Nanomaterials and Plant Potential

این کتاب آخرین پیشرفت‌ها در ساخت نانوذرات فلزی و اکسید فلزی با واسطه گیاهی و خصوصیات آنها را با استفاده از انواع تکنیک‌های مدرن مورد بحث قرار می‌دهد. این به طور مفصل کاربرد نانوذرات را در دارورسانی، درمان سرطان، کاتالیز، و به عنوان عامل ضد میکروبی، آنتی اکسیدان و محرک تولید و محافظت از گیاهان بررسی می کند. استفاده از این نانوذرات در سیستم‌های گیاهی به تازگی آغاز شده است و اطلاعات در مورد اثرات احتمالی آنها بر رشد و نمو گیاه هنوز اندک است. تجمع و انتقال نانوذرات در گیاهان، و متعاقباً پاسخ رشد و تعدیل تنش به خوبی درک نشده است. گیاهانی که در معرض این ذرات قرار می گیرند بسته به غلظت، اندازه و شکل نانوذرات، هم اثرات مثبت و هم منفی از خود نشان می دهند. تأثیر روی رشد و عملکرد گیاه اغلب در غلظت‌های کمتر مثبت و در غلظت‌های بالاتر منفی است. قرار گرفتن در معرض برخی از نانوذرات ممکن است پتانسیل مهار رادیکال‌های آزاد و فعالیت‌های آنزیمی آنتی‌اکسیدانی را در گیاهان بهبود بخشد و بیان میکرو RNA‌ها را تغییر دهد که فرآیندهای مختلف مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و متابولیک را در سیستم گیاهی تنظیم می‌کند و منجر به بهبود رشد و عملکرد گیاه می‌شود. نانوذرات همچنین اصلاحات ژنتیکی را با انتقال موثر DNA یا ژنوم پلاستید کامل به ژنوم گیاه مربوطه به دلیل اندازه کوچک و بهبود نفوذ ویژه مکان انجام می دهند. علاوه بر این، کاربرد کنترل‌شده نانومواد به شکل نانوکود، سیالیت مواد مغذی هماهنگ‌تری را با جذب توسط گیاه در معرض قرار می‌دهد و افزایش دسترسی به مواد مغذی را تضمین می‌کند. این کتاب به این مسائل و بسیاری موارد دیگر می پردازد. این شامل ساخت نانومواد مختلف/خاص و کاربرد گسترده آنها در بخش کشاورزی است که شامل آزادسازی کنترل شده مواد مغذی، کارایی مصرف مواد مغذی، تبادل ژنتیکی، تولید متابولیت‌های ثانویه، مکانیسم‌های دفاعی، و رشد و بهره‌وری گیاهان در معرض خطر است. نانومواد تولیدی مختلف نقش نانو کودها و نانو حسگرهای زیستی برای بهبود تولید و حفاظت از گیاهان و سمیت‌های احتمالی ناشی از نانومواد خاص، جنبه‌هایی که تاکنون کمتر مورد بررسی قرار گرفته‌اند، نیز سخاوتمندانه روشن شده‌اند.

This book discusses the latest developments in plant-mediated fabrication of metal and metal-oxide nanoparticles, and their characterization by using a variety of modern techniques. It explores in detail the application of nanoparticles in drug delivery, cancer treatment, catalysis, and as antimicrobial agent, antioxidant and the promoter of plant production and protection. Application of these nanoparticles in plant systems has started only recently and information is still scanty about their possible effects on plant growth and development. Accumulation and translocation of nanoparticles in plants, and the consequent growth response and stress modulation are not well understood. Plants exposed to these particles exhibit both positive and negative effects, depending on the concentration, size, and shape of the nanoparticles. The impact on plant growth and yield is often positive at lower concentrations and negative at higher ones. Exposure to some nanoparticles may improve the free-radical scavenging potential and antioxidant enzymatic activities in plants and alter the micro-RNAs expression that regulate the different morphological, physiological and metabolic processes in plant system, leading to improved plant growth and yields. The nanoparticles also carry out genetic reforms by efficient transfer of DNA or complete plastid genome into the respective plant genome due to their miniscule size and improved site-specific penetration. Moreover, controlled application of nanomaterials in the form of nanofertilizer offers a more synchronized nutrient fluidity with the uptake by the plant exposed, ensuring an increased nutrient availability. This book addresses these issues and many more. It covers fabrication of different/specific nanomaterials and their wide-range application in agriculture sector, encompassing the controlled release of nutrients, nutrient-use efficiency, genetic exchange, production of secondary metabolites, defense mechanisms, and the growth and productivity of plants exposed to different manufactured nanomaterials. The role of nanofertilizers and nano-biosensors for improving plant production and protection and the possible toxicities caused by certain nanomaterials, the aspects that are little explored by now, have also been generously elucidated.