بيماري رايزومونيا يكي از مخرب¬ترين بيماري¬هاي چغندرقند در مناطق زير سطح كشت كشور است كه توسط ويروس Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) ايجاد ميشود. روش¬هاي سنتي كنترل از قبيل سادرن¬بلات و وسترن ¬بلات نيز به ترتيب جهت شناسايي قطعات DNA و پروتئين اختصاصي، قابليت محدودي در شناسايي اين بيماري دارند. بنابراين استفاده از تكنولوژي¬هاي نوين براي تشخيص به موقع بيماري جهت كاهش خسارات پيش رو مي¬بايد در نظر گرفته شود. \\\\\\\\\\\\\\"نانو كيت تشخيص Polymyxa betae، ناقل عامل بيماري ريشه¬گنايي چغندرقند با بازدهي بالا \\\\\\\\\\\\\\" كيت تشخيصي بر پايه علم نانوبيوتكنولوژي جهت رديابي موثر، دقيق، سريع و ارزان عامل بيماري مي باشد. در كيت توليد شده سعي گرديده است ضمن حل تمام مشكلات موجود در مسير شناسايي عامل بيماري به ارائه يك روش كاملا جديد و منطبق بر اصول علمي مبادرت گردد. در اين سيستم سامانه تشخيصي از نقاط كوانتومي پوشيده شده با آنتي باديهاي پلي¬كلونال كه در حالت هم¬پوشاني با Rhodamin متصل به آنتي ژن GST هستند تشكيل شده است. Rhodamin متصل به آنتي ژن GST نقش گيرنده و نقاط كوانتومي متصل به آنتي باديهاي پلي كلونال در نقش دهنده انرژي را دارند. هنگام اضافه كردن آنتي ژن GST خالص (مثلا موجود در عصاره ريشه گياه مشكوك به آلودگي) به محلول قبلي عمل جايگزيني آنتي ژن GST خالص به جاي آنتي ژن GST متصل به Rhodamin صورت گرفته و اثر هم پوشاني بين گيرنده و دهنده برداشته شده و نمودارهاي نشري به سطوح پايين¬تر جابه¬جا مي¬شوند. اين اختراع در واقع امكان تشخيص عامل بيماري در غلظت¬هاي پايين عصاره آلوده را فراهم آورده است.

چغندرقند يكي از مهم¬ترين گياهان زراعي مي¬باشد كه اصلي¬ترين ماده اوليه جهت توليد قند و شكر در كشور مي-باشد. بيماري رايزومونيا به عنوان مهم¬ترين بيماري ويروسي چغندرقند در ايران شناخته شده است. قارچ Polymyxa betae به عنوان تنها ناقل طبيعي اين بيماري نقش كليدي در انتقال ويروس Beet nectotic yellow vein virus(BNYVV) دارد. با توجه به محدود بودن منابع مقاومت به بيماري رايزومونيا كه عمدتاً از ‍‍ژنهاي مقاومت به ويروس BNYVV استفاده مي¬شود، ارزيابي¬هائي جهت تعيين ژرم¬پلاسم¬هاي مقاوم به اين قارچ ضروري مي¬باشد. با توجه به عدم قابليت كشت قارچ مذكور، ايجاد يك سيستم تشخيصي مناسب جهت شناسائي نمونه هاي آلوده براي انجام مطالعات اپيدميولوژي و همچنين تعيين منابع مقاومت ضروري ميباشد. پروتئين (GST) glutathione-S-transferase به ميزان بالا درقارچ توليد ميشود و ميتوان از آن به عنوان معياري در جهت شناسائي نمونه هاي آلوده استفاده نمود. در اين پروژه از تكنولوژي نانوبيوسنسور متصل به آنتي بادي جهت شناسايي نمونه هاي آلوده استفاده ميشود. نقاط كوانتومي Quantum dots، نانو¬ذراتي با خصوصيات منحصر به فرد هستند كه كاربردهاي بالقوه¬اي در علوم زيستي و مشاهده وقايع درون سلول دارند. اين نانو¬ذرات، عموماً نيمه¬هادي¬هايي از جنس سلنيد¬كادميم بوده كه به وسيله يك پوسته نيمه¬هادي ديگر از جنس سولفيد¬روي پوشيده شده¬اند و توانايي نشر نورهايي با رنگ¬هاي مختلف را دارند، كه رنگ نور به اندازه كريستال آن¬ها بستگي دارد .مولكول¬هايي نظير آنتي¬بادي¬ها و يا رشته¬هاي DNA مي¬توانند به اين لايه پليمري متصل شوندو به اين صورت مي¬توان از آن¬ها براي شناسايي و رديابي پروتئين هاي خاص از آن استفاده كرد. در اين تحقيق، ژن كد كننده پروتئين GST از نمونه هاي آلوده جداسازي گرديده و پس از بيان در ميزبان باكتريايي و خالص سازي بر روي ستون كروماتوگرافي از آن به عنوان آنتي ژن جهت توليد آنتي بادي اختصاصي بر عليه قارچ استفاده ميگردد. خالص سازي آنتي بادي بر روي ستون پروتئين A صورت پذيرفته و از آن براي اتصال به ذرات ¬كوانتومي QD استفاده ميگردد و از سيستم شناسايي مبتني بر اساس FRET براي تاييد وجود آلودگي استفاده ميگردد. تا به حال گزارشي از تهيه اين تركيب براي شناسايي اين قارچ ارائه نشده است.

يكي از مهمترين عوامل مؤثر در فرآيند كمپوست سازي، ريز سازواره هاي دخيل در تجزيه مواد زائد موجود در ضايعات كشاورزي و صنعتي مي‎باشند، لذا شناسايي و تلقيح اين ريز سازواره هاي مفيد مي‎تواند نقش قابل توجهي در بهبود و غني سازي كمپوست حاصل ايفا نمايد. در اختراع حاضر به منظور شناسايي سويه هاي باكتريايي و قارچي موثر در فرايند كمپوست سازي، بررسي فعاليت هاي مختلف آنزيمي سويه هاي مذكور براي تجزيه مواد مختلف آلي و ارائه تركيب مناسبي از سويه هاي موثر جهت استفاده در تسريع فرايند توليد كمپوست در يك سيستم باز در مقياس صنعتي انجام پذيرفت. جدايه هاي باكتريايي و قارچي جداسازي شده از فرايند كمپوست كارخانه كمپوست اصفهان، در ابتدا با روش هاي بيوشيميايي استاندارد بررسي و سپس با استفاده از توالي يابي ژن 16S rDNA (جدايه هاي باكتريايي) و 18S rDNA (جدايه هاي قارچي) شناسايي شدند. نتايج بررسي‎هاي مولكولي حاكي از وجود 3 سويه‎ قارچي Aspergillus fumigatus و 11 سويه‎ باكتريايي Thermoactinomyces intermedius ، Geobacillus thermodenitrificans، Geobacillus sp.، Bacillus licheniformis، Brevibacillus parabrevis، Brevibacillus formosus، Brevibacillus agri، Bordetella petrii، Aneurinibacillus migulanus، Pseudoxanthomonas sp. بود. بررسي كيفي و كمي فعاليت آنزيمي سلولاز، زايلاناز، آميلاز، پروتئاز و ليپاز نشان داد كه سويه هاي مختلف داراي توانايي و فعاليت آنزيمي متفاوتي مي باشند ولي مجموعا داراي فعاليت آنزيمي خوبي براي آنزيم هاي اشاره شده بودند. لذا با استفاده از تركيب مناسبي از سويه هاي مذكور كه قابليت تجزيه كامل تركيبات سلولزي، ليگنوسلولزي، نشاسته اي، پروتئيني و ليپيدي موجود در ضايعات كشاورزي و صنعتي را دارند، و در پسماندهاي شهري نيز اين قبيل تركيبات عموما وجود دارند، امكان نسريع فرابند كمپوست ايجاد گرديد. سويه هاي مذكور در ادامه بهينه سازي شرايط كشت و رشد سويه هاي مذكور در فرمانتور انجام شد. به منظور تسريع فرآيند و افزايش كيفيت بيوكمپوست، سويه هاي مذكور در شرايط فرمانتور توليد (CFU=107-108) و به همراه چيپس چوب (به عنوان عامل افزايش كيفيت كمپوست به نسبت يك به سه وزني) در فرايند كمپوست سازي كارخانه كمپوست اصفهان در قالب طرح آماري استفاده شدند. در طي انجام فرآيند، نمونه برداري ها و آناليزهاي لازم صورت پذيرفت. نتايج كلي آزمايش نشان داد كه فرآيند كمپوست سازي در تيمار ميكروبي به همراه چيپس چوب در حدود 28 روز بطور كامل انجام پذيرفت در صورتيكه در تيمار كنترل اين ميزان تا بيش از 3 ماه ادامه يافت. كيفيت كمپوست توليد شده بر طبق استانداردها آناليز شد. اين استانداردها محتواي رطوبت، اسيديته، محتواي نيتروژن، كربن آلي، نسبت كربن به نيتروژن، نسبت NH4/NO3، مواد آلي، عناصر غذايي، هدايت الكتريكي، فلزات سنگين و شاخص هاي عملكرد هستند. نتايج نشان داد كه كمپوست توليد شده در تيمار حاوي سويه هاي ميكروبي و چيپس داراي كيفيت مناسب و استانداردهاي لازم كمپوست مي باشد.

فرآیند جدید بیوکنترل نماتدهای انگل گیاهی Heterodera schachtii و Meloedogyne Sp توسط سویه‎های بومی باکتری Bacillus thuringiensis

‏ ‏كنترل شيميايي آفات كشاورزي، همواره همراه با مشكلات زيست محيطي و تاثيرات منفي بر سلامت مردم بوده است. يكي از راهكارهاي جايگزين كنترل شيميايي ا كنترل بيولوژيك (زيستي) آفات با استفاده از ‏ ميكروارگانيسم هاي مفيد مي باشد كه باكتري ( Bacillus thuringiensis (Bt ‏ به عنوان مهمترين عامل كنترل بيولوژيك ميباشد. مهمترين مشكل توسعه و گسترش سموم بيولوژيك ميكروبي Bt ‏جهت كنترل آفات كشاورزي در حال حاضر محدود بودن دامنه كنترلي آنها و گران بودن فرايند توليد آنها و علي الخصوص گران بودن محيط هاي كشت مورد استفاده براي توليد ملول هاي باكتري مي باشد. در اختراع حاضر با هدف تهيه محيط كشت اقتصادي و كارا براي توليد انبوه دو سويه Bt ‏ به عنوان سم بيولوژيك ا انواع ضايعات كشاورزي و صنايع غذايي قابل دسترس در كشور كه مي توان از آنها به عنوان منابع كربن، ازت و املاح جهت محيط كشت صنعتي استفاده كرد مورد بررسي قرار گرفته و بر اساس فاكتورهاي اقتصادي، تركيب شيميايي و خصوصيات فيزيولوژيك باكتري بررسي منابع علمي، انتخاب و غربالگري شدند. پس از غربالگري گسترده و بررسي نتايج، از ملاس چغندر قند ( منبع ساكارز)، پرميت شير (منبع لاكتوز)، ليگور نشاسته ( منبع پلي ساكاريدي) به عنوان منبع كربن. آب استيپ (خيسانده) ذرت (ضايعات كارخانجات صنايع غذايي) به عنوان منبع نيتروژن و آب دريا به عنوان منبع املاح انتخاب شدند. در ادامه با استفاده از تيمارهاي مختلف طراحي شده بر اساس اين مواد، ‏~ ميزان رشد، توليد اسپور و اندوتوكسين در سويه ها بررسي شد. علاوه براين تاثير درصد بهينه منابع انتخابي نيز بر عوامل ذكر شده مورد بررسي قرار گرفت. در نتيجه در پروتكل كشت ابداعي ا براي دوسويه به نام هاي KH4 ‏و YD5‏ كه كارايي بالايي در كنترل آفات سخت بال پوش و پروانه اي داشتندشرايط كشت و فومولاسيون محبط كشت بهينه گرديدند. ‏

‏بيوسنتز نانوذرات نقره نسبت به ساير روش هاي سنتز به دليل عدم وجود باقيمانده هاي سمي آلي در سطح آنها، ايجاد حداقل ضايعات ، تكرارپذيري واكنش و پايداري نانوذرات نقره سنتز شده از ارجحيت بالايي برخوردار است. اما به دليل سمي بودن نانوذرات توليد شده براي ميكروارگانيسم و سلولها، كاتاليستهاي زيستي معمول و جنبه اقتصادي توليد كاتاليست زيستي مانند ميزان كارايي و توليد پايين استخراج و هزينه بالاي كشت و استخراج از نظر صنعتي مورد پذيرش قرار نگرفته است. در اين راستا اختراع حاضر فرآيند بيوسنتزي را جهت توليد نانوذرات نقره معرفي مي نمايد كه علاوه بر رفع مشكلات بيوسنتز در روشهاي ديگر امكان تجاري شدن فرايند را نيز دارا مي باشد. در اين روش بيوكاتاليست معرفي شده مقاوم به حرارت بوده و قادر است نانوذرات نقره پايدار را در دما و غلظت بالا ( شرايط غير استريل) با خصوصيات متفاوت توليد كند. ‏نانوذرانت نقره ‏در دامنه اي گسترده ‏در وسايل و ابزارهاي پزشكي مانند ابزارها و ماسك هاي مورداستفاده، جراحي ، زخم بندي جراحت و معالجه HIV ‏ ضدعفوني آب آشاميدني، مكمل هاي غذايي، مواد دارويي وتوليد مواد پوشش دهنده ضدميكروبي مورد استفاده قرار مي گيرند.

بيوسنتز ميكروذرات و نانوذرات طلا نسبت به ساير روش هاي سنتز به دليل عدم وجود باقي مانده هاي سمي آلي در سطح آنها ايجاد حداقل ضايعات تكرار پذيري واكنش و پايدار نانو ذرات طلا سنتز شده از ارجحيت بالايي برخوردار است. اما به دليل جنبه اقتصادي توليد كاتاليست زيستي مانند ميزان كارايي و توليد پايين استخراج و هزينه بالاي كشت و استخراج از نظر صنعتي مورد پذيرش قرار نگرفته است. در اين راستا اختراع حاضر فرايندي بيوسنتزي را جهت توليد نانو ذرات نقره معرفي مي نمايد كه علاوه بر رفع مشكلات بيوسنتز در روش هاي ديگر امكان تجاري شدن فرآيند را نيز دارا مي باشد. در اين روش بيوكاتاليست معرفي شده مقاوم به حرارت بوده و قادر است نانو ذرات طلا پايدار را در دما و PH بالا شرايط غير استريل با خصوصيات متفاوت توليد كند. نانو ذرات طلا در دامنه گسترده در ميكروسكوپ هاي الكتروني الكترونيك فناوري نانو و علم مواد و درمان سرطان مورد استفاده قرار مي گيرند.