Direkte infusionsanordning til molekyleafgivelse i planter

Test af terapeutiske forbindelsers funktion i planter er en vigtig bestanddel af landbrugsforskningen. Blad- og jorddrenchmetoder er rutinemæssige, men har ulemper, herunder variabel optagelse og miljømæssig nedbrydning af testede molekyler. Trunkinjektion af træer er veletableret, men de fleste metoder til dette kræver dyrt, proprietært udstyr. For at screene forskellige behandlinger for Huanglongbing er der behov for en simpel, billig metode til at levere disse forbindelser til vaskulært væv af små drivhusdyrkede citrustræer inficeret med den floembegrænsede bakterie Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) eller inficeret med floem-fodring CLas insektvektor Diaphorina citri Kuwayama (D. citri) er nødvendig.

For at opfylde disse screeningskrav blev der designet en direkte planteinfusion (DPI) enhed, der forbinder til plantens bagagerum. Enheden er lavet ved hjælp af et nylonbaseret 3D-printsystem og let tilgængelige hjælpekomponenter. Denne enheds evne til optagelse af forbindelser blev testet i citrusplanter ved hjælp af fluorescerende markør 5,6-carboxyfluorescein-diacetat. Ensartet sammensat fordeling af markøren gennem planterne blev rutinemæssigt observeret.

Desuden blev denne enhed brugt til at levere antimikrobielle og insekticide molekyler for at bestemme deres virkninger på henholdsvis CLas og D. citri. Aminoglycosidantibiotika streptomycin blev leveret til CLas-inficerede citrusplanter ved hjælp af enheden, hvilket resulterede i en reduktion i CLas-titeren fra 2 uger til 4 uger efter behandling. Levering af det neonicotinoid insekticid imidacloprid i D. citri-inficerede citrusplanter resulterede i en signifikant stigning i psylliddødeligheden efter 7 dage. Disse resultater tyder på, at denne DPI-enhed repræsenterer et nyttigt system til levering af molekyler i planter til test og lette forsknings- og screeningsformål.