تکنیک های نانوتشخیصی پاتوژن های گیاهی
بیماری های گیاهی از عوامل عمده محدودکننده ی بهره وری محصول هستند. اولین گام به سوی مدیریت بیماری-های گیاهی تحت شرایط گلخانه و مزرعه، شناسایی صحیح پاتوژن است. تکنولوژی های فعلی، مانند واکنش زنجیره ای پلیمراز کمی (Q-PCR)، به مقدار نسبتا زیادی از بافت هدف نیاز داشته و برای شناسایی دقیق پاتوژن گیاهی قابل تشخیص، به روش های متعددی وابسته است. نقطه ضعف مشترک روش های تشخیصی سنتی، وقت گیر بودن و عدم حساسیت بالا است. در نتیجه، توسعه روش های کم هزینه به منظور بهبود دقت و سرعت تشخیص پاتوژن های گیاه مورد نیاز است. نانوتکنولوژی، نانو ذرات و نقاط کوانتومی ( QDs) به عنوان ابزار ضروری برای تشخیص سریع یک نشانگر خاص بیولوژیکی با دقت فوق العاده هستند. حسگرهای زیستی، نقاط کوانتومی، پایگاه-های با ساختار نانو، عکس برداری نانو و تعیین توالی DNA نانوحفره (nanopore) ابزاری هستند که پتانسیل لازم برای افزایش حساسیت، تشخیص سریع و تخصصی پاتوژن، تسهیل تجزیه و تحلیل با عملکرد بالا را داشته و برای نظارت با کیفیت بالا و حفاظت از محصول استفاده می شوند. علاوه بر این، تجهیزات کیت نانوتشخیصی می-توانند به راحتی و به سرعت، پاتوژن های مهم و بالقوه گیاه را تشخیص دهند و به کارشناسان اجازه می دهند که در پیشگیری از بیماری های مسری به کشاورزان کمک کنند. مقاله مروری حاضر با استفاده از فناوری نانو در روش های تشخیص سریعتر، مقرون به صرفه تر و دقیق تر بیماری های گیاهی سر و کار دارد. چنین فن آوری دقیقی ممکن است به طراحی یک سیستم یکپارچه و مناسب مدیریت بیماری ها کمک کند که ممکن است محیط را طوری تغییر دهد که تاثیر سوء بر پاتوژن های محصول داشته باشد.
مقدمه
گسترش بیماری های گیاهی در سطح بین المللی افزایش یافته است، در حالی که هزینه شناسایی و کنترل پاتوژن هنوز هم محدود است (به عنوان مثال 3 درصد از کل هزینه های تولید محصول). آفات در سراسر جهان باعث از بین رفتن حدود 14٪، بیماری های گیاهی باعث از دست دادن 13٪ و علف های هرز باعث از دست دادن 13 درصد محصول می شود. ارزش این از دست دادن محصول به مقدار 2000 میلیارد دلار آمریکایی در هر سال تعیین شده است. پاتوژن ها رشد و بهره وری گیاه را به دلیل ایجاد شرایط تنش مزمن کاهش می دهند و روش های تشخیص دقیق بیماری هزینه بر هستند. تلاش هایی برای تولید محصول سالم تر در محیط های مختلف با شیوه های حفاظتی یا بهترین شیوه های مدیریتی انجام شده است. با این حال، حفاظت از محصول کلید تولید محصول پایدار، به خصوص در شرایط محیطی نامطلوب است.
Plant diseases are among the major factors limiting crop productivity. A first step towards managing a plant disease under greenhouse and field conditions is to correctly identify the pathogen. Current technologies, such as quantitative polymerase chain reaction (Q-PCR), require a relatively large amount of target tissue and rely on multiple assays to accurately identify distinct plant pathogens. The common disadvantage of the traditional diagnostic methods is that they are time consuming and lack high sensitivity. Consequently, developing low-cost methods to improve the accuracy and rapidity of plant pathogens diagnosis is needed. Nanotechnology, nano particles and quantum dots (QDs) have emerged as essential tools for fast detection of a particular biological marker with extreme accuracy. Biosensor, QDs, nanostructured platforms, nanoimaging and nanopore DNA sequencing tools have the potential to raise sensitivity, specificity and speed of the pathogen detection, facilitate high-throughput analysis, and to be used for high-quality monitoring and crop protection. Furthermore, nanodiagnostic kit equipment can easily and quickly detect potential serious plant pathogens, allowing experts to help farmers in the prevention of epidemic diseases. The current review deals with the application of nanotechnology for quicker, more cost-effective and precise diagnostic procedures of plant diseases. Such an accurate technology may help to design a proper integrated disease management system which may modify crop environments to adversely affect crop pathogens.
Introduction
Spread of plant diseases has internationally increased, while pathogen identification and control costs are still limited (i.e. »3% of the total costs of crop production). [1,2] Worldwide insect pests caused a 14% estimated loss, plant diseases caused a 13% loss and weeds caused a 13% loss. The value of this crop loss was assessed to be US $2000 billion per year.[3] Pathogens reduce plant growth and productivity due to generation of chronic stress conditions, and the methods for accurate disease diagnosis are expensive.[4] Several attempts have been conducted for safer crop production under different environments with protective devices or best management practices.[4] However, crop protection is the key to sustainable crop production, especially under adverse environmental conditions
نانوتشخیص و نانو-بیماری شناسی گیاهی
تکنولوژی تشخیص پاتوژن های گیاهی
تجهیزات تشخیصی قابل حمل
سیستم های PCR قابل حمل
توالی یاب ژنوم قابل حمل (سیستم توالی یابی nanopore)
کیت نانوتشخیصی
تکثیر هم دمای وابسته به حلقه (LAMP-PCR)
نانوذرات طلا به عنوان حسگر زیستی
نقاط کوانتومی (QDs)
نانوبارکدها
یک بارکد زیستی DNA (B-DNA)
پلت فرم نانوساختار برای تشخیص مایکوتوکسین
نانوحسگرها
نانوحسگرها و پیش بینی بیماری های گیاهی
نانوحسگرها در کشاورزی
تصویربرداری ساخت نانو (Nanofabrication)
نتیجه گیری
چشم اندازهای کاربردی
Introduction
Nanodiagnosis and nano-phytopathology
Plant pathogen diagnosis technologies
Portable diagnostic equipment
Portable PCR systems
Portable genome sequencer (nanopore sequencing system)
Nanodiagonastic kit
Loop-mediated isothermal amplification (LAMP-PCR)
Gold nanoparticles as biosensor
Quantum dots (QDs)
Nanobarcodes
A bio-barcoded DNA (b-DNA)
Nanostructured platform for mycotoxin detection
Nanosensors
Nanosensors and plant disease predicting
Nanobiosensors in agriculture
Nanofabrication imaging
Conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه