هورمون‌ها فرآیند گل‌دهی در زعفران را بسته به مرحله رشد به‌طور متفاوتی تنظیم می‌کنند

گلدهی در زعفران یک فرآیند بسیار پیچیده است که توسط عملکرد هماهنگ نشانه های محیطی و سیگنال های درون زا تنظیم می شود. تنظیم هورمونی گلدهی فرآیند بسیار مهمی برای کنترل گلدهی در چندین گیاه است، اما در زعفران مطالعه نشده است. گلدهی در زعفران یک فرآیند مستمر است که طی ماه‌ها با مراحل رشدی مشخص تکمیل می‌شود که عمدتاً به القای گل‌دهی و اندام‌زایی/تشکیل گل تقسیم می‌شود.

در مطالعه حاضر، ما بررسی کردیم که چگونه فیتوهورمون‌ها بر فرآیند گلدهی در مراحل مختلف رشد تأثیر می‌گذارند. نتایج نشان می دهد که هورمون های مختلف به طور متفاوتی بر القا و تشکیل گل در زعفران تأثیر می گذارند. تیمار بیرونی بنه‌های گلدار با آبسیزیک اسید (ABA) هم القای گل و هم تشکیل گل را سرکوب کرد، در حالی که برخی هورمون‌های دیگر مانند اکسین‌ها (اسید ایندول استیک، IAA) و اسید جیبرلیک (GA)، در مراحل مختلف رشد برعکس عمل کردند. IAA القای گل را ترویج کرد، در حالی که GA آن را سرکوب کرد. با این حال، GA تشکیل گل را ترویج کرد، در حالی که IAA آن را سرکوب کرد. تیمار سیتوکینین (کینتین) نقش مثبت آن را در القای گل و تشکیل گل پیشنهاد کرد. تجزیه و تحلیل بیان ژن‌های یکپارچه‌کننده گل و همئوتیک نشان می‌دهد که ABA ممکن است با سرکوب بیان پروموتر گل (LFY، FT3) و ترویج بیان ژن سرکوبگر گل (SVP) القای گل را سرکوب کند. علاوه بر این، درمان ABA همچنین بیان ژن‌های همئوتیک گل را که مسئول تشکیل گل هستند، سرکوب کرد.

GA بیان ژن القای گلدهی LFY را کاهش می دهد، در حالی که تیمار IAA بیان آن را تنظیم می کند. علاوه بر این ژن‌ها، یک ژن سرکوبگر گلدهی، TFL1-2 نیز در درمان IAA کاهش یافت. سیتوکینین با افزایش سطح بیان ژن LFY و کاهش بیان ژن TFL1-2 باعث القای گل می شود. علاوه بر این، ارگانوژنز گل را با افزایش بیان ژن‌های همئوتیک گل بهبود بخشید. به طور کلی، نتایج نشان می دهد که هورمون ها به طور متفاوتی گلدهی در زعفران را از طریق تنظیم کننده یکپارچه کننده گل و بیان ژن همئوتیک تنظیم می کنند.

Flowering in saffron is a highly complex process regulated by the synchronized action of environmental cues and endogenous signals. Hormonal regulation of flowering is a very important process controlling flowering in several plants, but it has not been studied in saffron. Flowering in saffron is a continual process completed in months with distinct developmental phases, mainly divided into flowering induction and flower organogenesis/formation. In the present study, we investigated how phytohormones affect the flowering process at different developmental stages.

The results suggest that different hormones differentially affect flower induction and formation in saffron. The exogenous treatment of flowering competent corms with abscisic acid (ABA) suppressed both floral induction and flower formation, whereas some other hormones, like auxins (indole acetic acid, IAA) and gibberellic acid (GA), behaved contrarily at different developmental stages. IAA promoted flower induction, while GA suppressed it; however, GA promoted flower formation, whereas IAA suppressed it. Cytokinin (kinetin) treatment suggested its positive involvement in flower induction and flower formation.

The expression analysis of floral integrator and homeotic genes suggests that ABA might suppress floral induction by suppressing the expression of the floral promoter (LFY, FT3) and promoting the expression of the floral repressor (SVP) gene. Additionally, ABA treatment also suppressed the expression of the floral homeotic genes responsible for flower formation. GA reduces the expression of flowering induction gene LFY, while IAA treatment upregulated its expression. In addition to these genes, a flowering repressor gene, TFL1-2, was also found to be downregulated in IAA treatment. Cytokinin promotes flowering induction by increasing the expression levels of the LFY gene and decreasing the TFL1-2 gene expression.

Moreover, it improved flower organogenesis by increasing the expression of floral homeotic genes. Overall, the results suggest that hormones differently regulate flowering in saffron via regulating floral integrator and homeotic gene expression.