مروری بر کاربرد نانومواد در سیستم های کشاورزی و تاثیر آن بر سنتز و تجمع متابولیت های ثانویه در گیاهان

نانومواد موادی که دست کم یکی از ابعاد آنها ۱۰۰ نانومتر یا کمتر است به دلیل ویژگی های فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد به عنوان یکی از فناوری های نوظهور با ظرفیت ایجاد تحول در کشاورزی مطرح شده اند. این مواد در قالب نانو کودها، نانوآفت کش ها حسگرهای زیستی و سامانه های رهایش کنترل شده می توانند بهره وری، کیفیت، ایمنی و ماندگاری محصولات را بهبود دهند؛ هرچند نگرانی هایی درباره سمیت و ریسک های زیست محیطی آنها که به عواملی مانند اندازه، ترکیب، تجمع و بلورینگی وابسته است، همچنان وجود دارد. از سوی دیگر گیاهان برای سازگاری با تنش های زیستی و غیر زیستی متابولیت های ثانویه ای با ارزش دارویی و تجاری بالا فنلی ها، ترپنوئیدها، آلکالوئیدها و گلیکوزیدها تولید می کنند و افزایش تولید پایدار این ترکیبات یکی از اهداف مهم بیوتکنولوژی گیاهی است. در این مرور نقش نانومواد به عنوان الیسیتورهای غیرزیستی در پدیده «نانو القایی» (Nanoelicitation) و اثر آنها بر سنتز و تجمع متابولیت های ثانویه در سامانه های درون شیشه ای، کالوس، سوسپانسیون سلولی، ریشه مویین و همچنین در شرایط گیاه کامل بررسی شد. جستجوی سیستماتیک در پایگاه های Scopus، Web of Science، ScienceDirect، Google Scholar، PubMed و Springer با تمرکز بر مقالات ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۵ انجام و پس از غربالگری داده های مرتبط با نوع، نانوماده، گونه گیاهی، سیستم، کشت، کلاس متابولیتی، سازوکارهای مولکولی و نتایج کمی استخراج و تحلیل کیفی شد. جمع بندی شواهد نشان می دهد نانومواد از طریق ورود آپوپلاستی، سیم پلاستی، تعدیل سیگنالینگ ROS/RNS، فعال سازی آنزیم های کلیدی و تنظیم بیان ژن ها می توانند تولید متابولیت های ثانویه را افزایش دهند اما شدت پاسخ به دوز، ویژگی های سطحی و نوع سامانه کشت وابسته است. این یافته ها بر ضرورت استانداردسازی دوز، ارزیابی ایمنی زیستی و توسعه نانوفرمولاسیون های زیست سازگار برای کاربردهای کشاورزی پایدار تاکید دارد.

Keywords:

الیسیتور , متابولیت , تنش , کشاورزی پایدار , امنیت غذایی , مواد نانو