مروری بر کاربرد نانومواد در سیستم‌های کشاورزی و تاثیر آن بر سنتز و تجمع متابولیت‌های ثانویه در گیاهان

Abstract

نانومواد (موادی که دست‌کم یکی از ابعاد آن‌ها 100 نانومتر یا کمتر است) به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد، به‌عنوان یکی از فناوری‌های نوظهور با ظرفیت ایجاد تحول در کشاورزی مطرح شده‌اند. این مواد در قالب نانوکودها، نانوآفت‌کش‌ها، حسگرهای زیستی و سامانه‌های رهایش کنترل‌شده می‌توانند بهره‌وری، کیفیت، ایمنی و ماندگاری محصولات را بهبود دهند؛ هرچند نگرانی‌هایی درباره سمیت و ریسک‌های زیست‌محیطی آن‌ها که به عواملی مانند اندازه، ترکیب، تجمع و بلورینگی وابسته است، همچنان وجود دارد. از سوی دیگر، گیاهان برای سازگاری با تنش‌های زیستی و غیرزیستی، متابولیت‌های ثانویه‌ای با ارزش دارویی و تجاری بالا (فنلی‌ها، ترپنوئیدها، آلکالوئیدها و گلیکوزیدها) تولید می‌کنند و افزایش تولید پایدار این ترکیبات یکی از اهداف مهم بیوتکنولوژی گیاهی است. در این مرور، نقش نانومواد به‌عنوان الیسیتورهای غیرزیستی در پدیده «نانو-القایی» (Nanoelicitation) و اثر آن‌ها بر سنتز و تجمع متابولیت‌های ثانویه در سامانه‌های درون‌شیشه‌ای (کالوس، سوسپانسیون سلولی، ریشه مویین) و همچنین در شرایط گیاه کامل بررسی شد. جستجوی سیستماتیک در پایگاه‌های Web of Science، Scopus، PubMed، Google Scholar، ScienceDirect و Springer با تمرکز بر مقالات 2015 تا 2025 انجام و پس از غربالگری، داده‌های مرتبط با نوع نانوماده، گونه گیاهی، سیستم کشت، کلاس متابولیتی، سازوکارهای مولکولی و نتایج کمی استخراج و تحلیل کیفی شد. جمع‌بندی شواهد نشان می‌دهد نانومواد از طریق ورود آپوپلاستی/سیم‌پلاستی، تعدیل سیگنالینگ ROS/RNS، فعال‌سازی آنزیم‌های کلیدی و تنظیم بیان ژن‌ها می‌توانند تولید متابولیت‌های ثانویه را افزایش دهند، اما شدت پاسخ به دوز، ویژگی‌های سطحی و نوع سامانه کشت وابسته است. این یافته‌ها بر ضرورت استانداردسازی دوز، ارزیابی ایمنی زیستی و توسعه نانوفرمولاسیون‌های زیست‌سازگار برای کاربردهای کشاورزی پایدار تأکید دارد.