Первая в мире технология доставки лекарств в растения с помощью микроигл

Исследователи из группы Disruptive & Sustainable Technologies for Agricultural Precision (DiSTAP) Сингапурско-Массачусетского альянса исследований и технологий (SMART) и их коллеги из Temasek Life Sciences Laboratory (TLL) и Массачусетского технологического института (MIT) разработали первую в мире технологию доставки агрохимикатов в растения с использованием микроигл.

Метод позволяет точно доставлять контролируемые количества веществ в определённые ткани растений для исследовательских целей. Применение в сельском хозяйстве может улучшить качество урожая и контроль заболеваний.

Проблема традиционных методов

Стандартные методы, такие как опрыскивание листьев (фолиарное распыление), неэффективны из-за потерь препаратов, их быстрого смыва дождём и деградации. Это приводит к загрязнению воды и почвы, потере биоразнообразия и проблемам для здоровья человека.

Решение: микроиглы на основе шёлка

Новая технология SMART использует микроиглы для доставки точно известного количества вещества (например, регулятора роста) непосредственно в глубокие ткани растения. Это:

  • Минимально инвазивно — не наносит долговременных повреждений.
  • Эффективно — обеспечивает более высокую эффективность по сравнению с традиционными методами.
  • Экологично — минимизирует потери и загрязнение окружающей среды.

Результаты исследования

Исследование, опубликованное в журнале Advanced Materials в январе 2023 года, показало:

  • Микроиглы успешно доставили гиббереллиновую кислоту (GA3) в модельное растение Arabidopsis (резуховидку Таля).
  • Доставка через микроиглы была эффективнее для стимуляции роста, чем фолиарное распыление.
  • Генетический анализ подтвердил эффективность и показал минимальную реакцию растения на ранение (образование рубцов и каллуса).
  • Метод применим к различным видам растений, включая овощи, злаки, сою и рис.

Перспективы

Технология открывает новые возможности для точного земледелия, изучения физиологии растений и управления заболеваниями. В будущем возможно создание автоматизированных систем для применения микроигл в высокотехнологичных фермах.