نانوذرات به عنوان عوامل استریل کننده برای جایگزینی آنتی بیوتیک ها در تولید گیاهان
یک تیم علمی از دانشگاه ملی فناوری و فناوری مسکو (NUST MISIS) به همراه همکارانی از دانشگاه‌های ورونژ و تامبوف، یک ترکیب ساده و مؤثر برای محافظت از نهال‌های کشت‌شده در شرایط آزمایشگاهی (in vitro) در برابر عوامل بیماری‌زای گیاهی (phytopathogens) تهیه کرده‌اند.
دوزهای کمی از نانوذرات اکسید مس در ترکیب آن به عنوان یک محرک ایمنی گیاهان عمل می‌کنند.
در نتیجه، دانشمندان در حال برنامه‌ریزی برای تهیه ترکیبی هستند که میزان مواد کاشت برداشت‌شده را افزایش دهد.
نتایج این کار در مجله علمی بین‌المللی نانومواد (Nanomaterials) منتشر شده است.
روش‌های مدرن تولید انبوه گیاهان دارویی شامل به دست آوردن مواد کاشت گیاهان چوبی از طریق ریزازدیادی کلونال در شرایط آزمایشگاهی (in vitro) است.
این روش تکثیر رویشی، امکان به دست آوردن گیاهان جدید، که از نظر ژنتیکی با نمونه اصلی یکسان هستند، را در یک ظرف آزمایشگاهی یا سایر محیط‌های آزمایشگاهی کنترل‌شده به جای یک موجود زنده یا محیط طبیعی فراهم می‌کند.
با این فناوری جدید چالش‌هایی وجود دارد: از آنجایی که محیط‌های مغذی برای فیتوکلون‌ها شرایط ایده‌آلی را برای رشد میکروبی فراهم می‌کنند، گیاهان جدید باید ایجاد و در شرایط کاملاً استریل نگهداری شوند.
آنتی‌بیوتیک‌ها به طور فزاینده‌ای برای کاهش خطر آلودگی در گیاهان تکثیر شده در شرایط آزمایشگاهی استفاده می‌شوند.
با این حال، آنتی‌بیوتیک‌ها علاوه بر اثر باکتری‌کشی، می‌توانند اثر سمی نیز بر بافت‌های گیاهی داشته باشند و رشد و نمو آنها را مهار کنند.
علاوه بر این، میکروارگانیسم‌ها می‌توانند از طریق جهش با داروهای بیوساید سازگار شوند که منجر به مقاومت عوامل بیماری‌زای گیاهی می‌شود.
به گفته دانشمندان روسی، استفاده از نانوذرات به عنوان عوامل استریل‌کننده می‌تواند جایگزین ایمن برای آنتی‌بیوتیک‌ها باشد.
تیم تحقیقاتی دانشمندان دانشگاه ملی فناوری و جنگلداری ورونژ (NUST MISIS)، دانشگاه ایالتی جنگلداری و فناوری ورونژ (G.F. Morozov) و دانشگاه ایالتی تامبوف (Tambov State University) (G.R. Derzhavin) با هدف ارزیابی اثرات نانوذرات اکسید مس بر رشد کلنی‌های قارچ‌های کپکی اسپورزا و همچنین بر تولید ژن‌های مقاومت به تنش در کلون‌های توس در شرایط آزمایشگاهی (in vitro) در هنگام آلودگی به عوامل بیماری‌زای گیاهی انجام شد.
اولگا زاخارووا، متخصص دپارتمان نانوسیستم‌های کاربردی و مواد با دمای بالا در دانشگاه ملی فناوری مین (NUST MISIS)، گفت: «همانطور که انتظار داشتیم، نانوذرات اکسید مس اثر ضد قارچی قابل توجهی بر روی پاتوژن‌های گیاهی در کشت گیاه داشتند که با نتایج تعدادی از مطالعات قبلی سازگار است.
به عنوان مکانیسم‌های احتمالی این پدیده، ما هم انتشار یون‌های مس، که یک عامل ضد میکروبی است، و هم اثرات نانوسمی خاص، مانند القای استرس اکسیداتیو یا آسیب به غشای سلولی را در نظر می‌گیریم.»
جالب اینجاست که طبق گفته توسعه‌دهندگان، حداکثر عقیمی گیاهان در کمترین غلظت نانوذرات مورد مطالعه مشاهده شد.
دانشمندان معتقدند که این اثر نه از طریق تخریب مستقیم میکروارگانیسم‌های بیماری‌زای گیاهی توسط نانوذرات، بلکه به طور غیرمستقیم از طریق تحریک ایمنی نهال‌ها حاصل می‌شود.
اولگا زاخارووا افزود: «نانوذرات در غلظت‌های پایین می‌توانند باعث ایجاد استرس متوسط در گیاهان شوند که یکی از واکنش‌های آن تغییر در وضعیت بیوشیمیایی آنهاست.
ترکیباتی مانند پراکسیدازها و پلی‌فنول‌ها که بخشی از سیستم محافظت غیر اختصاصی گیاهان در برابر میکروارگانیسم‌های بیماری‌زای گیاهی هستند، شروع به تولید می‌کنند.
در عین حال، افزایش غلظت نانوذرات، استرس ناشی از «نانو» را افزایش می‌دهد و راندمان کلی سازگاری گیاه با استرس شروع به کاهش می‌کند که در نهایت با کاهش تعداد میکروکلون‌های زنده در حداکثر غلظت نانوذرات آشکار می‌شود.»
به گفته محققان، داده‌های به‌دست‌آمده، چشم‌انداز استفاده از نانوذرات اکسید مس را برای بهینه‌سازی فناوری کشت گیاه در شرایط آزمایشگاهی تأیید می‌کند.
مرحله بعدی پروژه، شناسایی دقیق مکانیسم‌هایی است که نانوذرات از طریق آنها بر گیاهان و عوامل بیماری‌زای گیاهی تأثیر می‌گذارند.
بیشتر بدانید:ساخت نانوذرات ضد باکتری از عصاره‌های گیاهی
لینک مفید:گیاهان آب شیرین نانوذرات طلا را تجزیه می‌کنند
بیشتر بخوانید:مبارزه با ابرمیکروب‌ها و آینده سطوح ضدمیکروبی
تاریخ:1404/7/15
مهسا نعمتی
