سيستم زراعت ملكولي (Molecular farming) داراي مزاياي بسياري است كه مي‌توان به هزينه توليد پائين، مقياس‌پذيري بالا و عدم وجود عوامل بيماريزاي انساني در گياهان اشاره نمود. علاوه بر اين، مهندسي كلروپلاست نيز چندين مزيت دارد كه مي‌¬توان بر سطوح بالايي از بيان ژن انتقال يافته هدف به دليل تعداد نسخه زياد ژنوم و عدم خاموشي ژن، توارث مادري پلاستيدها، نبودن ژن انتقال‌يافته در دانه گرده و در نتيجه عدم فرار ژن و بيان چندين ژن با يك پيشبرنده (Promoter) در سيستم اُپروني مشابه با پروكاريوت‌ها تأكيد نمود. كلروپلاست‌هاي تراريخت گياهان، بيوراكتورهاي ايده‌آلي براي توليد پروتئين‌هاي تشخيصي و درماني مي‏باشند. امروزه، سرطان يكي از مهم‌ترين بيماري‌هاي تهديد كننده زندگي بشر است. رگزايي نقش مهمي را در رشد، تهاجم و پيشرفت سرطان ايفا مي‌نمايد و لذا مهار آن رويكردي مهم براي درمان سرطان مي‌باشد. بيان ژن VEGFR2 - يك ملكول مرتبط با فرآيند رگزايي تومور- در عروق تومور به شدت افزايش مي‌يابد. بنابراين، آنتي‌ژن VEGFR2 يك هدف منطقي براي روش‌هاي درماني سرطان است. براي رسيدن به اين هدف، نانوبادي‌ها كانديداهاي مناسبي مي‌باشند. نانوبادي‌ها (يا VHH¬ها)، قطعات تك دُمين متصل‌شونده به آنتي‌ژن هستند كه از آنتي‌بادي‌هاي زنجيره سنگين شتر به دست مي‌آيند. نانوباد¬ي‌ها به دليل داشتن خصوصياتي نظير اندازه كوچك، پايداري و حلّاليت بالا و توانايي اتصال به اپي‌توپ‌هايي غير‌قابل دسترس براي آنتي‌بادي‌هاي معمول، براي بسياري از كاربردهاي تشخيصي و درماني مناسب مي‌باشند. در اين پژوهش پس از تهيه سازه مناسب و انتقال ژن هدف به پلاستيدها، بيان نانوبادي Anti-VEGFR2 در كلروپلاست‌هاي كاهو مطالعه شد. از جمله دلايل انتخاب گياهو كاهو به عنوان يك بيوراكتور طبيعي براي توليد پروتئين نوتركيب مي‏توان به امكان دستيابي به سطوح بالايي از بيان در كلروپلاست‌هاي محصولات برگي، دوره رشد كوتاه و توانايي رشد تحت شرايط كنترل‌شده گلخانه اين گياه اشاره نمود. به منظور انتقال ژن به ژنوم كلروپلاست، از روش بيوليستيك استفاده گرديد. سپس چندين مرحله باززايي و بازكشت گياهان تراريخت ترانس‌پلاستوميك بر سطح محيط كشت حاوي آنتي‌بيوتيك انجام پذيرفت. براي اطمينان از انتقال ژن هدف به كلروپلاست كاهو از روش PCR و براي حصول كامل از هموپلاسم بودن گياهان ترانس‌پلاستوميك از روش Southern blotting استفاده شد. بعلاوه از روشRT-PCR براي بررسي بيان نانوبادي نوتركيب در سطح RNA و روشهايي نظير ELISA و Western blotting براي بررسي بيان پروتئين نوتركيب متصل‌شده به توكسين استفاده شد. نتايج بررسي‏ها نشان دادند كه RNA و پروتئين ايمنوتوكسين توانايي بيان در كلروپلاست كاهو را دارند. در تحقيق حاضر، براي اولين بار گياه كاهوي تراريخت بيان كننده پروتئين ايمنوتوكسين توليد شد. با توجه به نقش مهم آنتي‏بادي‏ها و مشتقات آن در تشخيص و درمان بيماري‏ها و هزينه‏هاي بالاي توليد آن‏ها در ساير سيستم‏ها، مي‏توان با توليد اين پروتئين در سيستم گياهي زمينه توليد انبوه و ارزان آن را فراهم نمود. اميد است كه اين دستاورد بتواند روزنه‏اي جديد در زراعت ملكولي و در جهت بهبود زندگي بشر ايجاد نمايد. چرا در صورت بهينه شدن سيستم بيان پروتئين نوتركيب در گياه كاهو، مي توان از آن براي توليد واكسن‏هاي خوراكي نيز بهره جست.

خلاصه: ايروپونيك (هواكشت) ، پيشرفته ترين نوع سيستم كشت هيدروپونيك است. اين سيستم ، فرايندي از رشد گياه در محيطي از مه ، بدون استفاده از خاك يا هر بستر ديگري مي باشد. اين روش يك تكنولوژي جديد براي توليد بيشتر فرآورده هاي گياهي و افزايش سرعت رشد گياه مي باشد. با اين روش گياه بدون نياز به خاك به رشد فوق العاده دست پيدا مي كند. اين روش ساده ترين و مطمئن ترين راه براي افزايش عملكرد محصولات گياهي است. در اين روش ريشه ها در هوا معلق هستند و محلول غذايي به صورت ذرات بسيار كوچك قابل جذب توسط ريشه در اختيار گياه قرار مي گيرد. با توجه به مزيت هاي مذكور ، در اين اختراع سيستم هوا كشي به منظور مطالعه و بررسي و نمو سيستم ريشه اي گياهان طراحي شده است. اين سيستم به گونه اي طراحي شده است كه حمل و نقل آن بسيار ساده و به راحتي مكان هاي مختلف استفاده شود. اين سيستم با تاكيد بر استفاده آن در آزمايشگاه هاي مختلف مرتبط با علوم گياهي و كشاورزي و با هدف آشنايي و تحقيق و بررسي با نحوه رشد و نمو ريشه اي و نيز اندام هاي گياهي طراحي شده است ضمن اين كه يكي از مهمترين كاربردهاي آن در زمينه بررسي سيستم ريشه اي گياهان دارويي و بررسي متابوليت هاي ثانويه آن ها مي باشد.