نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

• مهدی حسنلو ¹
• محمدرضا عظیمی مقدم ²
• سید علیرضا سلامی ³
• احسان محسنی فرد ⁴

¹ دانشجوی دکتری اصلاح نباتات گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

² دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

³ دانشیار، گروه علوم باغبانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

⁴ استادیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

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.

کلیدواژه‌ها

• کروسین
• پیکروکروسین
• سافرانال
• خزر
• زیبا

موضوعات

• زیست فناوری، ژنتیک و اصلاح نباتات

عنوان مقاله [English]

Investigating the expression of some genes related to the production of apocarotenoids in the growth stages of stigma and tepal of cultivated saffron and two wild species

نویسندگان [English]

• Mehdi Hassanlou ¹
• Mohammad Reza Azimi Moghaddam ²
• Seyed Alireza Salami ³
• Ehsan Mohsenifard ⁴

¹ Ph.D. Student of Plant Breeding, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran.

² Associate Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran

³ Associate Professor, Department of Plant College of Agriculture and Natural resources, University of Tehran, Karaj, Iran.

⁴ Assistant Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran.

چکیده [English]

Agricultural saffron Crocus sativus L. is a medicinal, widely used and expensive plant and has important effective substances: crocin, picrocrocin and safranal, which gives it the characteristics of color, taste and smell. The search for new sources producing the aforementioned apocarotenoids makes the importance of research on it more obvious day by day. Since the country of Iran has diploid wild species with characteristics close to the sterile triploid cultivated species, in the present research, two species of Caspian saffron C. caspius and Zeiba C. Speciosus, along with the cultivated species, were investigated and 6 genes active in the production of the three mentioned effective substances , CCD2, ALDH, PSY, LCY, BCH, UGT74 (and a housekeeping gene TUB as an internal control gene with constant expression in all tissues) in two flower tissues, stigma and perianth (tepal) and in five stages (time) of flowering including: The stages of bud formation (immature bud), bud ready to bloom, newly opened flower, mature flower and old flower were investigated. Using of Real Time PCR, the expression ratio (fold change) to the internal control gene (with logarithm based on 2) was investigated in different genes and different and sometimes similar expression patterns were observed with the gene expression in the cultivated species in both the stigma and stigma tissues. Based on the results obtained in this study and the increase or decrease in the expression of some genes involved in the pathways of apocarotenoids production, at the same time as the growth of the stages from the bud to the senescence stage of the flower, it is expected from the three aforementioned substances or from other apocarotenoids in the metabolom of flowers, cases have been found in the non-triploid species and create approaches for the commercial use of Iranian wild saffron species and pave the way for its commercialization.

کلیدواژه‌ها [English]

• Crocin
• Khazar
• Picrocrocin
• Safranal
• Ziba