یکی از مهمترین عوامل بازدارنده در تولید محصولات کشاورزی، انواع بیماری‌های گیاهی است.
پراکنش بیماری‌های گیاهی در سطح جهانی افزایش‌یافته، این در حالی است که هزینه‌های اختصاصی برای تشخیص و کنترل پاتوژن‌ها (عوامل ایجادکننده بیماری)، با محدودیت مواجه است (حدود 3% از کل هزینه تولید).
به‌طورکلی برآورد شده است که در دنیا آفات، بیماری‌ها و علف‌های هرز باعث از بین رفتن به ترتیب 14، 13 و 13 درصد محصولات کشاورزی می‌شوند.
پاتوژن‌ها به دلیل ایجاد شرایط تنش شدید برای گیاهان باعث کاهش چشمگیر در بهره‌وری می‌شوند درحالی‌که روش‌های تشخیص دقیق آن‌ها هزینه‌های زیادی را به دولت‌ها و تولیدکننده‌ها تحمیل می‌کند.
تاکنون تلاش‌های زیادی برای تولید ایمن‌تر محصولات کشاورزی تحت شرایط محیطی متفاوت، به‌وسیله دستگاه‌های حفاظت کننده و مدیریت بهتر انجام‌گرفته است. به هر ترتیب، حفاظت از محصولات، کلید دستیابی به تولید پایدار به‌خصوص در شرایط نامطلوب زیست‌محیطی است.
روش‌های تشخیصی مولکولی سنتی به‌طور گسترده‌ای در آزمایشگاه‌های سراسر جهان برای شناسایی عوامل بیماری‌زای گیاهی، با درجه بالایی از حساسیت و عملکردی اختصاصی، در حال استفاده است.
بااین‌حال بسیاری از این روش‌ها را نمی‌توان در مزرعه (تشخیص در محل) و یا در کشورهای درحال‌توسعه که درآمدها کمتر است، مورداستفاده قرارداد. ️علاوه بر این، قیمت بالا و نیمه‌عمر کوتاه برخی از مواد بیولوژی مولکولی، مانند آنزیم‌ها و آغازگرها (توالی‌های کوتاه از مولکول DNA که در آزمون‌های تشخیصی مورداستفاده قرار می‌گیرند ) دلیل استفاده از آزمون‌های ژنتیکی-مولکولی، حضور تمام یا جزئی از ساختار ژنتیکی عامل بیماری در بافت میزبان گیاهی است در شرایط محیطی عادی، عاملی محدودکننده در استفاده از روش‌های سنتی مولکولی در کشورهای درحال‌توسعه است. فناوری نانو می‌تواند راه‌حل‌هایی واقعی در برابر بسیاری از مشکلات کشاورزی مانند کنترل بیماری‌های گیاهی ارائه کند به‌این‌ترتیب مقادیر بسیار اندک از یک توالی DNA بدون نیاز به PCR قابل‌شناسایی و حتی اندازه‌گیری است تشخیص یا اندازه‌گیری پروتئین با استفاده از Bar-Code DNA در این روش نیز همانند روش قبل، از یک توالی انتخابی و مکمل آن‌که بر روی نانو ذرات طلا نشانده شده، استفاده می‌شود. همچنین آنتی‌بادی پلی کلونال (Polyclonal antibody) علیه پروتئین مورداندازه‌گیری بر روی این ذرات طلا تثبیت می شود ترکیبات مبتنی بر نانوفناوری که ارائه خواهد شد می‌توانند اثر ضد قارچ‌ها و آفت‌کش‌ها را افزایش دهند. در نتیجه، دوز کمتری از آن‌ها در محیط و طبیعت استفاده خواهد شد. به‌علاوه روش‌های تشخیصی بر پایه نانو با ارائه ابزارهای جدید مرحله آماده‌سازی نمونه را که بخشی دشوار و مهم در فرآیندهای مربوطه به‌حساب می‌آید، بهبود بخشیده و موفق به‌جای دادن آن‌ها در پلتفرم‌های کوچکی شده است. “تشخیص در محل” سریع پاتوژن‌های گیاهی با استفاده از کیت‌های بر پایه نانو نظیر نانو حسگرهای زیستی، نانو بارکدها و دیگر سامانه‌های تشخیصی قابل‌حمل، به کشاورزی و صنایع وابسته جهت مدیریت بیماری‌های گیاهی کمک خواهند کرد.️
در رصد و درک جمعیت ژنتیکی پاتوژن‌ها، تداخلات گیاهان و میکروب‌ها و انتقال ژن بین پاتوژن و میزبان مورداستفاده قرار می‌گیرند.
علاوه بر این نانو ذراتی مثل سیلیکا-نقره اخیراً به‌عنوان عوامل ضد میکروبی و قارچی بکار گرفته می‌شوند.
همچنین نانو موادی می‌توانند برای تشخیص مایکوتوکسین (سمومی که توسط قارچ‌ها تولید می‌شوند) و سم‌زدایی استفاده شود.
ترکیبات مبتنی بر نانوفناوری که ارائه خواهد شد می‌توانند اثر ضد قارچ‌ها و آفت‌کش‌ها را افزایش دهند. در نتیجه، دوز کمتری از آن‌ها در محیط و طبیعت استفاده خواهد شد.
به‌علاوه روش‌های تشخیصی بر پایه نانو با ارائه ابزارهای جدید مرحله آماده‌سازی نمونه را که بخشی دشوار و مهم در فرآیندهای مربوطه به‌حساب می‌آید، بهبود بخشیده و موفق به‌جای دادن آن‌ها در پلتفرم‌های کوچکی شده است.
“تشخیص در محل” سریع پاتوژن‌های گیاهی با استفاده از کیت‌های بر پایه نانو نظیر نانو حسگرها، نانو حسگرهای زیستی، نانو بارکدها و دیگر سامانه‌های تشخیصی قابل‌حمل، به کشاورزی و صنایع وابسته جهت مدیریت بیماری‌های گیاهی کمک خواهند کرد.
روش‌های نانو مولکولی مدرن در رصد و درک جمعیت ژنتیکی پاتوژن‌ها، تداخلات گیاهان و میکروب‌ها و انتقال ژن بین پاتوژن و میزبان مورداستفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر این نانو ذراتی مثل سیلیکات-نقره اخیراً به‌عنوان عوامل ضد میکروبی و قارچی بکار گرفته می‌شوند.
