اثر انگشت میکروبیوم به عنوان نشانگر منشأ جغرافیایی و توارث در زعفران

تعاملات میزبان–ریزاندامگان خاص بوده و تصادفی نیستند و این امر آن‌ها را به موجوداتی تعیین‌کننده برای میزبان تبدیل می‌کند. فرضیه‌ای که پیش‌تر توسط پژوهشگران مختلف مطرح شده است مبنی بر اینکه هم گیاهان و هم حیوانات دارای میکروبیوم هسته‌ای خاص و قابل ارث هستند، در مطالعه حاضر مورد تقویت قرار گرفته است. علاوه بر این، استفاده از اثر انگشت میکروبی به عنوان نشانگر زیستی نه تنها برای شناسایی گیاهان بلکه به عنوان شاخص جغرافیایی نیز مورد بررسی قرار گرفته است، و در این مطالعه از Crocus sativus، زعفران، به عنوان ماده مطالعه استفاده شده است. گزارش شده است که Crocus sativus، یک گیاه تک‌ژن، به دلیل نازایی نر و افزایش از طریق تکثیر رویشی، فاقد نشانگرهای مولکولی مبتنی بر ژنوم می‌باشد.

ریزاندامگان کُرموسفِر (ریزاندامگان مرتبط با کرم) در سه منطقه جغرافیایی مختلف و در دو قاره مقایسه شده‌اند تا میکروبیوم اصلی و منحصر به فرد آن در طول مرحله رویشی رشد شناسایی شود. تحلیل میکروبیوم در سطح شاخه (فیلوم) و سرده با استفاده از فناوری نسل بعدی تعیین توالی انجام شد و نشان داد که کرموسفِر در هر سه مکان شاخه‌های مشترکی را در خود جای داده است. در سطح سرده، ۲۴ سرده در هر سه منطقه جغرافیایی مشترک بودند که نشان دهنده بخشی از میکروبیوم اصلی زعفران هستند. با این حال، برخی سرده‌های باکتریایی منحصر به کشمیر، کیشتوار و مراکش وجود داشتند که می‌توان از آن‌ها برای توسعه نشانگرهای میکروبی یا شاخص‌های جغرافیایی برای زعفران رشد یافته در این مناطق استفاده کرد. این مطالعه مقدماتی است و نشان می‌دهد که جامعه باکتریایی خاص هر مکان می‌تواند برای توسعه بارکدهای میکروبی استفاده شود، اما نیاز به تقویت بیشتر با داده‌های با پوشش بالا از سایر مناطق جغرافیایی کشت زعفران دارد.

“Host–microbiome interactions are specific and not random, making them defining entities for the host. The hypothesis proposed by various researchers earlier, that both plants and animals harbor specific inheritable core microbiome, is being augmented in the present study. Additionally, a case for using microbial fingerprint as a biomarker, not only for plant identification but also as a geographical indicator, has been investigated, taking Crocus sativus, saffron, as a study material. Crocus sativus, a monogenetic herb, on account of its male sterility and vegetative propagation, is reported to lack genome based molecular markers. Cormosphere microbiome (microbiome associated with corm) has been compared across three geographical locations, in two continents, to identify the core and unique microbiome, during the vegetative phase of its growth. Microbiome analysis done at phylum and genus level, using next generation sequencing technology, revealed that cormosphere at three locations harbored common phyla.

At genus level, 24 genera were found common to all three geographical locations, indicating them to be part of the core microbiome of saffron. However, there were some bacterial genera unique to Kashmir, Kishtwar, and Morocco that can be used to develop microbial markers/geographical indicators for saffron grown in these regions. This is a preliminary study, indicating that the location specific bacterial community can be used to develop microbial barcodes but needs further augmentation with high coverage data from other saffron growing geographical regions.”