‌های طبیعی و نیمه‌سنتتیک پشتیبانی کردند.در بارکد rbcL، روابط تعداد زیادی از گونه‌ها نامشخص باقی ماند و این منطقه ژنتیکی قادر به تمایز مناسب گونه‌ها نبود. بارکد ITS به‌عنوان بهترین بارکد معرفی شد به دلیل قدرت تمایز آن، تعداد بالای SNP‌ها و جامعیت آن در اکثر گونه‌ها. علاوه بر این، بارکدهای matK و trnL به‌عنوان بارکدهای مکمل شناسایی شدند. استفاده از این چهار منطقه ژنتیکی در مقایسه با استفاده جداگانه از آن‌ها باعث شد که این گونه‌ها به خوبی از یکدیگر جدا شوند. در کل، فیلورام به‌دست‌آمده نشان داد که گونه‌های کشت‌شده بیشتر با گونه C. pallasii subsp. haussknechtii شباهت دارند.

DNA barcoding is a simple method for the identification of any species using a short genetic sequence from a standard genome section. The present study aimed at examining the nuclear and chloroplast diversity as well as the phylogenetic relationships of eight species of saffron including four spring flowering and five autumn-flowering species from different parts of Iran, using the nuclear barcode and chloroplast genes to specify their evolutionary pathway and to examine their genetic affinity. First, PCR was performed using the primers designed based on the chloroplast barcodes of matK, trnL, and rbcL, and nuclear barcode of ITS. Then, the PCR products were purified and sequenced. The results of the phylogenetic tree indicated that the examined saffron species of Iran were separated from each other based on the sequences of ITS, matK, and trnL barcodes. In the rbcL barcode, the relationships of a number of species remained unresolved, and this genetic region could not appropriately discriminate the species. The ITS barcode was introduced as the best barcode due to its discriminatory power, a high number of SNPs, and its comprehensiveness in most species. Moreover, the matK and trnL barcodes were identified as complementary barcodes. The use of the four genetic regions in comparison with their individual use has caused these species to be well separated. Overall, the obtained phylogram showed that the cultivated species were more similar to C. pallasii subsp. haussknechtii species.