Direktinfusionsgerät zur Molekülabgabe in Pflanzen

Die Überprüfung der Funktion von therapeutischen Wirkstoffen in Pflanzen ist ein wichtiger Bestandteil der Agrarforschung. Blatt- und Bodentränkungsmethoden sind Routine, haben aber Nachteile, einschließlich der variablen Aufnahme und des Abbaus der getesteten Moleküle in der Umwelt. Die Stamminjektion von Bäumen ist gut etabliert, aber die meisten Methoden dafür erfordern teure, proprietäre Geräte. Um verschiedene Behandlungen für Huanglongbing zu untersuchen, wird eine einfache und kostengünstige Methode benötigt, um diese Verbindungen in das Gefäßgewebe von kleinen Zitrusbäumen zu bringen, die mit dem Phloem-begrenzten Bakterium Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) infiziert sind oder mit dem Phloem-fressenden CLas-Insektenvektor Diaphorina citri Kuwayama (D. citri) befallen sind.

Um diese Screening-Anforderungen zu erfüllen, wurde ein Gerät für die direkte Pflanzeninfusion (DPI) entwickelt, das mit dem Stamm der Pflanze verbunden ist. Das Gerät wird mit einem 3D-Drucksystem auf Nylonbasis und leicht erhältlichen Hilfskomponenten hergestellt. Die Wirksamkeit der Wirkstoffaufnahme dieses Geräts wurde in Zitruspflanzen mit dem Fluoreszenzmarker 5,6-Carboxyfluorescein-diacetat getestet. Eine gleichmäßige Verteilung des Markers in den Pflanzen wurde routinemäßig beobachtet.

Darüber hinaus wurde dieses Gerät verwendet, um antimikrobielle und insektizide Moleküle zu verabreichen, um deren Wirkung auf CLas bzw . D. citri zu bestimmen. Das Aminoglykosid-Antibiotikum Streptomycin wurde mit dem Gerät in CLas-infizierte Zitruspflanzen eingebracht, was zu einer Reduktion des CLas-Titers von 2 Wochen auf 4 Wochen nach der Behandlung führte. Die Abgabe des Neonicotinoid-Insektizids Imidacloprid in von D. citri befallene Zitruspflanzen führte zu einem signifikanten Anstieg der Flohsterblichkeit nach 7 Tagen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass dieses DPI-Gerät ein nützliches System darstellt, um Moleküle zu Testzwecken in Pflanzen einzuschleusen und Forschungs- und Screeningzwecke zu erleichtern.