کاربرد فناوری نانو و هوش مصنوعی در پایش پایداری ژنتیکی گیاهان حاصل از نگهداری فراسرد: مطالعه موردی در سیب‌زمینی

سیدعلی میربابائی¹ مرتضی سام دلیری² رضا ضرغامی³ امیرعباس موسوی⁴ علی افتخاری⁵

1) دانشجوی دکترای اگروتکنولوژی گرایش فیزیولوژی گیاهان زراعی دانشگاه آزاد اسلامی واحد چالوس
2) دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد چالوس
3) دانشیار بخش کشت بافت و سلول پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی
4) استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد چالوس
5) استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد چالوس

محل انتشار : کنفرانس ملی فناوری اطلاعات، نانوتکنولوژی، هوش مصنوعی و آینده پژوهی فناوری (itnaf.ir)
چکیده :
کرایوپریزرویشن به‌عنوان یکی از فناوری‌های پیشرفته در حفاظت بلندمدت از ژرم‌پلاسم گیاهی، نقش مهمی در امنیت غذایی و پایداری تنوع زیستی ایفا می‌کند. در این پژوهش، به‌منظور ارزیابی اثرات انجماد فراسرد بر ثبات ژنتیکی دو رقم سیب‌زمینی (آریندا و سانته)، از ترکیب دو رویکرد فناورانه شامل فناوری نانو و الگوریتم‌های هوش مصنوعی استفاده شد. برای ارزیابی کیفیت DNAهای استخراج‌شده از ریزنمونه‌ها و گیاهان نسل اول، از سامانه نانوتراپ (NanoTrap System) بهره گرفته شد. این سامانه با استفاده از نانوفیلترهای دقیق و میدان‌های الکتریکی موضعی، مولکول‌های سالم DNA را از نمونه‌های آسیب‌دیده تفکیک کرده و شاخص‌های خلوص (A260/A280) و سلامت مولکولی را با دقت بالا اندازه‌گیری می‌کند. سپس داده‌های حاصل از آزمون‌های مولکولی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و الگوریتم خوشه‌بندی K-Means تحلیل شدند. نتایج نشان داد که دقت مدل‌های یادگیری ماشین در تفکیک الگوهای باندی بیش از ۹۵٪ بوده و تفاوت معناداری بین نمونه‌های فراسرد و شاهد مشاهده نشد. این یافته بیانگر ثبات ژنتیکی گیاهان پس از نگهداری در نیتروژن مایع و اثربخشی رویکردهای فناورانه در تحلیل داده‌های زیستی است. استفاده هم‌زمان از فناوری نانو و هوش مصنوعی، افق‌های نوینی برای ارتقای دقت پایش ژنتیکی در نظام‌های کرایوبیوتکنولوژی گیاهی فراهم می‌سازد.
کلمات کلیدی : کرایوپریزرویشن فناوری نانو نانوتراپ هوش مصنوعی سیب‌زمینی پایداری ژنتیکی