Name: מכשיר עירוי ישיר להעברת מולקולות בצמחים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-06-02T14:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 52 s
Description: למדו כיצד להשתמש במכשיר עירוי ישיר להעברת מולקולות טיפוליות לצמחים נגד Candidatus Liberibacter asiaticus. השיטה משתמשת בהדפסה תלת-ממדית ותהליכי שכיחות טבעיים להגברת הדיוק והיעילות במחקר מחלות הדרים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

המחברים רוצים להודות למנט אקון על הצמחים ששימשו במחקר זה. המימון ניתן על ידי פרויקט CRIS 8062-22410-007-000-D של משרד החקלאות האמריקאי (USDA) ומענק NIFA של USDA 2020-70029-33176.

1. ייצור צמחי הדר להזרקת תרכובת ניסיונית
<ol><li>הפיצו עציצים קטנים של עצי הדר מייחורים צמחיים מושרשים או מזרעים. הגדילו את קווי ההדרים בעציצים באורך יום בהיר/כהה של 16 שעות/8 שעות ובטמפרטורה של 28°C.</li>
	<li>בחר צמחי הדר בגודל המתאים לניסוי. היישומים המתוארים דרשו שהצמחים יהיו בגובה של בין 12 ס"מ ל-100 ס"מ וקוטר גזע של 4-14 מ"מ. אם יש צורך בגידול סומק חדש, צמצמו את הצמחים לפני הניסוי.</li>
</ol>2. הדפסה תלת מימדית של מכשיר ה- DPI ורכיבי תבנית
<ol><li>יש למרוח שכבה דקה של דבק על בסיס פוליוויניל אצטט על מיטת ההדפסה.</li>
	<li>טען ניילון ניילון למדפסת תלת מימד, והכן את המדפסת בהתאם להוראות היצרן. ייבא את הרצוי . קובץ STL (קובץ משלים 1, קובץ משלים 2, קובץ משלים 3, קובץ משלים 4, קובץ משלים 5, קובץ משלים 6, קובץ משלים 7, קובץ משלים 8, קובץ משלים 9, קובץ משלים 10, קובץ משלים 11, קובץ משלים 12, קובץ משלים 13 וקובץ משלים 14), הגדר והתחל להדפיס.</li>
	<li>הסר את הפריט ממיטת ההדפסה. שטפו את הדבק על בסיס פוליוויניל אצטט מבסיס הרכיב המודפס במים, והסירו את כל מבני התמיכה.</li>
	<li>רססו את רכיב ה-DPI בשתי שכבות של צבע ספריי מבריק שקוף.</li>
</ol>3. ייצור תבנית טבעת הפלסטיזול
<ol><li>הרכיבו תבנית גדולה מספיק כדי להכיל את חלקי הדוגמה על-ידי בניית מארז מלבני באמצעות קוביות פלסטיק צמודות זו לזו על בסיס (איור משלים S1A).</li>
	<li>ערבבו את מונומר הסיליקון RTV ואת הזרז יחד ביחס של 10:1, וערבבו מבלי ליצור בועות במשך דקה אחת. צבעו על-ידי הוספת צבעי מאכל (3 טיפות/25 מ"ל תערובת סיליקון) וסבון ידיים (1 מ"ל סבון/25 מ"ל תערובת סיליקון) (איור משלים S1B).</li>
	<li>יוצקים שכבה דקה של סיליקון לתוך צורת התבנית כי הוא מספיק כדי לכסות לחלוטין את התחתית. מהדקים כדי לשטח את פני השטח, וממתינים 24 שעות עד שהסיליקון שוקע (איור משלים S1C).</li>
	<li>יוצקים שכבה שנייה של סיליקון, כפי שתואר לעיל, עמוקה מספיק כדי לכסות את טביעת ליבת החור המרכזית על התבנית (ניתן לראות בחלק העליון של הדוגמה באיור משלים S1D). הכניסו את הדוגמה לסיליקון הנוזלי כאשר הדפס ליבת החור המרכזי פונה כלפי מטה. ודאו שלא נלכדו בועות ושהדפוסים מופרדים היטב ואינם נוגעים (איור משלים S1E).</li>
	<li>הדקו את הדוגמאות באמצעות חפץ כבד ו/או סרט הדבקה כדי למנוע מהן לצוף החוצה מהסיליקון בזמן שהוא שוקע. המתינו 24 שעות עד שהשכבה שזה עתה נמזגה תשקע (איור משלים S1F).</li>
	<li>יוצקים שכבות סיליקון נוספות עד שהרמה סומקת עם החלק העליון של התבנית. המתן 24 שעות כדי לרפא (איור משלים S1G).</li>
	<li>יש לפרק את קוביות הפלסטיק הצמודות זו לזו כדי לשחרר את התבנית. הסירו את הדפוסים (איור משלים S1H). בדקו את התבנית לאיתור קרעים או עיוותים (איור משלים S1I).</li>
</ol>4. יציקת טבעות הפלסטיזול
<ol><li>מצפים את פנים התבנית, את כל רכיבי הליבה, ואת טבעות ה-O בשמן בישול (איור משלים S2A, B). הניחו טבעת O סביב החריץ במרכז ליבת העמוד המרכזית, ומקמו את הליבה בחור המרכזי של תבנית טבעת הפלסטיזול (איור משלים S2C).</li>
	<li>הכנס את ליבת תעלת המסירה לחור בצד תבנית טבעת הפלסטיזול. כוונו את הקצה בצורת V בקצה ליבת ערוץ המסירה כך שיישר עם טבעת ה-O בליבת הפוסט המרכזית (איור משלים S2D,E).</li>
	<li>חממו פלסטיזול במיקרוגל להתפרצויות קצרות של 10 שניות (איור משלים S2F, G). יש לערבב פלסטיזול בעדינות כדי למנוע בועות (איור משלים S2H). חזרו על החימום והערבוב עד שהתמיסה תגיע לטמפרטורה שבין 160°C ל-170°C (איור משלים S2I). זהירות: התחממות יתר של הפלסטיזול עלולה להוביל לשחרור אדים רעילים. בצע את ההליך באזור מאוורר היטב או מכסה אדים. אין לחמם את הפלסטיזול מעל 170°C.</li>
	<li>יוצקים את הפלסטיזול המותך לתוך תבנית טבעת הפלסטיזול ליד הקצה החיצוני של התבנית מבלי להכניס בועות (איור משלים S2J). המתינו שעה אחת עד שטבעות הפלסטיזול יתקררו (איור משלים S2K). מוציאים את הטבעות מהתבנית. ודא התאמה נאותה עם התקן ה- DPI לפני השימוש בבדיקות ניסיוניות (איור משלים S2L).</li>
</ol>5. חיבור מכשיר ה- DPI למפעל
<ol><li>מצא אתר חלק ובריא בתא המטען עבור הקובץ המצורף למכשיר. הימנע מכל בליטות או קשרים, שכן אלה יכולים לתרום לדליפת המכשיר.</li>
	<li>השתמשו במקדח בקוטר 2 מ"מ כדי לקדוח חור אופקית דרך מרכז הגבעול בזווית של 90° עם משטח תא המטען (איור משלים S3A). העבירו את המקדחה דרך החור מספר פעמים כדי לנקות ולהחליק אותה וליצור חור ללא הפרעה (איור משלים S3B).</li>
	<li>צרו פרוסה אנכית בטבעת הפלסטיזול בצד הנגדי של תעלת ההולכה המורכבת (איור משלים S3C). התאימו את הטבעת סביב הצמח, ורפדו את תעלת המסירה עם החור שנקדח קודם לכן (איור משלים S3D). הערה: הטבעת חייבת להתאים היטב סביב תא המטען כדי למנוע דליפות; ניתן להשתמש במכלולי ליבה בקטרים שונים להכנת טבעות פלסטיזול לגבעולי צמחים בגדלים שונים.</li>
	<li>הוסף את התקן ה- DPI לטבעת הפלסטיזול, וודא שהם מתאימים היטב זה לזה. יישר את זרבובית התקן ה- DPI עם תעלת המסירה של טבעת הפלסטיזול והחור שנקדח (איור משלים S3E). הערה: שימוש במקדחה כדי ליישר את החור ואת זרבובית התקן ה- DPI יכול להיות מועיל.</li>
	<li>עטפו היטב בסרט סיליקון כדי להחזיק את המכשיר במקומו (איור משלים S3F). בדוק את המכשיר המורכב והמחובר במלואו כדי להבטיח יישור והתמצאות נאותים על הצמח.</li>
</ol>6. החלת דריבית ריבית באמצעות מכשיר DPI
<ol><li>השתמש מזרק או פיפטה כדי למלא את מכשיר ה- DPI בתמיסה מעניינת (איור משלים S3G). השתמשו במזרק כדי לחדור את סרט הסיליקון ואת טבעת הפלסטיזול בצד הנגדי של מכשיר ה-DPI כדי למשוך אוויר מהתעלה הפנימית ולמנוע החדרת בועות אוויר לכלי הדם של הצמח (איור משלים S3H). החלף את כל התרכובת שחולצה בחזרה להתקן DPI.</li>
	<li>מוסיפים עוד טלאי קטן של סרט סיליקון מעל החור שנוצר על ידי המזרק כדי לחזק את האזור ולמנוע קרעים. בדוק את המנגנון לאיתור נזילות גלויות בנקודת החיבור, ובדוק את מאגר המכשיר לרמת נוזל יציבה. הערה: ניתן להשתמש במים בתחילה כדי לבדוק דליפות כדי למנוע בזבוז של תמיסת בדיקה.</li>
	<li>כסו את הקצה הפתוח של מכשיר ה- DPI בסרט איטום שעווה, ומשכו מטה כדי ליצור אטם ולהפחית את אידוי התרכובת הניסיונית. תקעו חור בודד בסרט השעווה עם קצה מזרק כדי למנוע התפתחות ואקום, ולאחר מכן מלאו מחדש את המכשיר (איור משלים S3I).</li>
	<li>בדקו את המכשיר מדי יום כדי לוודא יישור נכון של הרכיבים (איור משלים S3J), ומלאו את הנוזל באמצעות מזרק כדי למנוע מהמאגר להתייבש. חזור על תהליך זה עד להצגת הכמות הרצויה של פתרון ניסיוני. הערה: ניתן להציג בהצלחה תרכובות ממכשיר נתון למשך עד חודש אחד. יש לבדוק אמפירית משכי קליטה של פתרונות החורגים ממסגרת זמן זו לפני התקנת הניסוי.</li>
</ol>7. שימוש ב- CFDA לצפייה בתנועת כלי הדם עם צמחי הדר
<ol><li>חבר את התקן ה- DPI לצמחי ציטרון (Citrus medica L.) בגובה 25 ס"מ, החל טיפול יחיד של 2.0 מ"ל של 20% DMSO בבקרת H2O או CFDA על מכשיר ה- DPI, ואפשר לו להיקלט למשך 24 שעות. כדי לעקוב אחר פרוטוקול זה, הכן את פתרון CFDA הפועל על ידי הוספת 1.6 מ"ל של H 2 O עד 400 מיקרוליטר של תמיסת מלאי CFDA (פתרון המניות מכיל 10 mM CFDA מומס ב 100% dimethyl sulfoxide [DMSO]) כדי ליצור ריכוז CFDA סופי של2mM ו 20% DMSO.</li>
	<li>צור חתכים של רקמות שונות של הצמח, והשתמש בסטריאוסקופ או במיקרוסקופ מורכב עם מסנן פלואורסצנטי הכולל את אורך הגל של 498 ננומטר כדי לדמיין את CFDA ברקמות הצמח. השווה את התמונות לפקדי DMSO של 20% בפקדי H2O כדי להסביר אוטופלואורסצנטיות ברקמה.</li>
</ol>8. מדידת שינויים בטיטר CLas בדגימות עלים לאחר טיפול בסטרפטומיצין
<ol><li>באמצעות צמחי CLas נגועים בחממה בגובה 0.75 מ' (Citrus sinensis (L .) Osbeck "Valencia"), אוספים מכל צמח את הפטוטרת והצלע האמצעית של שני עלים סימפטומטיים מסוג HLB, קוצצים אותם למקטעים קטנים, מאגדים כל סוג רקמה ומאחסנים אותם בנפרד בצינורות דגימה עמידים בפני פגיעות של 2 מ"ל המכילים כדור פלדה בקוטר 6.35 מ"מ.</li>
	<li>טחנו את הדגימה באמצעות הומוגנייזר שתוכנת לשני מחזורים של 15 שניות במהירות של 3.4 מטר לשנייה. חלץ את חומצת הגרעין הכוללת כמתואר קודם19.</li>
	<li>בצע qPCR על דגימות עלים נגועים ב-CLas באמצעות תערובת qPCR המוגדרת בטבלה 1 ותנאי התגובה שהוגדרו בטבלה 2. השתמש בצמחים המציגים זיהומי CLas חזקים (זיהום חזק מוגדר בדרך כלל כערכי Ct מבוססי qPCR < 30 עבור ערכת הפריימר CLas 16S LasLong (LL) לניתוח נוסף. הערה: הטיטר החיידקי מוערך באמצעות CLas 16S Las Long (LL) ופריימרים DNA של דהידרין הדרים כדי להעריך את המקבילות הגנומיות היחסיות, כפי שתואר קודם לכן20.</li>
	<li>הלבישו את צמחי ההדר העומדים בטיטר הזיהום המינימלי שתואר לעיל במכשירי DPI, והעבירו אותם לטיפול חד פעמי של 2.0 מ"ל בתמיסת H2O או בתמיסת סטרפטומיצין בריכוז הרצוי. כדי לעקוב אחר מחקר זה, השתמש בטיפול יחיד של 2.0 מ"ל של 9.5 מ"ג / מ"ל (19 מ"ג בסך הכל) סטרפטומיצין מומס ב H2O.</li>
	<li>יש לאסוף דגימות עלים לאחר 7 ימים, 14 ימים ו-28 ימים לאחר הטיפול. בדוק את העלים שנדגמו עבור טיטר CLas באמצעות אותו פרוטוקול שתואר לעיל.</li>
	<li>לאחר 60 יום לאחר הטיפול, להשיג תמונות של הצמחים שטופלו עם H2O או סטרפטומיצין. השתמש בתצפיות חזותיות של זיהום CLas כדי לדרג את חומרת הזיהום. חפשו <50% מהעלים המראים כלורוזיס בין-ורידי ופקק ורידים יחד עם צמיחת סומק עלים כסימנים לזיהום קל ויותר מ-50% מהעלים עם כלורוזיס בין-ורידי פקק ורידים, כמו גם בקיעת עלים ועיכוב בצמיחת הצמח כסימנים לזיהומים חמורים יותר.</li>
</ol>9. מדידת התמותה של D. citri לאחר טיפול באימידקלופריד
<ol><li>גזום צמחי ציטרון (Citrus medica L.) בגובה 0.5 מ' לגובה של 12 ס"מ כדי לעודד צמיחה של סומק חדש. הערה: מהירות צמיחת הסומק יכולה להיות תלויה בבריאות הצמח ובזמן השנה; לכן, קחו זאת בחשבון במהלך תכנון ניסיוני.</li>
	<li>לאחר >6 סומק, 1-2 ס"מ אורך, התפתחו, להכניס את הצמחים לתוך כלובים המכילים D. citri בוגר. השאירו את הצמחים בכלובים למשך 24 שעות כדי לאפשר שקיעת ביצים.</li>
	<li>בצע ספירת ביצים מייצגת על שלושה יורה סומק 1-2 ימים לאחר ההטלה, ולאחר מכן להחיל את מכשירי DPI. מלא מכשירים אלה עם 2.0 מ"ל של בקרת מים או את הריכוז הרצוי של imidacloprid (21.8% חומר פעיל). כדי לעקוב אחר פרוטוקול זה, השתמש ב- 528 μL/L, 52.8 μL/L ו- 5.28 μL/L של imidacloprid. הערה: ספירת ביצים היא אמצעי הרסני, ולכן הספירות בשלב זה משמשות להערכת מספר הביצים על סומק שלא נספר של אותו צמח ועוזרות לספק קו בסיס לספירות הבאות של הופעת הנימפה שנערכות בסוף הניסוי.</li>
	<li>אספו את שיעור הופעת D. citri על לפחות שלושה משוט ההדחה הנותר. רכשו צילומי צמחים מייצגים 7 ימים לאחר הכנסת התרכובת.</li>
</ol>

העברת מולקולות בצמחים באמצעות מכשיר עירוי ישיר

<ol><li>Hu, J., Wang, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+the+spatiotemporal+dynamics+of+oxytetracycline+and+its+control+effect+against+citrus+huanglongbing+via+trunk+injection%5BTitle%5D)+AND+%22Phytopathology%22%5BJournal%5D)">Evaluation of the spatiotemporal dynamics of oxytetracycline and its control effect against citrus huanglongbing via trunk injection.</a> Phytopathology. 106 (12), 1495-1503 (2016).</li>
<li>Bendix, C., Lewis, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+enemy+within%3A+Phloem-limited+pathogens%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Plant+Pathology%22%5BJournal%5D)">The enemy within: Phloem-limited pathogens.</a> Molecular Plant Pathology. 19 (1), 238-254 (2018).</li>
<li>Keshavareddy, G., Kumar, A. R. V., Ramu, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+of+plant+transformation-+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Current+Microbiology+and+Applied+Sciences%22%5BJournal%5D)">Methods of plant transformation- A review.</a> International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 7 (7), 2656-2668 (2018).</li>
<li>Qaim, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+new+plant+breeding+technologies+for+food+security+and+sustainable+agricultural+development%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Economics+Perspectives+and+Policy%22%5BJournal%5D)">Role of new plant breeding technologies for food security and sustainable agricultural development.</a> Applied Economics Perspectives and Policy. 42 (2), 129-150 (2020).</li>
<li>Siegrist, M., Hartmann, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Consumer+acceptance+of+novel+food+technologies%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Food%22%5BJournal%5D)">Consumer acceptance of novel food technologies.</a> Nature Food. 1 (6), 343-350 (2020).</li>
<li>Larson, D. W., Doubt, J., Matthes-Sears, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radially+sectored+hydraulic+pathways+in+the+xylem+of+Thuja+occidentalis+as+revealed+by+the+use+of+dyes%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Plant+Sciences%22%5BJournal%5D)">Radially sectored hydraulic pathways in the xylem of Thuja occidentalis as revealed by the use of dyes.</a> International Journal of Plant Sciences. 155 (5), 569-582 (1994).</li>
<li>Mehdi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Symplasmic+phloem+unloading+and+radial+post-phloem+transport+via+vascular+rays+in+tuberous+roots+of+Manihot+esculenta%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Botany%22%5BJournal%5D)">Symplasmic phloem unloading and radial post-phloem transport via vascular rays in tuberous roots of Manihot esculenta.</a> Journal of Experimental Botany. 70 (20), 5559-5573 (2019).</li>
<li>Miller, G. S., Parente, R. M., Santra, S., Gesquiere, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+of+fluorescent+antibiotic+conjugate+in+planta+utilizing+fluorescence+lifetime+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Planta%22%5BJournal%5D)">Tracking of fluorescent antibiotic conjugate in planta utilizing fluorescence lifetime imaging.</a> Planta. 253 (2), (2021).</li>
<li>Treydte, K., Lehmann, M. M., Wyczesany, T., Pfautsch, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radial+and+axial+water+movement+in+adult+trees+recorded+by+stable+isotope+tracing%5BTitle%5D)+AND+%22Tree+Physiology%22%5BJournal%5D)">Radial and axial water movement in adult trees recorded by stable isotope tracing.</a> Tree Physiology. 41 (12), 2248-2261 (2021).</li>
<li>Nie, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liping+Hu%2C+Haiyan+Zhang%2C+Jixiang+Zhang%2C+Zhenxian+Zhang%2C+Lingyun+Zhang%2C+The+predominance+of+the+apoplasmic+phloem-unloading+pathway+is+interrupted+by+a+symplasmic+pathway+during+Chinese+jujube+fruit+development%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+and+Cell+Physiology%22%5BJournal%5D)">Liping Hu, Haiyan Zhang, Jixiang Zhang, Zhenxian Zhang, Lingyun Zhang, The predominance of the apoplasmic phloem-unloading pathway is interrupted by a symplasmic pathway during Chinese jujube fruit development.</a> Plant and Cell Physiology. 51 (6), 1007-1018 (2010).</li>
<li>Jiang, M., Deng, Z., White, R. G., Jin, T., Liang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shootward+movement+of+CFDA+tracer+loaded+in+the+bottom+sink+tissues+of+Arabidopsis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Shootward movement of CFDA tracer loaded in the bottom sink tissues of Arabidopsis.</a> Journal of Visualized Experiments. (147), e59606(2019).</li>
<li>Liu, H., Si, C., Shi, C., Wang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zhe+Sun%2C+Yanxi+Shi%2C+from+apoplasmic+to+symplasmic+phloem+unloading+during+storage+roots+formation+and+bulking+of+sweet+potato%5BTitle%5D)+AND+%22Crop+Science%22%5BJournal%5D)">Zhe Sun, Yanxi Shi, from apoplasmic to symplasmic phloem unloading during storage roots formation and bulking of sweet potato.</a> Crop Science. 59 (2), 675-683 (2019).</li>
<li>Erdos, T., Ullmann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+streptomycin+on+the+incorporation+of+amino-acids+labeled+with+carbon-14+into+ribonucleic+acid+and+protein+in+a+cell-free+system+of+a+Mycobacterium%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Effect of streptomycin on the incorporation of amino-acids labeled with carbon-14 into ribonucleic acid and protein in a cell-free system of a Mycobacterium.</a> Nature. 183 (4661), 618-619 (1959).</li>
<li>Bové, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Huanglongbing%3A+A+destructive%2C+newly-emerging%2C+century-old+disease+of+citrus%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Plant+Pathology%22%5BJournal%5D)">Huanglongbing: A destructive, newly-emerging, century-old disease of citrus.</a> Journal of Plant Pathology. 88 (1), 7-37 (2006).</li>
<li>Motaung, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chloronicotinyl+insecticide+imidacloprid%3A+Agricultural+relevance%2C+pitfalls+and+emerging+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22Crop+Protection%22%5BJournal%5D)">Chloronicotinyl insecticide imidacloprid: Agricultural relevance, pitfalls and emerging opportunities.</a> Crop Protection. 131, 105097(2020).</li>
<li>Berger, C., Laurent, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trunk+injection+of+plant+protection+products+to+protect+trees+from+pests+and+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Crop+Protection%22%5BJournal%5D)">Trunk injection of plant protection products to protect trees from pests and diseases.</a> Crop Protection. 124, 104831(2019).</li>
<li>Archer, L., Crane, J. H., Albrecht, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trunk+injection+as+a+tool+to+deliver+plant+protection+materials-An+overview+of+basic+principles+and+practical+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Horticulturae%22%5BJournal%5D)">Trunk injection as a tool to deliver plant protection materials-An overview of basic principles and practical considerations.</a> Horticulturae. 6 (6), 552(2022).</li>
<li>Wise, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trunk+injection%3A+A+discriminating+delivering+system+for+horticulture+crop+IPM%5BTitle%5D)+AND+%22Entomology%2C+Ornithology+%26+Herpetology%3A+Current+Research%22%5BJournal%5D)">Trunk injection: A discriminating delivering system for horticulture crop IPM.</a> Entomology, Ornithology & Herpetology: Current Research. 03 (2), (2014).</li>
<li>Ammar, E. D., George, J., Sturgeon, K., Stelinski, L. L., Shatters, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Asian+citrus+psyllid+adults+inoculate+Huanglongbing+bacterium+more+efficiently+than+nymphs+when+this+bacterium+is+acquired+by+early+instar+nymphs%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Asian citrus psyllid adults inoculate Huanglongbing bacterium more efficiently than nymphs when this bacterium is acquired by early instar nymphs.</a> Scientific Reports. 10 (1), 18244(2020).</li>
<li>Stover, E., Mccollum, G., Ramos, J., Shatters, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth%2C+health+and+Liberibacter+asiaticus+titer+in+diverse+citrus+scions+on+mandarin+versus+trifoliate+hybrid+rootstocks+in+a+field+planting+with+severe+Huanglongbing%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Florida+State+Horticultural+Society%22%5BJournal%5D)">Growth, health and Liberibacter asiaticus titer in diverse citrus scions on mandarin versus trifoliate hybrid rootstocks in a field planting with severe Huanglongbing.</a> Proceedings of the Florida State Horticultural Society. 127, 53-59 (2014).</li>
<li>Akaike, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+look+at+the+statistical+model+identification%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Automatic+Control%22%5BJournal%5D)">A new look at the statistical model identification.</a> IEEE Transactions on Automatic Control. 19 (6), 716-723 (1974).</li>
<li>Dalakouras, A., Jarausch, W., Buchholz, G., Bassler, A., Braun, M., Manthey, T., Krczal, G., Wassenegger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delivery+of+hairpin+RNAs+and+small+RNAs+into+woods+and+herbaceous+plants+by+trunk+injection+and+petiole+absorption%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Plant+Science%22%5BJournal%5D)">Delivery of hairpin RNAs and small RNAs into woods and herbaceous plants by trunk injection and petiole absorption.</a> Frontiers in Plant Science. 9, 1253(2018).</li>
<li>Ammar, E. D., Walter, A. J., Hall, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+excised-leaf+assay+method+to+test+inoculativity+of+Asian+citrus+psyllid+%28Hemiptera%3A+Psyllidae%29+with+Candidatus+Liberibacter+asiaticus+associated+with+citrus+Huanglongbing+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Economic+Entomology%22%5BJournal%5D)">New excised-leaf assay method to test inoculativity of Asian citrus psyllid (Hemiptera: Psyllidae) with Candidatus Liberibacter asiaticus associated with citrus Huanglongbing disease.</a> Journal of Economic Entomology. 106 (1), 25-35 (2013).</li>
</ol>

למחברים אין ניגודי עניינים. השימוש בשמות מסחריים, חברות או תאגידים בפרסום זה הוא לידיעת הקורא ולנוחיותו. שימוש כזה אינו מהווה אישור רשמי או אישור של משרד החקלאות של ארצות הברית או של שירות המחקר החקלאי של כל מוצר או שירות, למעט אחרים שעשויים להתאים. משרד החקלאות של ארה"ב (USDA) אוסר על אפליה בכל התוכניות והפעילויות שלו על בסיס גזע, צבע, מוצא לאומי, גיל, מוגבלות, והיכן שרלוונטי, מין, מצב משפחתי, מצב משפחתי, מצב הורי, דת, נטייה מינית, מידע גנטי, אמונות פוליטיות, נקמה, או משום שהכנסתו של אדם, כולה או חלקה, נובעת מכל תוכנית סיוע ציבורית. לא כל הבסיסים האסורים חלים על כל התוכניות. אנשים עם מוגבלויות הזקוקים לאמצעים חלופיים להעברת מידע על התוכנית (ברייל, אותיות גדולות, קלטת שמע וכו') מתבקשים לפנות למרכז TARGET של משרד החקלאות האמריקאי בטלפון (202) 720-2600 (קול ו-TDD). כדי להגיש תלונה על אפליה, כתוב למשרד החקלאות האמריקאי, מנהל המשרד לזכויות האזרח, 1400 Independence Avenue, S.W., Washington, D.C. 20250-9410, או התקשר (800) 795-3272 (קול) או (202) 720-6382 (TDD). משרד החקלאות האמריקאי הוא ספק הזדמנות שווה ומעסיק.

כדי שהתקן ה- DPI ייחשב לשיטה בת קיימא להעברת תרכובות אקסוגניות לצמחים, עליו לתרום לספיגת תרכובת חזקה ועקבית למגוון סוגי רקמות. הניסוי באמצעות CFDA הראה בבירור הן את תנועת התרכובת האקרופטלית והן את תנועת התרכובת הבזיפטלית, כמו גם במערכת כלי הדם ובתאי מזופיל של העלה. בנוסף, וככל הנראה מכיוון שהחור המשועמם המשמש במכשיר DPI זה מספק כמות גדולה של שטח פנים לספיגת תרכובות, CFDA היה נוכח בכמויות שוות יחסית בכל חלקי הגבעול, ולא רק בתת-קבוצה קטנה של כלי הדם הסמוכים למכשיר, כפי שנראה במחקרי ספיגת צבע קודמים בצמחים באמצעות הזרקת גזע6. בנוסף, נבדקה אספקת חלבון פלואורסצנטי ירוק וצבע פרחוני באמצעות מכשיר DPI, ונצפתה התפלגות של תרכובות אלה בדומה ל- CFDA (הנתונים אינם מוצגים). נתונים אלה מצביעים על כך שניתן להשתמש במכשיר כדי לספק באופן שיטתי מגוון תרכובות המשתנות בגודל ובמבנה המולקולרי. עם זאת, ראוי לציין כי היו הבדלים בספיגת התרכובת בהתבסס על שלב התפתחות העלים, כאשר עלים מתפתחים צעירים יותר תופסים יותר תרכובת מאשר עלים מבוססים מבוגרים יותר. זה יכול להיות בגלל השינויים בתכונות כלי הדם הקיימים ברקמת הכיור לעומת רקמת המקור ויש להתאים אותם לניסוי נתון. 
מכשיר ה- DPI הראה ספיגה מספקת של תרכובת להדמיה של CFDA, GFP וצבע פרחים, והוא גם לקח מספיק כדי להראות את ההשפעות האנטיבקטריאליות וקוטלי החרקים של סטרפטומיצין ואימידקלופריד, בהתאמה. שתי תרכובות אלה הביאו לשינויים בכדאיות אורגניזם המטרה שבוע לאחר טיפול יחיד של 2.0 מ"ל. נתונים אלה מצביעים על כך שמכשיר ה- DPI יכול לשמש בבדיקות צמחים שלמים כדי לבדוק את הכדאיות של מגוון רחב של תרכובות להדברת מזיקים מיקרוביאליים וחרקים. יתר על כן, בשל המגע הישיר שלו עם מערכת כלי הדם, מכשיר זה עשוי אפילו לספק הזדמנות לבדוק תרכובות שאינן נלקחות ביעילות על ידי השורשים או תאי האפידרמיס. עניין מיוחד יהיה RNA interference (RNAi), שכן זה יכול לשמש כדי לווסת את ביטוי הגן בתוך הצמח המארח, פתוגן, או וקטור פתוגן. מחקרים קודמים שהכניסו רנ"א סיכות שיער דרך חור קדוח בגזע של צמחי תפוח וענבים הראו כי מולקולות הרנ"א היו מוגבלות לרקמת הקסילם, מה שמרמז על כך שמולקולות אלה עשויות להיות יעילות רק נגד אורגניזמים הניזונים מלשד לעיסה וקסילם22. בהתחשב בכך שמכשיר ה- DPI משתמש במערכת העברת חורים קדוחים דומה, סביר להניח כי RNA סיכת שיער המועבר עם מכשיר זה עשוי להיות מוגבל גם לרקמת הקסילם. עם זאת, הירידה שנצפתה בטיטר של CLas מוגבל פלואם לאחר טיפול סטרפטומיצין ממכשיר DPI מצביע מאוד על כך שאנטיביוטיקה זו הייתה נוכחת בפלואם. לכן, סביר להניח שפיזור כלי הדם של התרכובות המועברות באמצעות מכשיר ה- DPI תלוי בגודל ובכימיה שלהן, ויש להעריך כל מולקולה על בסיס אישי.
למרות שישנם מספר התקני DPI זמינים מסחרית הזמינים בשוק, המכשיר המתואר כאן יכול להיות מיוצר בבית וניתן לשינוי. בדרך זו, שיפורים ושינויים בגודל עשויים להתבצע על בסיס מיני הצמחים ועיצוב הניסוי בשימוש, והוא אינו מסתמך על מוצרים מסחריים. בנוסף, המכשיר מחובר באופן חצי קבוע לצמח, כלומר ניתן לבצע טיפולים מרובים בתרכובת נתונה במקביל ללא צורך לפצוע מחדש את הצמח בהזרקות מורכבות מרובות. בהערת אזהרה, המכשיר עלול לדלוף אם אינו מותקן כראוי. כתוצאה מכך, התרכובת אובדת לסביבה במקום להיות מועברת לצמח. לכן, יש להקפיד לבדוק את המכשיר לאיתור סימני דליפה במהלך ההתקנה ובימים הראשונים שלאחריה. למרות שקידוח חור בעץ עלול להזיק, שיטה זו נבחרה כדי להבטיח ספיגה חזקה ועקבית של התרכובת. בנוסף, לא נצפו השפעות שליליות על בריאות הצמח מחיבור מכשיר ה- DPI בניסויים אלה. עם זאת, צמחים נוספים צריכים להיכלל בתכנון הניסוי כדי להחליף את אלה שעלולים לאבד מרץ במהלך ניסוי נתון. לבסוף, מאחר שמכשיר זה משתמש בזרימה פסיבית כדי להציג תרכובות, קשה לחזות את קצב הספיגה של מיני צמחים שונים או שלבי התפתחות של אותו מין. זה עלול לסבך ניסויים אם מהירות ספיגת התרכובת היא גורם מגביל. לקבלת התוצאות הטובות ביותר, ניסויים צריכים להיות מתוכננים כך מספיק זמן מסופק עבור הצמח לספוג באופן מלא את 2.5 מ"ל של תרכובת, אשר יכול להימשך עד 1 שבוע. לסיכום, מכשיר DPI זה הוא כלי יעיל להערכה מהירה של פעילות בצמח של תרכובות אנטי-מיקרוביאליות או קוטלי חרקים כנגד CLas והווקטור שלו, D. citri, ובכך מספק מידע רב יותר על היעילות המערכתית וההשפעה על ביצועי הצמח מאשר בדיקת העלה המנותק23 שהוצגה קודם לכן. אין ספק, מגוון היישומים עבור מערכת זו מגיע הרבה מעבר לשימושים הספציפיים המתוארים במחקר זה.

ניהול צמחים בסביבה מסחרית ונוף דורש לעתים קרובות שימוש בתרכובות כימיות כדי לייעל את צמיחת הצמח ובריאותו. האופן שבו מולקולות אלה מועברות תלוי בסוג המולקולה, בתפקוד המולקולה, בסוג הצמח ובמערכת הניהול הקיימת. יישומים פוליאריים ויישומי קרקע הם אסטרטגיות המסירה הקלות ביותר, אך מגבלות בספיגה של מולקולות מסוימות מחייבות העברה ישירה. דוגמה למולקולות אלה היא מולקולות טיפוליות המתפקדות בצורה הטובה ביותר כאשר הן נעות באופן מערכתי בתוך הצמח, אך אינן יכולות להיות מועברות ביעילות על ידי יישומים אקטואליים פשוטים1. זה המקרה עם Huanglongbing (HLB), המכונה גם מחלת הדר ירוק. HLB היא מחלה הקשורה לחיידק מוגבל פלואם, Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas), שלא ניתן לגדל בתרבית מחוץ לצמח, או לווקטור החרק שלו, Diaphorina citri Kuwayama (D. citri)2.
אם המולקולות הטיפוליות המשוערות הן תוצרים גנטיים, ניתן לבדוק אותן על ידי יצירת צמחים טרנסגניים המבטאים תרכובות אלה. עם זאת, ייצור צמחים טרנסגניים יכול להיות עתיר זמן ומשאבים, תלוי מאוד בגנוטיפ, וניתן לעכב אותו על ידי השתקת גנים3. בנוסף, גם אם טרנסגניות אלה מראות תוצאות מבטיחות, אילוצי רגולציה ותפיסה ציבורית מפחיתים את הסיכוי לקבלתם המסחרית 4,5. היישום האקסוגני של תרכובות, לעומת זאת, מפשט את הבדיקה של מולקולות ביולוגיות וסינתטיות מכיוון שהוא אינו דורש ייצור של צמחים טרנסגניים יציבים או בעלי ביטוי חולף, מה שמקטין את הזמן והמשאבים לבדיקת השפעות המולקולה. שיטה לאספקה מערכתית יעילה ויעילה של תרכובות אקסוגניות יכולה לשמש למגוון רחב של מטרות מחקר וסינון.
אחד היישומים הללו הוא ניתוח של תנועת מולקולות מערכתיות בתוך מערכת כלי הדם של הצמח, אשר יכול להיעשות באמצעות סמנים הניתנים למעקב, בין אם הם פלואורסצנטיים, גלויים, או איזוטופים כימיים ייחודיים 6,7,8,9. סמן פלואורסצנטי נפוץ אחד הוא 5,6-carboxyfluorescein-diacetate (CFDA), שהוא צבע חדיר לקרום שמתפרק על ידי אסטראזות תוך-תאיות ל-5,6-carboxyfluorescein (CF) ולאחר מכן הופך לפלואורסצנטי ואטום-קרום10. CFDA נמצא בשימוש נרחב כדי לפקח על הובלת פלואם, יחסי כיור ומקור, ודפוסי כלי דם ברקמת צמח11,12.
בנוסף לסמנים אלה, תרכובות מסוימות עשויות לשנות ישירות את הפיזיולוגיה של הצמח כדי להגדיל את התפוקה או להרוג את הצמח במקרה של קוטלי עשבים. גם קוטלי חרקים וגם תרכובות אנטי-מיקרוביאליות הם אמצעי להגדלת התפוקה של צמחים, במיוחד בנוכחות HLB. דוגמה למולקולה אנטי-מיקרוביאלית המשמשת לבקרת CLas היא סטרפטומיצין. סטרפטומיצין היא אנטיביוטיקה אמינוגליקוזידית שבודדה במקור מסטרפטומיצס גריסוס והוכחה כמעכבת צמיחת חיידקים באמצעות עיכוב של ביוסינתזה של חלבונים13. במונחים של קוטלי חרקים, היעד העיקרי למחקר HLB הוא D. citri, אשר מעביר CLas מעץ לעץ14. לשם כך משתמשים בדרך כלל בניאוניקוטינואידים, כגון אימידקלופריד, שכן הם תקן הזהב להדברת מזיקים15. כל השימושים המגוונים הללו הם היבטים חשובים של אסטרטגיות ניהול המפעל הנוכחיות, ופיתוח מוצרים חדשים תלוי בבדיקות סינון יעילות.
שיטה אחת המשמשת להחדרת תרכובות לצמחים עציים היא הזרקה ישירה לגזע. תוכננו מגוון מערכות המשתנות בצרכיהן באתרי הזרקה שנקדחו מראש, ומערכות אלה משתמשות בהזרקה מבוססת לחץ או בזרימה פסיבית16. למרות שמערכות מבוססות לחץ מאפשרות החדרה מהירה של תרכובת נתונה,יש לקחת בחשבון את הנזק הפיזי הפוטנציאלי שנגרם על ידי אילוץ נוזלים דרך כלי דם חסומים או תסחיפים. אף על פי שיישום העלווה או הספוג של תרכובות דורש פחות זמן ליישום, הזרקה ישירה של הצמח מפחיתה את בזבוז התרכובת הריבית עקב הפסדים לאוויר או לקרקע ויכולה גם להאריך את הזמן שבו תרכובות נמצאות במצב פעיל על ידי הפחתת החשיפה לסביבה החיצונית18. שני היבטים אלה חשובים לשימור ריאגנטים יקרים ולהבטחת עקביות בין משכפלים במסגרות מחקר.
מחקר זה מתאר את התכנון, הבנייה והשימוש במכשיר חדשני לעירוי צמחים ישיר (DPI), שניתן להשתמש בו כדי להעריך כיצד תרכובות עניין משפיעות על צמח מארח. מדפסת תלת ממד סטנדרטית שימשה לייצור המכשיר עצמו ומספר רכיבים הקשורים לבנייתו. שיטת בנייה פנימית זו מאפשרת לחוקרים לשנות את רכיבי המכשיר והמכשיר בהתבסס על צרכי הניסוי הספציפיים שלהם ומפחיתה את ההסתמכות על מכשירי הזרקת צמחים זמינים מסחרית. הגדרת המכשיר פשוטה ויעילה, וכל רכיבי העזר זמינים וזולים. למרות שהמערכת תוכננה לשימוש עם מגוון מיני צמחים, הדוגמאות המובאות כאן מתייחסות לעציצי הדרים. בנוסף, מחקר זה מדגים כי מכשיר זה מסוגל להעביר ביעילות סוגים רבים של תרכובות באופן מערכתי לצמחי הדר צעירים מבלי לגרום לקטלניות. התרכובות שנבדקו כללו CFDA, ששימש להערכת התפלגות התרכובות בצמח, וסטרפטומיצין ואימידקלופריד, ששימשו כדי לוודא שההשפעות האנטי-מיקרוביאליות וקוטלי החרקים של תרכובות אלה נצפו כאשר הועברו באמצעות DPI.

<table><tbody><tr><td>קוטר 0.5 ס"מ כדורי פלדה</td><td>מוצרים בליסטיים בע"מ</td><td></td><td></td>#SHT #T</tr><tr><td>10 מ"ל Luer-Lok מזרק</td><td>בקטון דיקינסון</td><td>382903029952</td><td></td></tr><tr><td>20 גרם 1 מזרק</td><td>מחט בקטון דיקינסון</td><td>305175</td><td></td></tr><tr><td>2 מ"ל צינורות כובע בורג</td><td>ארה"ב Scientific</td><td>1420-9710</td><td></td></tr><tr><td>3/32 אינץ' מקדח תחמוצת שחורה</td><td>סירס</td><td>964077</td><td></td></tr><tr><td>מדפסת תלת מימד</td><td>Markforged</td><td>F-PR-2027</td><td></td></tr><tr><td>תוכנת הדפסת תלת מימד</td><td>Markforged</td><td>F-SW-FDVX</td><td></td></tr><tr><td>תוכנת הדפסת תלת מימד</td><td>Markforged</td><td>S-FW-OEVX</td><td></td></tr><tr><td>5(6)-CFDA (5-(ו-6)-Carboxyfluorescein Diacetate)</td> <td>Invitrogen</td><td>C195</td><td></td></tr><tr><td>5/64 אינץ' מקדח תחמוצת שחורה</td><td>סירס</td><td>964502</td><td></td></tr><tr><td>96 באר qPCR מכונת</td><td>5815916001</td><td></td><td></td></tr><tr><td>צנטריפוגה</td><td>Eppendorf</td><td>22621408</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ פלואורסצנטי</td><td>אולימפוס</td><td>SP-BX43-BI</td><td></td></tr><tr><td>מסנן מיקרוסקופ פלואורסצנטי</td><td>כרומה</td><td>69401-ET</td><td></td></tr><tr><td>מבריק ספריי צבע</td><td>שקוף רוסטוליאום</td><td>249117</td><td></td></tr><tr><td>בסיס לגו אפור</td><td>לגו</td><td>11024</td><td></td></tr><tr><td>מקדחה אלחוטית כף יד</td><td>Makita</td><td>6349D</td><td></td></tr><tr><td>הומוגנייזר</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>15-340-163</td><td></td></tr><tr><td>Imidacloprid 2F</td><td>Quali-Pro</td><td>83080133</td><td></td></tr><tr><td>נוזלי פלסטיזול קשיות בינונית</td><td>פיוז'ן X פתיונות דיג</td><td>XSOL-505</td><td></td></tr><tr><td>סיליקון אדום 70 Shore A O-Ring</td><td>Grainger</td><td>משתנה לפי גודל</td><td></td></tr><tr><td>תרסיס בישול נון-סטיק</td><td>PAM</td><td>64144030217</td><td></td></tr><tr><td>NucleoSpin Plant II</td><td>Macherey-Nagel</td><td>740770.5</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Bemis</td><td>HS234526A</td><td></td></tr><tr><td>דבק מבוסס פולי וייל אצטט</td><td>Elmers</td><td>E301</td><td></td></tr><tr><td>qPCR Master Mix</td><td>Promega</td><td>A6001</td><td></td></tr><tr><td>qPCR פריימרים</td><td>משולבים DNA טכנולוגיות משתנה</td><td>לפי רצף</td><td></td>DNA</tr><tr><td>טרנסקריפטאז הפוך</td><td>Promega</td><td>A5003</td><td></td></tr><tr><td>סכין גילוח קצה יחיד</td><td>Garvey</td><td>40475</td><td></td></tr><tr><td>שקוף סיליקון RTV גומי</td><td>Aero Marine מוצרים AM</td><td>115T</td><td></td></tr><tr><td>סרט סיליקון שקוף</td><td>מקסוול</td><td>KE30S</td><td></td></tr><tr><td>אונקוצין קטום 112</td><td>Genscript</td><td>משתנה לפי רצף</td><td></td>פפטידים</tr><tr><td>לבן 1 x 6 חתיכת</td><td>לגו</td><td>300901</td><td></td></tr><tr><td>ניילון לבן</td><td>מזויף</td><td>F-MF-0003</td><td></td></tr></tbody></table>

מכשיר עירוי ישיר להעברת מולקולות בצמחים

Direct Infusion Device for Molecule Delivery in Plants

בדיקת תפקודן של תרכובות טיפוליות בצמחים היא מרכיב חשוב במחקר החקלאי. שיטות פוליאריות וספוגות קרקע הן שגרתיות אך יש להן חסרונות, כולל ספיגה משתנה ופירוק סביבתי של מולקולות שנבדקו. הזרקת גזע של עצים מבוססת היטב, אך רוב השיטות לכך דורשות ציוד יקר וקנייני. כדי לסנן טיפולים שונים עבור Huanglongbing, יש צורך בשיטה פשוטה וזולה להעברת תרכובות אלה לרקמת כלי הדם של עצי הדר קטנים שגדלו בחממה הנגועים בחיידק המוגבל בפלואם Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) או שורצים בווקטור החרק CLas הניזון מפלואם Diaphorina citri Kuwayama (D. citri).
כדי לעמוד בדרישות סינון אלה, תוכנן מכשיר עירוי צמחים ישיר (DPI) המתחבר לגזע המפעל. המכשיר מיוצר באמצעות מערכת הדפסה תלת ממדית מבוססת ניילון ורכיבי עזר הניתנים להשגה בקלות. יעילות ספיגת התרכובת של מכשיר זה נבדקה בצמחי הדר באמצעות סמן פלואורסצנטי 5,6-carboxyfluorescein-diacetate. פיזור אחיד של הסמן בכל הצמחים נצפה באופן שגרתי.
יתר על כן, מכשיר זה שימש כדי לספק מולקולות מיקרוביאליות וקוטלי חרקים כדי לקבוע את השפעתם על CLas ו - D. citri בהתאמה. הסטרפטומיצין האנטיביוטי של אמינוגליקוזיד הועבר לצמחי הדר נגועים ב-CLas באמצעות המכשיר, מה שהביא לירידה בטיטר CLas משבועיים ל-4 שבועות לאחר הטיפול. העברת קוטל החרקים הניאוניקוטינואיד אימידקלופריד לצמחי הדרים שורצי D. citri הביאה לעלייה משמעותית בתמותה של פסיליד לאחר 7 ימים. תוצאות אלה מצביעות על כך שהתקן DPI זה מייצג מערכת שימושית להעברת מולקולות לצמחים לצורך בדיקה ולהקל על מטרות מחקר וסינון.

כתב יד זה מתאר מכשיר עירוי צמחי ישיר חדשני לבדיקת יעילותן של מולקולות כנגד החיידק (Candidatus Liberibacter asiaticus) או וקטור החרקים שלו (Diaphorina citri, Kuwayama) הקשורים בשילוב למחלת ההדרים Huanglongbing.

Testing the function of therapeutic compounds in plants is an important component of agricultural research. Foliar and soil-drench methods are routine but ...

העברת מולקולה טיפולית למקום שבו הפתוגן שוכן בצמח יכולה להיות מאתגרת. טיפול בחיידק Candidatus Liberibacter asiaticus, או CLas, המוגבל לפלואם, מציב את אחד האתגרים הגדולים ביותר בהעברת מולקולות נגדו, במיוחד כאשר משתמשים בשיטות קונבנציונליות כגון יישומי ריסוס. קלות ההדפסה של מכשיר העירוי הישיר של הצמח ויישומו הפשוט הופכת אותו לנגיש לכל אחד.זה מאפשר סריקה נרחבת של מולקולות עבור ההשפעה הטיפולית הפוטנציאלית שלהם על עצים. יתרון נוסף הוא שפיזור מולקולות מנצל את התהליך הטבעי של טרנספירציה צמחית. המחקר שלנו שיפר את היעילות והדיוק של העברה מולקולרית בצמחים, אשר יכולים לשמש למגוון יישומי מחקר.על ידי סינון מאות מולקולות על צמחים קטנים, אנו יכולים לבטל את הצורך בעצים גדולים יותר, מה שמוביל להפחתת העלות וניצול החלל.

direct-infusion-device-for-molecule-delivery-in-plants

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

כפי חקירה המוח הופך מתוחכם יותר, חקירה של מבנים מוחיים המעגלים דורש שיפור רמות של דיוק רזולוציה גבוהה יותר. פיתחנו שיטה להכנת ואת ההשתלה של מערכת עירוי כרונית בתוך המוח ניצול microcannula בורוסיליקט בקוטר טיפ של 50 מיקרון.

הבינוי השרשה של מערכת Microinfusion לאספקה ​​מתמשכת של סוכני Neuroactive.

הסחר בין Macromolecular בתאי צמח ניתן להעריך על ידי transiently לבטא חלבון fluorescently-tagged עניין וניתוח ההפצה התוך ואת אינטר שלה על ידי מיקרוסקופיה confocal.

תא אל תא Macromolecular התחבורה Assay ב Planta ניצול ההפגזה Biolistic

צמחים מציעים מערכת חדשנית לייצור של חלבוני תרופות בהיקף מסחרי, כי הוא יותר ניתן להרחבה, יעיל וחסכונית ובטוחה יותר מפרדיגמות ביטוי הנוכחיות. במחקר זה, אנו מדווחים גישה פשוטה ונוחה, אך ניתן להרחבה להציג את היעד של גן...

Agroinfiltration היעילה של צמחים לביטוי חולף ברמה גבוהה של חלבונים רקומביננטי

עיוות מכאנית מהירה של תאים התפתחה שיטה למסירה תאית של מקרומולקולות וננו מבטיחה, ללא וקטור. פרוטוקול זה מספק שלבים מפורטים כיצד להשתמש במערכת עבור מגוון רחב של יישומים.

לוחץ תא כחזק, Microfluidic תאית פלטפורמה להצגה

ייצור חלוף חלבון בצמחי Nicotiana מבוססים על חדירת אבק עם Agrobacteria ביצוע וקטורי השקה (מבוסס נגיף פסיפס טבק) הוא גישה מהירה וכלכלית להפקת אנטיגנים חיסון וחלבונים טיפוליים. אנחנו פישטנו את ההליך ושיפור בהצטברות יעד על ידי אופטימיזציה של תנאי גידול חיידקים, בחירת מין מארח, ושיתוף מציג מדכאי RNA השתקה.

אופטימיזציה וניצול<em&gt; Agrobacterium</emייצור חלבון חלוף&gt; בתיווך ב<em&gt; Nicotiana</em

לשיטות הקיימות לשינוי צמחים יש ישימות מוגבלת. הטכנולוגיה החדשנית שמקורה בפפטיד המוצעת כאן מבטיחה הן פשטות והן יעילות בהחדרת חלבון או גנים אקסוגניים לתאים התוך-תאיים הרצויים של צמחים שלמים.

פפטיד הנגזרות שיטה לתחבורה גנים וחלבונים מעבר נייד מחסומי Organellar בצמחים

מאמר זה מדגים טכניקות הרומן שפותחו עבור משלוח אוראלי של זוגיות גדילי RNA (dsRNA) דרך הרקמות וסקולריים הצמחים עבור התערבות RNA (RNAi) מהצינורות האכלה חרקים.

שיטות משלוח כפול גדילי RNA אוראלי לזירוז התערבות RNA שיפה וחרקים Hemipteran צמח sap-האכלה

הביטוי heterologous ארעי של אנזימים biosynthetic הוחלף נגזר benthamiana טבק העלים להסיט אספקה אנדוגני של 2, 3-oxidosqualene לעבר הייצור של מוצרים בעלי ערך גבוה טריטרפן חדשים. בזאת הוא תיאר נוהל מפורט לייצור מיכשור וציוד בקנה מידה מהירה (5 ימים) של triterpenes, תחליפי ניצול פלטפורמה חזקה זו מבוססת על צמחים.

ארעי ביטוי טבק Benthamiana משאיר לייצור טריטרפן בקנה מידה מפוח

כאן, אנו מציגים פרוטוקול שלב אחר שלב לביצוע ניסוי סימון קרבה (PL) במלפפון (Cucumis sativus L.) באמצעות חלבון AT4G18020 (APRR2)-AirID כמודל. השיטה מתארת בניית וקטור, טרנספורמציה של מבנה באמצעות חדירת אגרו-אין, חדירת ביוטין, מיצוי חלבונים וטיהור חלבונים המסומנים בביוטין באמצעות טכניקת טיהור זיקה.

תיוג קרבה מבוסס AirID לאינטראקציה חלבון-חלבון בצמחים

במאמר זה אנו מתארים שיטות לייצור מיקרו-ייצור של ננו-סיבי פחמן מיושרים אנכית (VACNFs), העברת VACNFs למצעים גמישים, ויישום VACNFs על מצעים קשיחים וגמישים לצמחים לצורך העברת ביומולקולות וצבעים.

שימוש במערכי ננו-סיבי פחמן מיושרים אנכית על מצעים קשיחים או גמישים להעברת ביומולקולות וצבעים לצמחים

למדו כיצד להשתמש במכשיר עירוי ישיר להעברת מולקולות טיפוליות לצמחים נגד Candidatus Liberibacter asiaticus. השיטה משתמשת בהדפסה תלת-ממדית ותהליכי שכיחות טבעיים להגברת הדיוק והיעילות במחקר מחלות הדרים.

מכשיר עירוי ישיר להעברת מולקולות בצמחים

גלה סרטונים נוספים