زراعت و فناوری زعفران

چکیده زعفران زراعی (Crocus sativus L.) به‌واسطه وجود سه متابولیت کروسین، پیکروکروسین و سافرانال دارای ارزش اقتصادی بالایی است. دست­یابی به متابولیت­های مذکور به ویژه کروسین، در منابعی ‌غیر از زعفران زراعی رویکردی است که با وجود گونه‌های وحشی بومی در ایران اهمیت بسیاری دارد. در تحقیق حاضر کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) به‌عنوان ابزار مؤثر در شناخت سه متابولیت مذکور در دو گونه­ی‌ زعفران وحشی خزر (C. caspius) و زیبا (C. specious) در کنار گونه‌ی زراعی بکار گرفته شد. همچنین از ابزار بیوانفورماتیکی برای استخراج توالی نوکلئوتیدی، پروتئینی و پیش‌بینی ساختارهای پروتئینی ژن‌های درگیر در فرایند ساخت آپوکاروتنوئیدهای گفته‌شده به‌صورت In silico استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده، وجود کروسین در هر سه نمونه‌‌ی مورد مطالعه، با مقادیر متفاوت تأیید گردید. مقدار این متابولیت در گونه زراعی 76/26 درصد وزن خشک و در گونه­های وحشی زیبا و خزر به ترتیب  8/2 و  74/0 درصد تعیین شد. از طرفی میزان  پیکروکروسین و سافرانال در گونه‌ی زراعی به ترتیب 4/8 و 03/0 درصد بود، ولی در گونه‌های وحشی مورد مطالعه، مقادیر قابل تشخیصی از آپوکاروتنوئیدهای مذکور حاصل نشد. وجود کروسین در گونه‌های وحشی، امیدواری‌ برای انجام تحقیق و جستجوی بیشتر، برای یافتن مواد مؤثره و نیز اجرای برنامه‌های اصلاحی یا دست‌ورزی ژنتیکی را ایجاد کرده است. 

چکیده زعفران زراعی Crocus sativus L. گیاهی دارویی، پرکاربرد و گران‌قیمت بوده دارای مواد موثره مهم: کروسین، پیکروکروسین و سافرانال است که ویژگی های رنگ، طعم و بو به آن می‌دهد. جستجوی منابع جدید تولید کننده آپوکارتنوئیدهای مذکور اهمیت تحقیق روی آن را روز به روز آشکارتر می‌کند. از آنجایی که کشور ایران دارای گونه های وحشی دیپلوئید با ویژگی‌هایی نزدیک به گونه زراعی تری‌پلوئید عقیم است، در تحقیق حاضر دو گونه زعفران خزر C.caspius و زیباC.Speciosus درکنار گونه زراعی، بررسی و 6 ژن فعال در مسیر تولید سه ماده موثره مذکور، CCD2,ALDH,PSY,LCY,BCH,UGT74 (و یک ژن خانه دار TUB به عنوان ژن کنترل داخلی با بیان ثابت در تمام بافت‌ها) در دو بافت گل کلاله و گلپوش (تپال) و در پنج مرحله (زمان) گلدهی شامل مرحله تشکیل غنچه (غنچه نارس)، غنچه آماده شکفتن،گل تازه باز شده، گل بالغ و گل پیر مورد تحقیق قرار گرفت. با کمک Real Time PCR نسبت بیان (Fold change) به ژن کنترل داخلی (با لگاریتم برپایه 2) در ژن‌های مختلف بررسی و الگو های بیان متفاوت و گاهاً متشابه با بیان ژن در گونه زراعی در دو بافت تپال و کلاله مشاهده شد. براساس نتایج حاصل در این مطالعه و افزیش و یا کاهش بیان برخی ژن‌های دخیل در مسیرهای تولید آپوکارتنوئیدها، همزمان با رشد مراحل از غنچه تا مرحله پیری گل، انتظار می رود از سه ماده پیش‌گفته و یا از سایر آپوکارتنوئیدها در متابولوم گل‌ها، مواردی در گونه های غیر تری‌پلوئید کشف و رهیافت‌هایی برای استفاده تجاری از گونه‌های وحشی زعفران ایرانی ایجاد و مسیر تجاری سازی آن هموارگردد.

چکیده زعفران گیاه دارویی و ادویه‌ای ارزشمند متعلق به خانواده زنبق و به‌عنوان منبع غنی از آپوکاروتنوئیدها در جهان محسوب می‌شود. به دلیل سایز بزرگ و پیچیدگی ژنوم زعفران توالی‌یابی آن به‌عنوان چالش مطرح است. با ظهور تکنیک‌های توالی‌یابی نسل بعد، توالی‌یابی RNA به‌عنوان منبع غنی مطالعات بیولوژیکی توسعه یافته ‌است. سرهم‌بندی ترنسکریپتوم­ها­ از تعداد بی‌شمار خوانش‌های کوتاه منبعی غنی برای مطالعه گونه‌هایی که ژنوم مرجع آن‌ها در دسترس نیست فراهم می‌کند. اما سرهم‌بندی قرائت­ها و رسیدن به نتیجه مطلوب به‌ویژه برای گیاهان پلی­پلوئید همواره یک چالش بزرگ محسوب می‌شود. در این مطالعه کارایی ابزارهای مختلف سرهم‌بندی با توجه به فاکتورهایی هم­چون طول N50، تعداد کل یونی­ژن‌ها و درصد هم‌ردیفی مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که Bridger به‌عنوان ابزاری بهتر جهت سرهم‌بندی قرائت­های ترنسکریپتوم زعفران است که می­تواند سرهم­بندی بر اساس پارامترهای تعداد ترنسکریپت­ها، طول N50، اندازه کل سرهم­بندی و درصد هم‌ردیفی قرائت­ها به ترنسکریپتوم فراهم آورد. Velvet/Oases بالاترین درصد درهم­ریختگی را نشان می­دهد که منجر می­شود اعضای مختلف یک خانواده ژنی که شباهت بالایی به یکدیگر دارند در یک ترنسکریپت سرهم­بندی شوند. نتایج حاصل از این تحقیق می‌تواند به محققان در جهت انتخاب بهتر ابزار سرهم‌بندی و توسعه ابزارهای موجود راهکارهایی را ارائه نماید.

چکیده زعفران یکی از با ارزش‌ترین گیاهان دارویی و ادویه‌ای در جهان است. با وجود قدمت کشت طولانی این گیاه در کشور، مطالعات اصلاحی محدودی به واسطه تولیدمثل غیرجنسی این گیاه انجام شده است. به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی ژرم پلاسم زعفران ایران، 65 نمونه مختلف زعفران از نواحی عمده کشت در خراسان شامل تربت‌حیدریه، گناباد، مه ولات، قائنات و فردوس جمع‌آوری و از طریق نشانگرهای مولکولی مورد مطالعه قرار گرفت. آغازگرهای RAPD و ISSR به کار رفته به ترتیب 43 و 122 مکان نشانگری و در مجموع 165 مکان نشانگری چندشکل با میانگین 5/7 نشانگر به ازای هر آغازگر تولید نمودند. شاخص تنوع در دامنه 7/0 تا 36/0 با میانگین 23/0 به دست آمد. همچنین شاخص نشانگری با میانگین 16/0 در دامنه 7/0 تا 24/0 متغیر بود. نمونه‌های مربوط به نواحی قائنات و مه ولات به ترتیب دارای بیشترین (03/83 درصد) و کمترین (73/52 درصد) چندشکلی بودند. گروه‌بندی نمونه‌های زعفران مورد مطالعه با استفاده از تجزیه خوشه‌ای نشان داد که چهار گروه متمایز حاصل با محل‌های جمع‌آوری آن‌ها مطابقت کمی داشتند، درحالی‌که گروه‌بندی مولکولی مناطق کشت زعفران تطابق نسبتاً مناسبی با فواصل جغرافیایی مربوطه داشت. به‌طورکلی، نتایج تجزیه مولکولی در این مطالعه حاکی از وجود تنوع ژنتیکی در بین نمونه‌های زعفران ایران بود. از این‌رو، امید می‌رود از طریق گزینش کلون‌های برتر، پیشرفت‌هایی از نظر بهبود عملکرد کمی و کیفی زعفران حاصل شود.