نانوفناوری به عنون ابزاری قدرتمند در علوم گیاهی: پیشرفت‌ها، چالش ‍ ها و چشم ‍‍‍‌‌اندازهای اخیر

چکیده

در شرایط اضطراری اقلیمی جهانی امروز، روش‌های کشاورزی به طور فزاینده‌ای غیر‌پایدار شده‌اند. تعدادی از مسائل نگران‌کننده وجود دارد که نیاز به اقدام فوری دارند، از جمله فرسایش خاک، استفاده‌ی بیش از حد از منابع طبیعی، از بین رفتن تنوع زیستی و انفجار جمعیت. اگرچه کشاورزی به شدت مدرن شده است، اما با رویکردهای سنتی، به دلیل چشم‌اندازهای مختلف، تقاضای بالای مواد مغذی و کمبود فناوری، امکان مقابله با این چالش‌ها وجود ندارد. علاوه بر تأثیرات منفی بر کشاورزی، استفاده از مواد شیمیایی همچنین منجر به بروز مشکلات جدی سلامت و اثرات نامطلوب بر اکوسیستم شده است. در نتیجه، فناوری نانو نقش قابل‌توجهی در ارائه‌ی صنعتی کشاورزیِ سازمان‌یافته و پایدار با کاهش استفاده از مواد شیمیایی و رسیدگی به مشکلات موجود ایفا خواهد کرد. تشخیص سریع بیماری، بهبود جذب مواد مغذی توسط گیاه، و افزایش توانایی گیاه برای جذب مواد مغذی را می‌توان از طریق فناوری نانو در صنایع غذایی و کشاورزی به دست آورد. گیاهان کشاورزی می‌توانند با استفاده از فناوری نانو که به‌عنوان حسگر برای پایش کیفیت خاک و آب عمل می‌کند، در برابر حشرات و آفات محافظت شوند. با وجود پتانسیل آن‌ها، پژوهشگران نتوانسته‌اند درک کنند که این ترکیبات چگونه عمل می‌کنند، زیرا نانوذرات (NPs) بسته به مقدار غلظتی که به کار می‌رود، یا باعث افزایش رشد می‌شوند یا سمیت سلولی ایجاد می‌کنند. در این مقاله، امیدوارکننده‌ترین نانوذرات مورد استفاده در مدیریت تنش‌های غیرزیستی و ویرایش ژن‌های گیاهی، همچنین رویکردهای نانوبیونیک نوین برای بهبود عملکردها و اندامک‌های گیاهی ارائه شده است.