همزیستی میکوریزی آربوسکولار مسیر بیوسنتزی آپوکاروتنوئید در زعفران را تعدیل می کند

گیاه کروکوس ساتیوس ال. (زعفران) برای هزاران سال به منظور تولید ادویه گرانبهای زعفران از کلاله‌های قرمز تکثیر شده است. خواص ارگانولپتیک و زیست فعال سرخوش کننده آن، عمدتاً به محتوای کروسین‌ها (ظرفیت رنگ‌دهی)، پیکروکروسین (طعم) و سافرانال (عطر)، و آپوکاروتنوئیدهای مشتق شده از زآگزانتین، بستگی دارد. در این مطالعه، یک تجزیه و تحلیل بیوشیمیایی و مولکولی یکپارچه بر روی کلاله‌های تازه زعفران انجام شد تا تأثیر قارچ میکوریز آربوسکولی (AMF) ریزوفاگوس اینترارادیسز (Rhizophagus intraradices) بر تولید آپوکاروتنوئیدهای اصلی زعفران که مسئول خواص این ادویه هستند، بررسی شود. از آنجایی که غنی‌سازی مواد معدنی به دلیل همزیستی AM با تغییرات در متابولیسم ثانویه گیاهان مرتبط است، محتوای مواد معدنی کورم‌های زعفران در زمان گلدهی نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. آربوسکول‌های نادر (ساختارهای تبادلی AMF ) در گیاهان میکوریزه یافت شد. با این حال، بیان D27، CCD7 و NCED که در سنتز استریگولاکتون‌ها (SLs) و اسید آبسیزیک (ABA) نقش دارند و همزیستی AM را تقویت می‌کنند، در کلاله‌ها تغییر نکرد. رونویسی β-LYC و CCD4a/b تحت تأثیر AMF قرار نگرفت، در حالی که رونویسی CCD2، که آنزیم کلیدی تولید کننده آپوکاروتنوئیدهای اصلی را کد می‌کند، افزایش یافت. محتوای کروسین در گیاهان تیمار شده کاهش یافت، حتی زمانی که بیان ALDH، UGT74AD1 و UGT91P3، که در سنتز کروسین نقش دارند، تغییر نکرد. در مقابل، UGT709G1، که در سنتز پیکروکروسین دخیل است، در گیاهان تلقیح شده بیش از حد بیان شد، بنابراین محتوای سافرانال در ادویه افزایش یافت.

Crocus sativus L. (saffron) has been propagated for millennia to produce the precious spice saffron from the red stigmas. The inebriant organoleptic and bioactive properties mainly depend on the content of crocins (dyeing capacity), picrocrocin (flavor), and safranal (aroma), apocarotenoids deriving from zeaxanthin. In this study, an integrated biochemical and molecular analysis was carried out on fresh saffron stigmas to investigate the influence exerted by the arbuscular mycorrhizal fungus (AMF) Rhizophagus intraradices on the production of the main saffron apocarotenoids responsible for the properties of the spice. Since mineral enrichment due to AM symbiosis has been related to changes in the secondary metabolism of plants, the mineral content of saffron corms at flowering was also analyzed. Rare arbuscules (AMF trade structures) were found in mycorrhized plants. However, the expression of D27, CCD7, and NCED involved in the synthesis of strigolactones (SLs) and abscisic acid (ABA), which promote AM symbiosis, did not change in the stigmas. The transcription of β-LYC and CCD4a/b was not affected by AMF, whereas that of CCD2, which encodes the key enzyme producing major apocarotenoids, was upregulated. The crocin content was reduced in treated plants even if the expression of ALDH, UGT74AD1, and UGT91P3, involved in crocin synthesis, did not change. Conversely, UGT709G1, implicated in picrocrocin synthesis, was overexpressed in the inoculated plants, thus the safranal content was increased in the spice