محققان با افزودن نقاط کوانتومی کربنی تقویت شده با منیزیم، به نشا برنج نشان دادند که این نشاها در زمینهایی که نمک زیادی دارند نیز، به خوبی رشد میکند. نکته جالب توجه این که، نقاط کوانتومی نیز از پوست نوعی میوه استوایی به دست آمده است.
چه کنیم تا برنج در خاکهای نسبتا شور هم به خوبی رشد کند؟
آب و هوای نامطلوب و آلودگی باعث افزایش محتوای نمک در برخی از خاکها شده و شرایط رشد را برای محصولات حساس به نمک مانند برنج سخت میکند. به تازگی مقالهای در نشریه ACS Nano منتشر شده که در آن محققان، راهحل احتمالی برای رفع این مشکل ارائه کردند که نیازی به اصلاح ژنتیکی برای رشد گیاهان برنج در این شرایط ندارد. در آزمایشهای انجام شده، آنها تشخیص دادند که نشا برنج که با نقاط کوانتومی تقویت شده با منیزیم پوشیده شود، دارای فعالیتهای آنتیاکسیدانی بالایی بوده و این ساختار به فتوسنتز بهتر گیاه کمک میکند. در نتیجه استرس ناشی از خاک شور کمترین اثر را در محصول خواهد داشت.
برای افزایش مقاومت به تنش در گیاهان، راه حل پیشرفته فعلی ویرایش ژن است. با این حال، فناوریهای ویرایش ژن میتوانند مقرون به صرفه نباشند و برخی از مردم نگران اثرات سلامتی و ایمنی غذاهای اصلاحشده ژنتیکی هستند.
یکی از جایگزینهای بالقوه برای اصلاح ژنتیکی، پوشاندن برگهای گیاه با نقاط کربنی در مقیاس نانو است که با تقلید از آنزیمهای آنتیاکسیدانی گیاه، با استرس اکسیداتیو مقابله میکند. بنابراین این گروه تحقیقاتی با استفاده از پوست گیاه دوریان، نقاط کوانتومی سنتز کردند که میتواند گونههای فعال اکسیژن (ROS) را خنثی کند و آسیب ناشی از استرس نمک را در گیاه برنج کاهش دهد.
پوست دوریان غیرقابل خوردن است و ۷۰ تا ۸۵ درصد وزن میوه را تشکیل میدهد. این پوست همچنین حاوی مقدار زیادی کربن بوده در نتیجه منبع خوبی برای نقاط کربنی مشتق شده از زیست توده است. محققان نقاط کربنی مشتق شده از دوریان خود را با منیزیم، عنصری ضروری برای رشد گیاه، تقویت کردند و سپس آنها را روی نشا برنج کاشته شده در خاکهای بدون نمک و شور اسپری کردند.
این تیم دریافتند که نهالهایی که با نقاط کوانتومی تیمار شدهاند، حاوی سطوح پایینتری از ROS بوده و در خاکهای شور بلندتر از نهالهای تیمار نشده رشد میکنند. علاوه بر این، نهالهای تیمار شده دارای ژنهای دفاعی و فتوسنتز گیاهی بودند که در نهالهای تیمار نشده فعال نشدند.
محققان هشدار میدهند که برای درک بهتر اینکه دقیقاً چگونه این نقاط باعث ایجاد این تغییرات سلولی و ژنتیکی میشوند به اطلاعات بیشتری نیاز است. همچنین اطلاعات بیشتری در مورد تأثیر گیاهان تحت درمان بر محیط زیست و انسانها و حیوانات مصرفکننده آنها مورد نیاز است. با این حال، این مطالعه نشان میدهد که نقاط کربنی یک راهبرد احتمالی برای افزایش تحمل نمک گیاهی است و بینش ارزشمندی را برای کاربردهای کشاورزی آنها ارائه میدهد.
