Direktinfusionsanordning för molekylleverans i växter

Att testa funktionen av terapeutiska föreningar i växter är en viktig del av jordbruksforskningen. Blad- och jorddränkningsmetoder är rutinmässiga men har nackdelar, inklusive varierande upptag och miljönedbrytning av testade molekyler. Staminjektion av träd är väletablerad, men de flesta metoder för detta kräver dyr, proprietär utrustning. För att screena olika behandlingar för Huanglongbing behövs en enkel, billig metod för att leverera dessa föreningar till kärlvävnaden hos små växthusodlade citrusträd infekterade med den floembegränsade bakterien Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) eller infekterad med den floemmatande CLas-insektsvektorn Diaphorina citri Kuwayama (D. citri).

För att uppfylla dessa screeningkrav utformades en direkt växtinfusionsanordning (DPI) som ansluts till anläggningens stam. Enheten är tillverkad med ett nylonbaserat 3D-utskriftssystem och lätt åtkomliga hjälpkomponenter. Föreningens upptagseffekt av denna anordning testades i citrusväxter med användning av fluorescerande markören 5,6-karboxifluoresceindiacetat. Enhetlig sammansatt fördelning av markören genom växterna observerades rutinmässigt.

Vidare användes denna anordning för att leverera antimikrobiella och insekticida molekyler för att bestämma deras effekter på CLas respektive D. citri. Aminoglykosidantibiotikumet streptomycin levererades till CLas-infekterade citrusväxter med hjälp av enheten, vilket resulterade i en minskning av CLas-titern från 2 veckor till 4 veckor efter behandlingen. Att leverera neonicotinoidinsekticiden imidakloprid till D. citri-infekterade citrusväxter resulterade i en signifikant ökning av psylliddödligheten efter 7 dagar. Dessa resultat tyder på att denna DPI-enhet representerar ett användbart system för att leverera molekyler till växter för testning och underlätta forskning och screening.