واکنش متابولیک به الگوی کشت زعفران (Crocus sativus L.)

با توجه به رواج الگوی کشت در بسیاری از مناطق کشت زعفران، مانع کشت مستمر باعث کاهش رشد و توسعه شد. این اثرات ضرورت مطالعه راهبردهای زراعی برای ارتقای کیفیت و تولید گیاه را توجیه می کند. در اینجا کشت تک، کشت مخلوط پالونیا و زعفران و کشت مخلوط سویا و زعفران انجام شده است. متابولیت‌های زعفران تحت سه الگوی کشت با استفاده از روش کروماتوگرافی مایع فوق العاده-طیف‌سنجی جرمی پشت سر هم (UPLC-MS/MS) تعیین و شناسایی شدند. تجزیه و تحلیل آماری تک متغیره و چند متغیره برای بررسی تفاوت بین گروه ها و انتخاب متابولیت های انباشته شده تفاوت معنی دار استفاده شد. نتایج نشان داد که در مجموع 315 ترکیب در سه گروه مقایسه به طور معنی داری تغییر کردند.

متابولیسم فنیل آلانین، متابولیسم اسید لینولئیک و مسیر بیوسنتز فلاونوئید توسط متابولیت های تغییر یافته بسیار غنی شده است. فنیل لاکتات، ترانس-2-هیدروکسی سینامات، γ-لینولنات، 9-اکسو-اکتادکادینوئیک اسید، 13-0xo-0ctadecadienoic اسید، 9،12،13-TriHOME از آن متابولیت ها دارای الگوی تفاضلی قابل توجهی در زعفران در زیر 3 کشتزار بودند. . و تجمع سافرانال و ترکیبات مرتبط با پیروکروسین، مانند کروستین، کروسین، نظم تنوع مشابهی را نشان داد. این‌ها نشان می‌دهند که ممکن است بین الگوی کشت و بیوسنتز متابولیت‌های مرتبط با مواد درون‌زا و تشکیل کیفیت زعفران رابطه درونی نزدیکی وجود داشته باشد.

Considering the prevalence of cropping pattern in many Saffron cultivation regions, the continuous cropping obstacle caused the decline in growth and development. These effects justify the necessity of studying agronomic strategies to promote plant quality and production. Herein, the mono cropping, intercrop of Paulownia and Saffron, and intercrop of Soybean and Saffron patterns have been performed. The metabolites of Saffron under three cropping patterns were determined and identified using by an ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) method. Uni and multivariate statistical analysis were applied to examine the difference between groups and select the significant differential accumulated metabolites.

The results showed that a total of 315 compounds were significantly changed in three comparison groups. Phenylalanine metabolism, linoleic acid metabolism, and flavonoid biosynthesis pathway has been greatly enriched by the changed metabolites. The phenyl lactate, trans-2-Hydroxy-cinnamate, γ-Linolenate, 9-oxo-octadecadienoic acid, 13-0xo-0ctadecadienoic acid, 9,12,13-TriHOME of those metabolites showed significant differential accumulation in Saffron under three cropping patterns. And the accumulation of safranal and picrocrocin related compounds, such as Crocetin, Crocin showed a similar variation regularity. These indicate that there may be a close internal relationship between the cropping pattern and the biosynthesis of metabolites related to endogenous substances and Saffron quality formation.