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CN111148827A - 促进植物生长的微生物、组合物和用途 - Google Patents

促进植物生长的微生物、组合物和用途 Download PDF

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CN111148827A
CN111148827A CN201880045367.1A CN201880045367A CN111148827A CN 111148827 A CN111148827 A CN 111148827A CN 201880045367 A CN201880045367 A CN 201880045367A CN 111148827 A CN111148827 A CN 111148827A
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China
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seed
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CN201880045367.1A
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M·N·阿斯拜
T·贾瓦希什维力
C·科斯特基
V·库宁
H·R·拉斐特
U·里德斯特罗姆
N·舍斯塔科瓦
L·K·伍德
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Taxon Biosciences Inc
Original Assignee
Taxon Biosciences Inc
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Abstract

本申请涉及促进植物生长的微生物(PGPM),包含这些PGPM的组合物,以及使用这些PGPM和/或组合物提高植物健康、植物生长和/或植物产量和/或预防、抑制或治疗植物病原体的发生或植物致病性疾病的发生的方法。本申请还提供了用本文描述的PGPM人工感染的非天然存在的植物品种及其种子、生殖组织、营养组织、再生组织、植物部分或后代。

Description

促进植物生长的微生物、组合物和用途
技术领域
本申请涉及可用于提高植物生长或产量和/或抑制植物病原体和植物致病性疾病的发生的微生物菌株、组合物和方法。
与相关申请的交叉引用
本申请要求2017年5月9日提交的美国临时申请号62/503,377、2017年5月9日提交的美国临时申请号62/503,448和2017年5月19日提交的美国临时申请号62/508,514的利益,所述临时申请的内容整体通过引用并入本文。
对作为文本文件通过EFS-WEB提交的序列表的引用
作为名为“7441WO_Seq_List.txt”并且大小为251769字节的文本文件于2018年4月23日生成的序列表,根据37 C.F.R.§1.52(e)(5)通过引用并入本文。
背景技术
促进植物生长的微生物(PGPM)例如促进植物生长的根瘤菌(PGPR),由于农业利益以获得世界范围的重视和认可。PGPM可以通过不同的直接和间接机制影响植物生长。这些可以在植物生长的相同或不同阶段同时或顺序发挥作用的机制的一些实例包括(1)增加矿物营养物溶解和固氮(使营养物更加可以被植物利用);(2)抑制土壤传播的病原体(例如通过产生氰化氢、铁载体、抗生素和/或为营养物而竞争);(3)提高植物对感染、洪涝、盐度和金属毒性的胁迫耐受性;和(4)产生植物激素例如吲哚-3-乙酸(IAA)。此外,某些PGPM产生酶1-氨基环丙烷-1-甲酸(ACC)脱氨酶,其水解植物中乙烯的直接前体1-氨基环丙烷-1-甲酸(ACC)。通过降低幼苗中的乙烯浓度并因此降低它的抑制作用,这些PGPM刺激幼苗的根长。一些示例性的PGPM类群可以在下述门中找到:蓝细菌门,放线菌门,拟杆菌门,厚壁菌门和变形菌门。正在进行相当大量的科学研究旨在了解PGPM,包括它们的适应性、对植物生理和生长的影响、诱导的系统抗性、植物病原体的生物防治、生物施肥、共同接种的生存力、与植物微生物的相互作用以及根定殖机制等方面。
由于它们的快速根际定殖和对植物生长和/或产量的刺激,目前对利用PGPM改善作物产量存在着相当大的兴趣。事实上,目前认为用PGPM接种栽培植物是一种有前途的农业方法。随着对环境的关注增加,例如,对地下水质量的关注以及食品中过量的肥料和除害剂的暴露,生物替代品是有前途的并且变得有必要。因此,开发与肥料和除害剂相容的生物处理方法和/或甚至减少这些化学化合物的使用量,可能是农业中的重大进展。
然而,缺乏高效的筛查和选择程序来获得具有植物健康/生长/产量促进能力的微生物菌株。还缺乏高效的选择方法来获得在促进植物健康、生长和/或产量方面协同相互作用的微生物菌株的组合(或微生物聚生体)。不幸的是,这种筛查和/或选择程序的缺乏减缓了植物-细菌共生的研究以及新的PGPM在农业中的部署。因此,对鉴定新的PGPM、PGPM合成聚生体和/或测试它们与现有可商购作物管理产品的相容性,存在着持续且紧迫的需求。
发明内容
本申请的实施方式通过提供可用于提高植物的健康、生长和/或产量的新的促进植物生长的微生物(PGPM)、分离物、培养物、组合物、合成聚生体和方法,致力于解决上述需求。本发明的实施方式的其他方面提供了包含两种或更多种可用于促进植物健康、生长和/或产量的PGPM的微生物聚生体的鉴定方法。还提供了使用本文公开的微生物菌株(PGPM)、分离物、培养物或组合物处理植物或植物种子的方法。还提供了预防、抑制或治疗植物病原体的发生或植物致病性疾病的发生的方法。本申请还提供了用至少一种本文公开的微生物菌株人工感染的非天然存在的植物品种。其他实施方式提供了所述非天然存在的植物品种的种子、生殖组织、营养组织、再生组织、植物部分或后代。其他实施方式还提供了用于制备农业组合物的方法。
其他实施方式提供了分离的微生物菌株(PGPM)、其分离的培养物、其生物纯培养物及其富集培养物。在某些实施方式中,所述微生物菌株包含含有选自SEQ ID No:1-461的核苷酸序列的16S rRNA基因。在某些实施方式中,所述微生物菌株包含含有选自SEQ IDNo:165-461的核苷酸序列的16S rRNA基因。在某些实施方式中,所述微生物菌株包含含有选自SEQ ID No:172-182的核苷酸序列的16S rRNA基因。在某些实施方式中,所述微生物菌株的16S rRNA基因包含与SEQ ID No:1-461中的任一者中示出的任一核苷酸序列表现出至少85%、至少90%、至少91%、至少92%、至少93%、至少94%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%、至少99.5%或至少99.9%的序列同一性的核苷酸序列。某些实施方式提供了包含任何上述DNA序列并如本文中所述提高植物的健康、生长和/或产量的微生物属。在某些实施方式中,所述微生物菌株是P0032_C7、P0048_B9、P0050_F5(也被称为S2199)、P0035_B2(也被称为S2145,NRRL保藏号B-67091)、P0020_B1、P0047_A1(也被称为S2284,NRRL保藏号B-67102)、P0033_E1(也被称为S2177)、P0032_A8(也被称为S2181,NRRL保藏号B-67099)、P0049_E7、P0042_A8(也被称为S2167)、P0042_D5(也被称为S2165)、P0042_B2(也被称为S2168,NRRL保藏号B-67096)、P0042_B12(也被称为S2189)、P0042_C2(也被称为S2173,NRRL保藏号B-67098)、P0042_D10(也被称为S2172,NRRL保藏号B-67097)、P0044_A3(也被称为S2476)、P0018_A11、P0044_A5、P0047_E2、P0047_C1、P0038_D2或S2166、P0042_E1、P0047_E8、P0018_A1、S2159_P0058_B9(NRRL保藏号B-67092)、S2161_P0054_E8(NRRL保藏号B-67094)、S2164_P0054_F4、P0057_A3(也被称为S2160,NRRL保藏号B-67093)、S2142_P0061_E11、S2163_P0019_A12(NRRL保藏号B-67095)、P0147_D10(也被称为S2291,NRRL保藏号B-67104)、P0147_G10(也被称为S2292,NRRL保藏号B-67105)、P0160_F7(也被称为S2351)、P0140_C10(也被称为S2300,NRRL保藏号B-67107)、S2387、P0157_G5(也被称为S2303,NRRL保藏号B-67108)、P0160_E1(也被称为S2374)、P0134_G7(也被称为S2280)、S2384(NRRL保藏号B-67112)、S2275(NRRL保藏号B-67101)、S2278、S2373(NRRL保藏号B-67109)、S2370、S2293(NRRL保藏号B-67106)、S2382(NRRL保藏号B-67111)、P0132_A12、P0132_C12、P0140_D9、P0173_H3(也被称为S2404)、S2385(NRRL保藏号B-67113)、S2197(NRRL保藏号67100)、S2285(NRRL保藏号B-67103)、S2477、S2376、S2420、S2424、S2445、S2333、S2329、S2327、S2330、S2423(NRRL保藏号B-67115)、S2435、S2158、S2437、S2332、S2521、S2228、S2473、P0156_G2、P0154_G3、S2487、S2488、S2421(NRRL保藏号B-67114)、P0105_C5、P0154_H3、P0156_G1、S1112(NRRL保藏号B-67090)、S2375(NRRL保藏号B-67110)和S2669(NRRL保藏号B-67117)、S2651、S2652、S2653、S2654、S2655、S2656、S2668、S2644(NRRL保藏号B-67116)、S2328、S2646、S2834(NRRL保藏号B-67441)、S2381(NRRL保藏号B-67442)、S2543(NRRL保藏号B-67443)、S2695(NRRL保藏号B-67444)、S2700(NRRLB保藏号67445)S2145-2(NRRL B-67331)、S2292-2(NRRL B-67332)、S2300-2(NRRL B-67333)、S2303-2(NRRL B-67334)、S2375-2(NRRL B-67335)、S2382-2(NRRL B-67336)、S2423-2(NRRL B-67337)、S2669-2(NRRL B-67338)或从这些菌株中的任一者衍生的菌株。所述保藏在关于国际承认用于专利程序目的的微生物保藏的布达佩斯条约(Budapest Treaty onthe International Recognition of the Deposit of Microorganisms for thePurposes of Patent Procedure)的规定下做出。
另一个实施方式提供了一种微生物组合物,其包含微生物菌株例如选自本文中所描述的微生物菌株或其培养物。在某些实施方式中,所述微生物组合物包含微生物菌株,其中所述菌株的16S rRNA基因包含选自SEQ ID No:1-461的序列。在某些实施方式中,所述微生物组合物包含微生物菌株或其培养物,其中所述菌株的16S rRNA基因包含选自SEQ IDNo:165-461的序列。在某些实施方式中,所述微生物组合物包含微生物菌株或其培养物,其中所述菌株的16S rRNA基因包含选自SEQ ID No:172-182的序列。上述微生物组合物中的任一者可以任选地还包含第二微生物菌株或其培养物,所述第二微生物菌株的16S rRNA基因序列包含选自SEQ ID No:1-461的序列。
在某些实施方式中,所述微生物组合物包含选自S2834(NRRL保藏号B-67441)、S2381(NRRL保藏号B-67442)、S2543(NRRL保藏号B-67443)、S2695(NRRL保藏号B-67444)、S2700(NRRLB保藏号67445)、S2837(NRRL保藏号B-67446)、S2839(NRRL保藏号B-67447)、S2876(NRRL保藏号B-67448)、S2871(NRRL保藏号B-67440)、S2145-2(NRRL B-67331)、S2292-2(NRRL B-67332)、S2300-2(NRRL B-67333)、S2303-2(NRRL B-67334)、S2375-2(NRRL B-67335)、S2382-2(NRRL B-67336)、S2423-2(NRRL B-67337)、S2669-2(NRRL B-67338)、或由其衍生的菌株、或其培养物的一种或多种微生物菌株。
其他实施方式提供了一种包含合成微生物聚生体的组合物。在某些实施方式中,合成聚生体包含a)第一组微生物,其包含促进植物健康、生长和/或产量的一种或多种微生物;和b)第二组微生物,其包含提高a)中所述第一组微生物的竞争适合度的一种或多种微生物;其中所述第一和第二组微生物被合并成单一混合物作为合成聚生体。在某些实施方式中,所述合成聚生体或组合物促进或提高植物健康、生长和/或产量。在某些实施方式中,根据本申请的所述合成聚生体或其组合物被施用到植物(或其部分)、种子或幼苗。
在某些实施方式中,本文中所描述的微生物组合物,例如上文和下文描述的任何微生物组合物,还包含农业有效量的选自但不限于营养物、肥料、杀螨剂、杀细菌剂、杀真菌剂、杀虫剂、杀微生物剂、杀线虫剂和除害剂及其组合的化合物或组合物。在本文描述的微生物组合物的某些实施方式中,所述微生物组合物还包含载体,例如(但不限于)有机或无机载体及其组合。在某些实施方式中,适合于所述微生物组合物的载体包括但不限于粉砂、泥炭、草炭、滑石、褐煤、高岭石、叶蜡石、沸石、蒙脱石、藻酸盐、压滤泥浆、锯末和蛭石及其组合。在某些实施方式中,所述载体是植物种子。在某些实施方式中,所述微生物组合物被制备成选自但不限于乳液、胶体、粉尘、颗粒剂、丸粒、粉剂、喷雾剂和溶液的制剂。在某些实施方式中,本文描述的微生物组合物是种子涂层制剂。
其他实施方式提供了一种植物种子处理,所述种子具有包含本文中所描述的微生物菌株或其培养物的涂层。还提供了植物或种子,其具有包含本文中所描述的微生物组合物的涂层。
其他实施方式提供了一种制备合成微生物聚生体的方法,所述方法包括a)选择第一组微生物,其包含促进植物健康、生长和/或产量的一种或多种微生物;b)选择第二组微生物,其包含提高步骤a)中的所述第一组微生物的竞争适合度的一种或多种微生物;和c)将这些微生物合并成单一混合物,并将所述组合命名为合成聚生体。在某些实施方式中,所述方法包括向植物(或其部分)、种子或幼苗施用本文所描述的合成聚生体的另一个步骤。本发明的实施方式还提供了一种如本文中所述制备的合成微生物聚生体。本发明的实施方式还提供了一种促进植物健康、植物生长和/或植物产量的方法,所述方法包括向植物、植物部分或植物周围环境施用如本文中所述制备的合成微生物聚生体。
其他实施方式提供了一种处理植物种子或种子引发的方法。在某些实施方式中,所述方法包括将所述植物种子暴露到或接触根据本发明实施方式的微生物菌株或其培养物。在某些实施方式中,所述方法包括将所述植物种子暴露到或接触根据本发明实施方式的微生物组合物。
其他实施方式提供了一种提高植物的健康、生长和/或产量的方法。在某些实施方式中,这种方法涉及将有效量的微生物菌株或其培养物施用到所述植物、植物部分或植物周围环境。在某些实施方式中,这种方法涉及将有效量的微生物组合物施用到所述植物或植物周围环境。在某些实施方式中,所述方法涉及在宿主植物在生长培养基或土壤中生长之前或同时,将一种或多种微生物菌株在所述宿主植物或植物部分的生长培养基或土壤中生长。在上述方法的某些实施方式中,将微生物菌株在根据本发明实施方式的培养物或组合物中施用到所述植物、植物部分或植物周围环境(例如直接土壤层或根际),其浓度为同样的微生物菌株在自然界中存在的或在相应的未处理的对照植物、植物部分或对照植物周围环境中检测到的浓度的至少2x、5x、10x、100x、500x或1000x。在某些实施方式中,在一旦施用或施用后,所述被处理的植物、植物部分或植物周围环境(例如直接土壤层或根际)中所述微生物菌株的浓度,为同样的微生物菌株在自然界中存在的或在未处理的对照植物、植物部分或对照植物周围环境中检测到的浓度的至少2x、5x、10x、100x、500x或1000x。在上述方法的某些实施方式中,将微生物菌株在培养物或组合物中以高于1X102CFU/mL的浓度施用到所述植物、植物部分或植物周围环境(例如直接土壤层或根际)。在某些实施方式中,浓度范围为约1X102至约1X1010CFU/mL,例如1X105至1X109CFU/mL范围内的浓度。在某些实施方式中,本文中描述的微生物菌株(PGPM)在培养物或组合物中以至少1X106CFU/mL的浓度向植物、植物部分或植物周围环境(例如直接土壤层或根际)的施用,在所述被处理的植物、植物部分或植物周围环境中产生的所述微生物菌株的浓度为所述菌株在未处理的植物或其环境中存在的量的至少2x。
在某些实施方式中,一种或多种微生物菌株在被施用到所述植物、植物部分或植物周围环境后,被建立为所述植物上的植物内生菌。在某些实施方式中,一种或多种微生物菌株在所述植物的生殖组织、营养组织、再生组织、植物部分和/或后代中被建立为植物上的植物内生菌。在某些实施方式中,一种或多种微生物菌株在暴露于本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物或组合物或用它们处理的植物的种子后代中被建立为植物内生菌。某些实施方式涉及用本文中所描述的至少一种微生物菌株感染的植物、植物部分或种子。
其他实施方式提供了一种用于预防、抑制或治疗植物的致病性疾病的发生或植物虫害(pest)、昆虫或病原体的发生的方法。在某些实施方式中,这种方法涉及向所述植物、植物部分或植物周围环境施用有效量的微生物菌株或其培养物。在某些实施方式中,这种方法涉及向所述植物、植物部分或植物周围环境施用有效量的微生物组合物。在某些实施方式中,所述方法涉及在宿主植物在生长培养基或土壤中生长之前或同时,将一种或多种微生物菌株在所述宿主植物的生长培养基或土壤中生长。在上述方法的某些实施方式中,将微生物菌株在培养物或组合物中施用到所述植物(或植物部分)或植物周围环境(例如直接土壤层或根际),其浓度为同样的微生物菌株在自然界中存在的或在相应的未处理的对照植物、植物部分或对照植物周围环境中检测到的浓度的至少2x、5x、10x、100x、500x或1000x。在某些实施方式中,在一旦施用或施用后,所述被处理的植物(或植物部分)或植物周围环境(例如直接土壤层或根际)中所述微生物菌株的浓度,为同样的微生物菌株在未处理的对照植物、植物部分或对照植物周围环境中存在或检测到的浓度的至少2x、5x、10x、100x、500x或1000x。在上述方法的某些实施方式中,将微生物菌株在培养物或组合物中以高于1X102CFU/mL的浓度施用到所述植物、植物部分或植物周围环境(例如直接土壤层或根际)。在某些实施方式中,浓度范围为约1X102至约1X1010CFU/mL,例如1X105至1X109CFU/mL范围内的浓度。在某些实施方式中,微生物菌株在培养物或组合物中以至少1X106CFU/mL的浓度向植物、植物部分或植物周围环境(例如直接土壤层或根际)的施用,在所述被处理的植物、植物部分或植物周围环境中产生的所述微生物菌株的浓度为所述菌株在未处理的植物或其环境中存在的量的至少2x。
在某些实施方式中,一种或多种微生物菌株在被施用到所述植物、植物部分或植物周围环境后,被建立为所述植物上的植物内生菌。在某些实施方式中,一种或多种微生物菌株在所述植物的生殖组织、营养组织、再生组织、植物部分和/或后代中被建立为植物上的植物内生菌。在某些实施方式中,一种或多种微生物菌株在所述植物的花粉中被建立为植物内生菌。在某些实施方式中,一种或多种微生物菌株在暴露于本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物或组合物或用它们处理的植物的种子后代中被建立为植物内生菌。在某些实施方式中,可以根据本发明的实施方式用微生物菌株、分离物、培养物或组合物预防、抑制或治疗的植物或植物部分的致病性疾病的发生,由选自但不限于刺盘孢属(Colletotrichum)、镰孢菌属(Fusarium)、赤霉属(Gibberella)、明梭孢属(Monographella)、青霉属(Penicillium)、腐霉属(Pythium)、黄单胞菌属(Xanthomonas)、罗尔斯通菌属(Ralstonia)和壳多孢属(Stagnospora)生物体的植物病原体引起。在某些实施方式中,其发生可以根据本发明的实施方式通过微生物菌株或其培养物或微生物组合物预防、抑制或治疗的病原体,选自但不限于刺盘孢属(Colletotrichum)、镰孢菌属(Fusarium)、赤霉属(Gibberella)、明梭孢属(Monographella)、青霉属(Penicillium)、腐霉属(Pythium)、黄单胞菌属(Xanthomonas)、罗尔斯通菌属(Ralstonia)和壳多孢属(Stagnospora)生物体。
其他实施方式提供了非天然存在的植物。在某些实施方式中,将所述非天然存在的植物用根据本发明实施方式的一种或多种微生物菌株(PGPM)感染。在这一方面的某些实施方式中,还提供了所述非天然存在的植物的植物种子、生殖组织、营养组织、再生组织、植物部分或后代。
其他实施方式提供了一种制备农用组合物的方法。这些方法涉及将根据本发明实施方式的微生物菌株、分离物或其培养物或微生物组合物接种到底土中或其上,并允许它生长。
具体实施方式
除非另有定义,否则本文中使用的所有技术术语、符号和其他科学术语或用辞打算具有本申请所属领域的技术人员通常理解的含义。在某些情况下,为了清楚和/或易于参考,在本文中定义了具有通常理解的含义的术语,并且在本文中包括这样的定义不应必然被解释为代表了与本领域所通常理解的实质性区别。本文描述或参考的许多技术和程序是本领域技术人员公知的并通常采用的。
没有具体数目的指称包括复数指称物,除非上下文另有明确规定。例如,术语“细胞”包括一个或多个细胞,包括其混合物。
当在本文中使用时,微生物的分离菌株是已从其自然环境中取出的菌株。就此而言,术语“分离的”不必然反映出所述微生物被纯化的程度。但在不同实施方式中,“分离的”培养物已从分离到它的原材料中纯化至少2x或5x或10x或50x或100x。作为非限制性实例,如果培养物从作为原材料的土壤分离,所述生物体可以被分离到它在给定量的纯化或部分纯化的材料(例如土壤)中的浓度为在原始原材料中的浓度的至少2x或5x或10x或50x或100x的程度。
微生物菌株的“基本上纯的培养物”是指除了所需的一种或多种微生物菌株之外基本上不含其他微生物的培养物。换句话说,微生物菌株的基本上纯的培养物基本上不含其他污染物,所述污染物可以包括微生物污染物以及不想要的化学污染物。
当在本文中使用时,“生物纯的”菌株打算意味着与自然界中通常与其相伴的材料分离开的菌株。与在自然界中通常不与其相伴的其他菌株或化合物或材料相伴的菌株,仍然被定义为“生物纯的”。特定菌株的单一培养物当然是“生物纯的”。在不同实施方式中,“生物纯的”培养物已从自然界中通常与其相伴的材料纯化至少2x或5x或10x或50x或100x或1000x或更多倍(到本领域技术人员认为可行的程度)。作为非限制性实例,如果培养物通常与土壤相伴,则所述生物体可以生物纯达到它在给定量的纯化或部分纯化的通常与其相伴的材料(例如土壤)中的浓度为在原始未纯化的材料中的浓度的至少2x或5x或10x或50x或100x或1000x或更多倍的程度(到本领域技术人员认为可行的程度)。
当在本文中使用时,术语分离的微生物菌株的“富集培养物”是指其中所述培养物的总微生物群体含有超过50%、60%、70%、80%、90%或95%的所述分离菌株的微生物培养物。
当在本文中使用时,术语“培养”是指生物体在各种不同培养基上或其中的繁殖。适合的培养基对于本领域普通技术人员来说是已知的。
当在本文中使用时,“组合物”意味着活性药剂(例如本文中描述的PGPM或微生物菌株)与至少一种其他化合物、载体或组合物的组合,所述其他化合物、载体或组合物可以是惰性(例如可检测试剂或标记物或液体载体)或活性的,例如但不限于肥料、营养物或除害剂。微生物组合物是指包含至少一种微生物物种的组合物。
包含大量核糖体蛋白和三种核糖体RNA(rRNA)分子的核糖体,是蛋白质合成的关键组分。由16S rRNA基因编码的16S亚基rRNA,已成为微生物系统发育研究中大量关注的焦点。16S rRNA基因序列在分类群之间是高度保守的,并且也具有高度多态性的区域。此外,所述RNA序列的变化速率据认为在进化时间内相对恒定,使科学家能够确定不同生物体的相对亲缘关系。
当在本文中使用时,“有效量”是足以实现有益和/或所需结果的量。有效量可以在一次或多次给药中给药。在治疗、抑制或保护方面,有效量是足以改善、稳定、逆转、减缓或延迟目标感染、非生物胁迫或疾病状态的进展的量。当在本文中用于指称微生物时,表述“有效微生物”打算意味着所述主题菌株对植物健康、生长和/或产量表现出一定的促进程度或对致病性疾病表现出一定的抑制程度,所述程度在统计学显著水平上超过未处理的对照的相应程度。在某些情况下,表述“有效量”在本文中用于指称在本文中所描述的适合的处理条件下,相对于在未处理的对照中发生的情况获得有益或所需结果所必需的微生物处理的量。例如,“农业有效量”在本文中用于指称在本文中所描述的适合的处理条件下,相对于在未处理的对照中发生的情况获得农业上有益或所需结果所必需的微生物处理的量。为改善植物健康、生长和/或产量,为控制例如昆虫、植物疾病或杂草而应该施用的农用制剂或组合物的有效量,可以通过适用领域的普遍知识的组合容易地确定。
当在本文中使用时,“营养物”意味着能够为植物提供一种或多种营养元素的化合物或组合物。在某些实施方式中,营养物为植物提供选自氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)、硼(B)和钼(Mo)的一种或多种营养元素。在某些实施方式中,本文中所使用的营养物为所述植物提供氮(N)、磷(P)和钾(K)中的至少一者。在某些实施方式中,营养物为所述植物提供钙(Ca)、镁(Mg)和硫(S)中的至少一者。在某些实施方式中,本申请的实施方式的营养物为所述植物提供铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)、硼(B)和钼(Mo)中的至少一者。在某些实施方式中,营养物是促进植物从土壤摄取一种或多种营养元素的化合物或组合物,所述营养元素选自氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)、硼(B)和钼(Mo)。
当在本文中使用时,“肥料”意味着添加到植物或土壤以提高植物健康、生长和/或产量的化合物或组合物。在某些实施方式中,肥料通过向所述植物提供营养物(例如本文中描述的营养物)来提高植物健康、生长和/或产量。肥料包括但不限于无机肥料、有机(或天然)肥料、颗粒肥料和液体肥料。颗粒肥料是固体颗粒,而液体肥料由水溶性粉剂或液体浓缩物制成,它们与水混合以形成液体肥料溶液。在某些实施方式中,植物可以快速摄取大多数水溶性肥料,而颗粒肥料在植物能够取用它们的营养物之前可能需要溶解或分解一会儿。高技术颗粒肥料具有“缓慢释放”、“定时释放”或“受控释放”性质,这些同义术语意味着它们在一段时间内缓慢地释放它们的营养物。有机肥料来自于有机来源,例如但不限于堆肥、粪肥、血粉、棉籽粉、羽毛粉、蟹粉等,与合成来源相反。也存在一些不是有机的天然肥料例如绿砂,其含有钾、铁、钙和其他营养物。它们被认为适合于有机园艺,因为它们不是合成的,而是来自于地球上富含天然矿物质的矿床。有机肥料依靠土壤中的微生物将它们分解成植物可消化的小块。在某些实施方式中,有机肥料与合成肥料相比更加促进土壤微生物、蚯蚓和其他区系,因为大多数有机肥料不向土壤添加过量的盐和酸。无机肥料也被称为合成或人造肥料。无机肥料是制造的。
“抑菌”化合物或药剂或抑菌剂(缩写为Bstatic)是阻止细菌生长和繁殖而不必定在其他方面伤害它们的生物或化学药剂。“杀螨剂”意味着提高不想要的螨虫包括但不限于尘螨的死亡率或实质性抑制它们的生长、繁殖或传播的化合物或组合物。“杀细菌剂”意味着提高不想要的细菌例如(但不限于)对植物生长不利的细菌的死亡率或实质性抑制它们的生长、繁殖或传播的化合物或组合物。“杀真菌剂”是指提高不想要的真菌例如(但不限于)对植物生长不利的真菌的死亡率或实质性抑制它们的生长、繁殖或传播的化合物或组合物。“杀线虫剂”是指提高不想要的线虫的死亡率或实质性抑制它们的生长、繁殖或传播的化合物或组合物。“杀虫剂”是指提高不想要的昆虫例如(但不限于)对植物生长有害的昆虫的死亡率或实质性抑制它们的生长、繁殖或传播的化合物或组合物。“杀微生物剂”是指提高不想要的微生物例如(但不限于)对植物生长有害的微生物的死亡率或实质性抑制它们的生长、繁殖或传播的化合物或组合物。“除害剂”是指提高不想要的虫害例如(但不限于)对植物生长有害的虫害的死亡率、提高植物对它们的抗性、实质性抑制它们的生长、实质性抑制它们的繁殖或实质性抑制它们的传播的化合物或组合物。
当在本文中使用时,“载体”是指支持微生物的生存的物质或组合物。这些载体可以是有机或非有机的。在某些实施方式中,载体可以是农业上可接受的载体。
“种子引发”或“种子的引发”意味着控制种子内的水合水平,使得萌发所需的代谢活性可以发生,但胚轴的伸长、即通常是胚根的出现被阻止。种子内不同的生理活动在不同的湿度水平下发生(Leopold 和Vertucci,1989,湿度作为种子中生理反应的调节剂(Moisture as a regulator of physiological reactions in seeds),在《种子湿度》(Seed Moisture)中,P.C.Stanwood和M.B.McDonald主编,CSSA Special PublicationNumber 14.Madison,WI:Crop Science Society of America,pp.51-69;Taylor,1997,种子储存、萌发和品质(Seed storage,germination and quality),在《蔬菜作物的生理学》(The Physiology of Vegetable Crops)中,H.C.Wien.Wallingford主编,U.K.:CABInternational,pp.1-36)。萌发过程中的最后一个生理活动是胚根出现。胚根出现的启动需要高的种子水含量。通过限制种子水含量,萌发所需的所有代谢步骤都可以发生,但没有胚根出现的不可逆行动。在胚根出现之前,种子被认为是耐干燥的,因此可以通过干燥降低所述引发的种子的水分含量。在干燥后,引发的种子可以被储存直至播种之时。例如,在某些实施方式中,在种子引发的水合处理期间,将植物种子暴露于或置于与根据本申请的实施方式的微生物菌株或其培养物或组合物相接触。在某些实施方式中,在引发过程中植物种子向本申请的实施方式的微生物菌株或其培养物或组合物的暴露或接触,提高了种子萌发性能、晚些时候的植物健康、植物生长和/或最终的植物产量。
当在本文中使用时,“植物内生菌”是在植物生命期的至少一部分生活在所述植物内的内共生菌。植物内生菌可以垂直传播(直接从亲代传给后代),也可以水平传播(从个体传给无亲缘的个体)。在某些实施方式中,垂直传播的真菌植物内生菌是无性的,并通过穿透宿主种子的真菌菌丝从母体植物传播到后代。细菌植物内生菌也可以从种子垂直转移到幼苗(Ferreira等,FEMS Microbiol.Lett.287:8-14,2008)。在某些实施方式中,水平传播的植物内生菌通常是有性的,并通过可被风和/或昆虫媒介传播的孢子传播。作物的微生物植物内生菌在它们控制疾病和昆虫侵袭的能力以及促进植物生长的潜力方面受到了相当大的关注。例如,本文中描述的某些微生物菌株可能能够在与它们发生接触的植物中建立为植物内生菌。这些微生物菌株是微生物植物内生菌。
当在本文中使用时,术语“病原体”是指能够在植物或动物中产生疾病的生物体,例如藻类、蛛形纲动物、细菌、真菌、昆虫、线虫、寄生植物、原生动物、酵母或病毒。当在本文中使用时,术语“植物病原体”是指感染植物的致病性生物体。“致病性疾病”是由至少一种病原体引起的疾病,例如植物疾病。“植物致病性疾病”是由至少一种植物病原体引起的疾病,例如植物疾病。可以引起植物致病性疾病的一些病原体包括但不限于刺盘孢属(Colletotrichum)、镰孢菌属(Fusarium)、赤霉属(Gibberella)、明梭孢属(Monographella)、青霉属(Penicillium)、和壳多孢属(Stagnospora)生物体。
相对于参比序列(主题)的“百分(%)序列同一性”被确定为在将序列对齐并在必要时引入间隙以实现最大百分序列同一性,并且不考虑任何氨基酸保守替换作为所述序列同一性的一部分之后,候选序列(查询)中与所述参比序列中的相应氨基酸残基或核苷酸一致的氨基酸残基或核苷酸的百分率。用于确定百分序列同一性目的的比对可以以本领域技术之内的各种不同方式来实现,例如使用可公开获得的计算机软件例如BLAST、BLAST-2。本领域技术人员可以确定用于比对序列的适合参数,包括在被比较的序列的全部长度内实现最大对齐所需的任何算法。两个序列之间的百分同一性是所述序列共有的一致位置的数目的函数(例如查询序列的百分同一性=查询与主题序列之间的一致位置的数目/查询序列的位置总数×100)。
在某些实施方式中,多肽包含与SEQ ID NO:1-461中任一者的核苷酸序列的整个长度具有至少约80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或更高的百分序列同一性的核苷酸序列。
当在本文中用于指称核酸和多肽时,术语“变体”在本文中用于表示分别与参比多肽或多核苷酸相比在氨基酸或核酸序列中具有合成或天然产生的一些差异的多肽、蛋白质或多核苷酸分子。例如,这些差异包括参比多肽或多肽中的替换、插入、缺失或这些变化的任何所需组合。多肽和蛋白质变体可以进一步包含电荷的变化和/或翻译后修饰(例如糖基化、甲基化、磷酸化等)。
当在本文中用于指称微生物时,术语“变体”是具有它所属物种的识别性特征,同时相对于亲代菌株具有至少一个核苷酸序列变异或可识别的不同性状的微生物菌株,其中所述性状是基于遗传的(可遗传的)。
“PGPM”是指促进植物生长的微生物。在某些实施方式中,PGPM不仅可以促进植物健康、生长和/或产量,而且可以与其他微生物群竞争,在与根表面相关的微生境中存活并繁殖,和/或能够定殖到根,至少在表现出它们的植物促进和/或保护活性所需的时间内如此。在某些实施方式中,其16S rRNA基因包含选自SEQ ID No:1-461的核酸序列的微生物菌株是PGPM。
所述PGPM、分离物、培养物、组合物或合成聚生体促进或提高植物健康、生长或产量和/或具有促进植物生长的活性。当在本文中使用时,术语“促进植物生长的活性”涵盖了广范围的改善的植物特性,包括例如但不限于植物的改善的固氮、改善的根系发育、增加的叶面积、增加的植物产量、增加的种子萌发、增加的光合作用或增加的累积生物质。在某些实施方式中,本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物、组合物或合成聚生体提高植物的胁迫耐受性(例如对干旱、洪水、盐分、热、虫害的耐受性),提高营养物摄取、植物健康和活力,改善根系发育,增加叶面积,提高植物产量,增加种子萌发或增加累积生物质。在某些实施方式中,本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物、组合物或合成聚生体增加植物或其部分与对照植物或其部分相比或与预定标准相比的尺寸或质量。在某些实施方式中,本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物、组合物或合成聚生体通过与对照种子相比促进种子萌发来促进植物生长。在某些实施方式中,本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物、组合物或合成聚生体提高植物与对照植物相比的健康、活力和/或产量。
当在本文中使用时,术语“产量”是指可收获的植物材料或植物衍生产品的量,并且通常被定义为作物的经济价值的可测量的生产。对于作物来说,“产量”也意味着每英亩或生产单位的收获的材料的量。产量可以根据数量或质量来定义。所述收获的材料可能因作物而异,例如,它可能是种子、地上生物质、根、果实、棉纤维、植物的任何其他部分或具有经济价值的任何植物衍生产品。
术语“产量”还涵盖产量潜力,即最大可获得的产量。产量可能取决于大量可以通过某些参数监测的产量因素。这些参数对本领域技术人员来说是公知的,并且因作物而异。术语“产量”还涵盖收获指数,其是收获的生物质与生物质总量之间的比率。
在某些实施方式中,根据本申请的实施方式的微生物菌株、分离物、培养物和组合物导致植物生长改善,所述改善是被测量的性质的至少2%的提高、至少3%的提高、至少4%的提高、至少5%的提高、至少10%的提高、至少15%的提高、至少20%、至少25%的提高、至少50%的提高、至少75%的提高或至少100%的提高。因此,作为非限制性实例,根据本申请的实施方式的微生物菌株、分离物、培养物和组合物可能产生固氮的上述百分率的提高,或根的总重量或叶面积或植物产品产量的上述提高(例如植物产品重量的上述百分率的提高),或在10天或14天或30天内萌发的种子的百分率或光合作用速率(例如通过CO2消耗确定的)或植物的累积生物质(例如通过植物的重量和/或高度确定的)的提高。所述植物产品是物品,通常但不必定是由所述植物产生的食用物品。
当在本文中使用时,“对照植物”提供了用于测量主题植物的表型变化的参比点,并且可以是任何适合的植物细胞、种子、植物组分、植物组织、植物器官或完整植物。对照植物可以包括例如(但不限于):(a)野生型植物或细胞,即具有与用于遗传改变以产生所述主题植物或细胞的起始材料相同的基因型;(b)具有与所述起始材料相同的基因型但已用空构建物(即对感兴趣的性状没有已知影响的构建物,例如包含报告基因的构建物)转化的植物或细胞;(c)作为主题植物或细胞的后代中的未转化分离体(segregant)的植物或细胞;(d)与主题植物或细胞在遗传上一致但未被暴露到与所述主题植物或细胞相同的处理(例如接种剂处理)的植物或细胞;(e)在感兴趣的基因不被表达的条件下的主题植物或细胞本身;或(f)在尚未暴露到特定处理例如接种剂或接种剂的组合、微生物菌株和/或其他化学品的条件下的主题植物或细胞本身。
当在本文中使用时,“接种剂”是指包含至少一种微生物的任何培养物或制备物。在某些实施方式中,接种剂(有时被称为微生物接种剂或土壤接种剂)是一种农用修正方案,其使用有益微生物例如PGPM(包括但不限于植物内生菌)来促进植物健康、生长和/或产量。适合用于接种剂的许多微生物与目标作物形成双方获益的共生关系(互利共生)。
竞争适合度是指微生物与它们的邻居竞争空间和资源的适合度。适合度意味着给定基因型(例如16S rRNA基因序列)在给定环境中存活和繁殖的能力或倾向性。
生物肥料是指含有提供植物健康、生长和/或产量的直接和/或间接增益的微生物的生物产品。
生物反应器是指支持生物活性环境的任何装置或系统。正如本文中所描述的,生物反应器是微生物、包括本申请的实施方式的微生物可以在其中生长的容器。
本申请中提到的所有出版物、专利和出版的专利申请被具体通过引用并入本文。
多种植物相关微生物、包括但不限于许多根瘤菌物种,可以以各种不同方式对植物健康和生理产生积极影响。这些有益微生物通常被称为PGPM,例如促进植物生长的细菌(PGPB)或促进植物生长的根际(PGPR)。已报道分离的微生物菌株具有促进植物生长的活性和/或生物防治活性,并且具有相似活性的新的属和种仍在被不断发现。此外,在某些细菌属中,已鉴定到生物防治剂的多种物种和亚种,并且它们可以在从全球水平到农场水平和甚至单株植物上的多个空间尺度上存在。此外,已报道某些单独的微生物分离物不仅在得到它们的植物或作物上,而且在其他作物上也可能表现出生物防治和/或促进植物生长的活性。这表明某些基因型的通用性本质,尤其是那些地理分布广泛的基因型。如果以足够的数目和活性引入足够的持续时间,则单一微生物群体可以对植物健康具有显著影响。
所述公开的实施方式包括作为PGPM的新的微生物菌株。在某些实施方式中,所述微生物菌株的16S rRNA基因包含选自SEQ ID No:1-461的核苷酸序列。在某些实施方式中,所述微生物菌株包含的16S rRNA基因包含选自SEQ ID No:165-461的核苷酸序列。在某些实施方式中,所述微生物菌株的16S rRNA基因包含与SEQ ID No:1-461中示出的核苷酸序列中的任一者表现出至少85%、至少90%、至少91%、至少92%、至少93%、至少94%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%、至少99.5%、至少99.6%、至少99.7%、至少99.8%或至少99.9%的序列同一性的核苷酸序列。某些实施方式提供了促进植物生长的微生物的属,所述微生物包含本文中描述的任一DNA序列并且如本文中所述提高植物的健康、生长和/或产量。
在某些实施方式中,所述微生物菌株选自P0032_C7、P0048_B9、P0050_F5(也被称为S2199)、P0035_B2(也被称为S2145,NRRL保藏号B-67091)、P0020_B1、P0047_A1(也被称为S2284,NRRL保藏号B-67102)、P0033_E1(也被称为S2177)、P0032_A8(也被称为S2181,NRRL保藏号B-67099)、P0049_E7、P0042_A8(也被称为S2167)、P0042_D5(也被称为S2165)、P0042_B2(也被称为S2168,NRRL保藏号B-67096)、P0042_B12(也被称为S2189)、P0042_C2(也被称为S2173,NRRL保藏号B-67098)、P0042_D10(也被称为S2172,NRRL保藏号B-67097)、P0044_A3(也被称为S2476)、P0018_A11、P0044_A5、P0047_E2、P0047_C1、P0038_D2或S2166、P0042_E1、P0047_E8、P0018_A1、S2159_P0058_B9(NRRL保藏号B-67092)、S2161_P0054_E8(NRRL保藏号B-67094)、S2164_P0054_F4、P0057_A3(也被称为S2160,NRRL保藏号B-67093)、S2142_P0061_E11、S2163_P0019_A12(NRRL保藏号B-67095)、P0147_D10(也被称为S2291,NRRL保藏号B-67104)、P0147_G10(也被称为S2292,NRRL保藏号B-67105)、P0160_F7(也被称为S2351)、P0140_C10(也被称为S2300,NRRL保藏号B-67107)、S2387、P0157_G5(也被称为S2303,NRRL保藏号B-67108)、P0160_E1(也被称为S2374)、P0134_G7(也被称为S2280)、S2384(NRRL保藏号B-67112)、S2275(NRRL保藏号B-67101)、S2278、S2373(NRRL保藏号B-67109)、S2370、S2293(NRRL保藏号B-67106)、S2382(NRRL保藏号B-67111)、P0132_A12、P0132_C12、P0140_D9、P0173_H3(也被称为S2404)、S2385(NRRL保藏号B-67113)、S2197(NRRL保藏号67100)、S2285(NRRL保藏号B-67103)、S2477、S2376、S2420、S2424、S2445、S2333、S2329、S2327、S2330、S2423(NRRL保藏号B-67115)、S2435、S2158、S2437、S2332、S2521、S2228、S2473、P0156_G2、P0154_G3、S2487、S2488、S2421(NRRL保藏号B-67114)、P0105_C5、P0154_H3、P0156_G1、S1112(NRRL保藏号B-67090)、S2375(NRRL保藏号B-67110)和S2669(NRRL保藏号B-67117)、S2651、S2652、S2653、S2654、S2655、S2656、S2668、S2644(NRRL保藏号B-67116)、S2328、S2646、S2834(NRRL保藏号B-67441)、S2381(NRRL保藏号B-67442)、S2543(NRRL保藏号B-67443)、S2695(NRRL保藏号B-67444)、S2700(NRRLB保藏号67445)、S2837(NRRL保藏号B-67446)、S2839(NRRL保藏号B-67447)、S2876(NRRL保藏号B-67448)、S2871(NRRL保藏号B-67440)、S2145-2(NRRL B-67331)、S2292-2(NRRL B-67332)、S2300-2(NRRL B-67333)、S2303-2(NRRL B-67334)、S2375-2(NRRL B-67335)、S2382-2(NRRL B-67336)、S2423-2(NRRL B-67337)、S2669-2(NRRL B-67338)或从这些菌株中的任一者衍生的菌株。所述保藏在关于国际承认用于专利程序目的的微生物保藏的布达佩斯条约(Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposit ofMicroorganisms for the Purposes of Patent Procedure)的规定下做出。此外,这些保藏将在关于国际承认用于专利程序目的的微生物保藏的布达佩斯条约(Budapest Treatyon the International Recognition of the Deposit of Microorganisms for thePurposes of Patent Procedure)的条款下维持。在申请待决期间,专利和商标专员以及由专员确定有权应要求获得授权的人都可以使用这些保藏物。在允许了本申请中的任何权利要求之后,根据37 C.F.R.§1.808,本申请人将向公众公开所述保藏物的样品。所述保藏物将在作为公共保藏中心的NRRL保藏中心中维持30年或最近一次请求后5年或专利的可强制执行期限(以较长者为准),并且如果它在此期间变得不能存活,则将被替换。此外,本申请人已满足了37 C.F.R.§§1.801-1.809的所有要求,包括提供样品在保藏后的生存力的指示。
某些实施方式还提供了本文中所描述的微生物菌株的分离物和培养物,以及包含那些微生物菌株、分离物或培养物的各种不同组合的组合物和合成聚生体。
在某些实施方式中,所述PGPM当施用到种子、植物表面、植物部分或土壤时,定殖到所述植物的根际和/或内部并促进所述宿主植物的生长。在某些实施方式中,所述PGPM是生物肥料。在某些实施方式中,所述PGPM是微生物肥料,其为所述植物供应营养物并因此可以在不存在病原体压力的情况下促进植物生长。在某些实施方式中,所述PGPM可以通过包括但不限于生产植物激素或改变其浓度的能力、非共生固氮和/或矿物磷酸盐和其他营养物的增溶的机制直接促进植物生长和/或产量。
在某些实施方式中,PGPM可以作为植物刺激剂影响植物生长和发育。例如,本文中描述的某些PGPM具有生产植物激素或改变其浓度的能力,所述植物激素包括但不限于5种经典的植物激素,即植物生长素、乙烯、脱落酸、细胞分裂素和赤霉素。某些PGPM也可以产生影响植物中植物激素生产的酶或次生代谢物。在某些实施方式中,PGPM可能具有生产其他激素以及某些挥发性有机化合物(VOC)和辅因子吡咯喹啉醌(PQQ)或改变它们的浓度,由此刺激植物生长和/或产量的能力。
在某些实施方式中,PGPM可以通过改变营养物可利用性或摄取来影响植物生长和发育。所述PGPM可能例如通过直接作用于根、通过作用于环境以进而改变根的行为和通过直接竞争营养物,来改变营养物摄取速率。本文中描述的PGPM可以通过一些因素在改良土壤中的营养物使用效率中发挥作用,所述一些因素包括例如根的几何形状、营养物溶解性、通过产生植物适宜的离子形式而实现的营养物可利用性、营养物在植物中的分配和利用效率。例如,低水平的可溶性磷酸盐可以限制植物的生长。某些促进植物生长的微生物能够从有机或无机结合的磷酸盐溶解磷酸盐,从而促进植物生长。
在某些实施方式中,PGPM可能作为植物胁迫控制剂来影响植物生长和发育。例如,某些PGPM可能控制和/或减轻几种类型的植物胁迫,包括但不限于来自于植物致病性细菌的作用的胁迫、来自于多芳香烃类的胁迫、来自于重金属例如Ca2+和Ni2+的胁迫和来自于盐和恶劣天气条件(例如干旱或洪水)的胁迫。
在某些实施方式中,PGPM可能通过控制植物中的植物病原体或虫害来直接促进植物健康、生长和/或产量。在某些实施方式中,本文中描述的PGPM表现出生物疾病控制的一种或多种机制,大多数所述机制涉及竞争和直接影响所述病原体的代谢物的生产。这些代谢物的实例包括抗生素、细胞壁降解酶类、铁载体和HCN。值得一提的是,不同机制可能存在于单一PGPM菌株中并同时起作用。在某些实施方式中,PGPM可能通过产生细胞外铁载体来影响植物生长和发育。本文中描述的某些PGPM可以分泌低分子量、高亲和性的螯合铁的微生物辅因子,其通过结合到膜结合型铁载体受体而特异性增强微生物的铁获取。铁载体是结合Fe的小的高亲和性螯合剂,使Fe更多(或更少)被天然微生物区系的某些成员利用。例如,铁载体可以使Fe更多地被具有识别和输入特定铁载体分子结构的能力的植物或微生物利用。存在许多不同的铁载体类型和结构,它们具有不同的Fe结合亲和性。此外,已知发生Fe从具有低的Fe结合亲和性的铁载体交换到具有更高Fe结合亲和性的铁载体,这可能进一步影响Fe对任何给定生物体的可利用性。由某些假单胞菌PGPM产生的铁载体之一被称为假单胞菌素,其抑制胡萝卜欧文氏菌(Erwinia cartovora)(马铃薯软腐病的病因生物体)的生长(参见例如Kloepper等,Current Microbiol.4:317-320,1980)。向生长培养基添加假单胞菌素抑制软腐病感染,并且也在马铃薯植物中减少致病真菌的数目并显著提高马铃薯产量。支持通过PGPM的生物防治的铁载体理论的大多数证据来自于使用荧光铁载体的工作,这是一类包含产荧光假单胞菌的荧光颜料的铁载体(Demange等,《微生物、植物和动物中的铁运输》(Iron Transport in Microbes,Plants and Animals),Plants andAnimals,pp 167-187,1987)。根据铁载体理论,荧光铁载体表现出一定的功能性菌株特异性,这是由外膜铁载体受体的选择性识别造成的(Bakker等,Soil Biology andBiochemistry 19:443-450,1989)。铁载体的生产能调节其他菌株的适合度和/或生长。除了抑制某些菌株(例如欧文氏菌(Erwinia))之外,铁载体的生产也可以支持具有给定铁载体的受体但不能合成所述分子本身的其他微生物菌株的适合度/生长。
在某些实施方式中,所述PGPM可以通过例如通过向第二种微生物菌株(例如另一种PGPM)提供营养物、代谢物和/或铁载体(和/或通过本文中所描述的任何其他有益机制)以提高所述第二种微生物菌株的竞争适合度,来间接地作用于植物。在某些实施方式中,所述PGPM可以通过例如通过向第二种微生物菌株(例如另一种PGPM)提供营养物、代谢物和/或铁载体(和/或通过本文中所描述的任何其他有益机制)以提高所述第二种微生物菌株的竞争适合度,和/或通过降低抑制、竞争或排除所述第二种微生物菌株或以其他方式对所述第二种微生物菌株的适合度具有负面影响的第三种微生物菌株的竞争适合度,来间接地作用于植物。
在某些实施方式中,所述PGPM通过激活宿主植物的化学和/或物理防御,即引起诱导系统性抗性(ISR)或系统获得性抗性(SAR),作为植物疾病的生物防治剂。在某些实施方式中,由本发明实施方式的PGPM促进的抗性的诱导是有活性的,并在诱导与病理发生相关的蛋白质(PR-蛋白)的水杨酸途径或茉莉酸和乙烯的途径中传导信号。有时,当所述PGPM定殖到根系统时,微生物细胞分子的组成成分充当生物化学信号,并且编码PR-蛋白的合成的基因被激活。除了PR-蛋白之外,植物产生其他防御酶类,包括过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)。过氧化物酶和PPO是木质素形成的催化剂。PAL和其他酶参与植物抗毒素的形成。在某些实施方式中,本文中描述的PGPM通过提高过氧化物酶、PPO和/或PAL生产来诱导植物对疾病的抗性。
在某些实施方式中,本申请的实施方式的PGPM通过本文中所描述的一种或多种机制促进植物健康、生长和/或产量。
在某些实施方式中,本申请的实施方式的PGPM是与有机农业相容的生物肥料或生物防治剂。
本发明的实施方式的其他方面考虑到了分离和/或培养的PGPM。一方面,实施方式提供了分离的微生物菌株(或PGPM)、其分离的培养物、其生物纯培养物及其富集培养物。在某些实施方式中,所述微生物分离物或培养物包含至少一种微生物菌株,其中所述微生物菌株的16S rRNA基因包含选自SEQ ID No:1-461的核苷酸序列。在某些实施方式中,所述微生物分离物或培养物包含至少一种微生物菌株,其中所述微生物菌株的16S rRNA基因包含选自SEQ ID No:165-461的核苷酸序列。在某些实施方式中,所述微生物分离物或培养物包含至少一种微生物菌株,其中所述微生物菌株的16S rRNA基因包含与SEQ ID No:1-461中示出的核苷酸序列中的任一者表现出至少85%、至少90%、至少91%、至少92%、至少93%、至少94%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%或至少99.5%的序列同一性的核苷酸序列。
某些实施方式提供了一种微生物分离物或其培养物,其至少包含选自下述的微生物菌株:P0032_C7,P0048_B9,P0050_F5(也被称为S2199),P0035_B2(也被称为S2145,NRRL保藏号B-67091),P0020_B1,P0047_A1(也被称为S2284,NRRL保藏号B-67102),P0033_E1(也被称为S2177),P0032_A8(也被称为S2181,NRRL保藏号B-67099),P0049_E7,P0042_A8(也被称为S2167),P0042_D5(也被称为S2165),P0042_B2(也被称为S2168,NRRL保藏号B-67096),P0042_B12(也被称为S2189),P0042_C2(也被称为S2173,NRRL保藏号B-67098),P0042_D10(也被称为S2172,NRRL保藏号B-67097),P0044_A3(也被称为S2476),P0018_A11,P0044_A5,P0047_E2,P0047_C1,P0038_D2或S2166,P0042_E1,P0047_E8,P0018_A1,S2159_P0058_B9(NRRL保藏号B-67092),S2161_P0054_E8(NRRL保藏号B-67094),S2164_P0054_F4,P0057_A3(也被称为S2160,NRRL保藏号B-67093),S2142_P0061_E11,S2163_P0019_A12(NRRL保藏号B-67095),P0147_D10(也被称为S2291,NRRL保藏号B-67104),P0147_G10(也被称为S2292,NRRL保藏号B-67105),P0160_F7(也被称为S2351),P0140_C10(也被称为S2300,NRRL保藏号B-67107),S2387,P0157_G5(也被称为S2303,NRRL保藏号B-67108),P0160_E1(也被称为S2374),P0134_G7(也被称为S2280),S2384(NRRL保藏号B-67112),S2275(NRRL保藏号B-67101),S2278,S2373(NRRL保藏号B-67109),S2370,S2293(NRRL保藏号B-67106)、S2382(NRRL保藏号B-67111),P0132_A12,P0132_C12,P0140_D9,P0173_H3(也被称为S2404),S2385(NRRL保藏号B-67113),S2197(NRRL保藏号67100),S2285(NRRL保藏号B-67103),S2477,S2376,S2420,S2424,S2445,S2333,S2329,S2327,S2330,S2423(NRRL保藏号B-67115),S2435,S2158,S2437,S2332,S2521,S2228,S2473,P0156_G2,P0154_G3,S2487,S2488,S2421(NRRL保藏号B-67114),P0105_C5,P0154_H3,P0156_G1,S1112(NRRL保藏号B-67090),S2375(NRRL保藏号B-67110)和S2669(NRRL保藏号B-67117),S2651,S2652,S2653,S2654,S2655,S2656,S2668,S2644(NRRL保藏号B-67116),S2328,S2646,S2834(NRRL保藏号B-67441),S2381(NRRL保藏号B-67442),S2543(NRRL保藏号B-67443),S2695(NRRL保藏号B-67444),S2700(NRRLB保藏号67445),S2837(NRRL保藏号B-67446),S2839(NRRL保藏号B-67447),S2876(NRRL保藏号B-67448),S2871(NRRL保藏号B-67440),S2145-2(NRRL B-67331),S2292-2(NRRL B-67332),S2300-2(NRRL B-67333),S2303-2(NRRL B-67334),S2375-2(NRRL B-67335),S2382-2(NRRL B-67336),S2423-2(NRRL B-67337),S2669-2(NRRL B-67338),或从这些菌株中的任一者衍生的菌株。所述微生物分离物或培养物通过例如本文中所描述的一种或多种机制促进植物健康、生长和/或产量。
微生物组合物
本申请的实施方式提供了一种微生物组合物,其包含PGPM或微生物菌株例如选自本文中描述的微生物菌株或其培养物。在某些实施方式中,所述微生物组合物包含微生物菌株或其培养物,其中所述菌株的16S rRNA基因包含选自SEQ ID No:1-461的序列。
在某些实施方式中,微生物组合物包含至少一种微生物菌株或其培养物,其中所述菌株的16S rRNA基因包含选自SEQ ID No:1-461的序列。在某些实施方式中,所述微生物组合物包含至少一种微生物菌株或其培养物,其中所述微生物菌株的16S rRNA基因包含与SEQ ID No:1-461中示出的核苷酸序列中的任一者表现出至少85%、至少90%、至少91%、至少92%、至少93%、至少94%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%或至少99.5%的序列同一性的核苷酸序列。
在某些实施方式中,微生物组合物包含至少2种、至少3种、至少4种、至少5种、至少10种或至少20种微生物菌株或其培养物,其中所述菌株的16S rRNA基因包含选自SEQ IDNo:1-461的序列。在某些实施方式中,所述微生物组合物包含至少2种、至少3种、至少4种、至少5种、至少10种或至少20种微生物菌株或其培养物,其中所述微生物菌株的16S rRNA基因包含与SEQ ID No:1-461中示出的核苷酸序列中的任一者表现出至少85%、至少90%、至少91%、至少92%、至少93%、至少94%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%或至少99.5%的序列同一性的核苷酸序列。
在某些实施方式中,所述微生物组合物包含选自下述的一种或多种微生物菌株:P0032_C7,P0048_B9,P0050_F5(也被称为S2199),P0035_B2(也被称为S2145,NRRL保藏号B-67091),P0020_B1,P0047_A1(也被称为S2284,NRRL保藏号B-67102),P0033_E1(也被称为S2177),P0032_A8(也被称为S2181,NRRL保藏号B-67099),P0049_E7,P0042_A8(也被称为S2167),P0042_D5(也被称为S2165),P0042_B2(也被称为S2168,NRRL保藏号B-67096),P0042_B12(也被称为S2189),P0042_C2(也被称为S2173,NRRL保藏号B-67098),P0042_D10(也被称为S2172,NRRL保藏号B-67097),P0044_A3(也被称为S2476),P0018_A11,P0044_A5,P0047_E2,P0047_C1,P0038_D2或S2166,P0042_E1,P0047_E8,P0018_A1,S2159_P0058_B9(NRRL保藏号B-67092),S2161_P0054_E8(NRRL保藏号B-67094),S2164_P0054_F4,P0057_A3(也被称为S2160,NRRL保藏号B-67093),S2142_P0061_E11,S2163_P0019_A12(NRRL保藏号B-67095),P0147_D10(也被称为S2291,NRRL保藏号B-67104),P0147_G10(也被称为S2292,NRRL保藏号B-67105),P0160_F7(也被称为S2351),P0140_C10(也被称为S2300,NRRL保藏号B-67107),S2387,P0157_G5(也被称为S2303,NRRL保藏号B-67108),P0160_E1(也被称为S2374),P0134_G7(也被称为S2280),S2384(NRRL保藏号B-67112),S2275(NRRL保藏号B-67101),S2278,S2373(NRRL保藏号B-67109),S2370,S2293(NRRL保藏号B-67106)、S2382(NRRL保藏号B-67111),P0132_A12,P0132_C12,P0140_D9,P0173_H3(也被称为S2404),S2385(NRRL保藏号B-67113),S2197(NRRL保藏号67100),S2285(NRRL保藏号B-67103),S2477,S2376,S2420,S2424,S2445,S2333,S2329,S2327,S2330,S2423(NRRL保藏号B-67115),S2435,S2158,S2437,S2332,S2521,S2228,S2473,P0156_G2,P0154_G3,S2487,S2488,S2421(NRRL保藏号B-67114),P0105_C5,P0154_H3,P0156_G1,S1112(NRRL保藏号B-67090),S2375(NRRL保藏号B-67110)和S2669(NRRL保藏号B-67117),S2651,S2652,S2653,S2654,S2655,S2656,S2668,S2644(NRRL保藏号B-67116),S2328,S2646,S2834(NRRL保藏号B-67441),S2381(NRRL保藏号B-67442),S2543(NRRL保藏号B-67443),S2695(NRRL保藏号B-67444),S2700(NRRLB保藏号67445),S2837(NRRL保藏号B-67446),S2839(NRRL保藏号B-67447),S2876(NRRL保藏号B-67448),S2871(NRRL保藏号B-67440),S2145-2(NRRL B-67331),S2292-2(NRRL B-67332),S2300-2(NRRL B-67333),S2303-2(NRRL B-67334),S2375-2(NRRL B-67335),S2382-2(NRRL B-67336),S2423-2(NRRL B-67337),S2669-2(NRRL B-67338),及其任何组合和由其衍生的菌株,或其培养物。在某些实施方式中,所述微生物组合物包含至少2种、至少3种、至少4种、至少5种、至少10种或至少20种本文中公开的微生物菌株。在另一个实施方式中,所述微生物组合物包含多种本文中公开的菌株。
在某些实施方式中,所述微生物组合物包含至少1种、至少2种、至少3种、至少4种、至少5种、至少10种或至少20种选自下述的微生物菌株:P0032_C7,P0048_B9,P0050_F5(也被称为S2199),P0035_B2(也被称为S2145,NRRL保藏号B-67091),P0020_B1,P0047_A1(也被称为S2284,NRRL保藏号B-67102),P0033_E1(也被称为S2177),P0032_A8(也被称为S2181,NRRL保藏号B-67099),P0049_E7,P0042_A8(也被称为S2167),P0042_D5(也被称为S2165),P0042_B2(也被称为S2168,NRRL保藏号B-67096),P0042_B12(也被称为S2189),P0042_C2(也被称为S2173,NRRL保藏号B-67098),P0042_D10(也被称为S2172,NRRL保藏号B-67097),P0044_A3(也被称为S2476),P0018_A11,P0044_A5,P0047_E2,P0047_C1,P0038_D2或S2166,P0042_E1,P0047_E8,P0018_A1,S2159_P0058_B9(NRRL保藏号B-67092),S2161_P0054_E8(NRRL保藏号B-67094),S2164_P0054_F4,P0057_A3(也被称为S2160,NRRL保藏号B-67093),S2142_P0061_E11,S2163_P0019_A12(NRRL保藏号B-67095),P0147_D10(也被称为S2291,NRRL保藏号B-67104),P0147_G10(也被称为S2292,NRRL保藏号B-67105),P0160_F7(也被称为S2351),P0140_C10(也被称为S2300,NRRL保藏号B-67107),S2387,P0157_G5(也被称为S2303,NRRL保藏号B-67108),P0160_E1(也被称为S2374),P0134_G7(也被称为S2280),S2384(NRRL保藏号B-67112),S2275(NRRL保藏号B-67101),S2278,S2373(NRRL保藏号B-67109),S2370,S2293(NRRL保藏号B-67106)、S2382(NRRL保藏号B-67111),P0132_A12,P0132_C12,P0140_D9,P0173_H3(也被称为S2404),S2385(NRRL保藏号B-67113),S2197(NRRL保藏号67100),S2285(NRRL保藏号B-67103),S2477,S2376,S2420,S2424,S2445,S2333,S2329,S2327,S2330,S2423(NRRL保藏号B-67115),S2435,S2158,S2437,S2332,S2521,S2228,S2473,P0156_G2,P0154_G3,S2487,S2488,S2421(NRRL保藏号B-67114),P0105_C5,P0154_H3,P0156_G1,S1112(NRRL保藏号B-67090),S2375(NRRL保藏号B-67110)和S2669(NRRL保藏号B-67117),S2651,S2652,S2653,S2654,S2655,S2656,S2668,S2644(NRRL保藏号B-67116),S2328,S2646,S2834(NRRL保藏号B-67441),S2381(NRRL保藏号B-67442),S2543(NRRL保藏号B-67443),S2695(NRRL保藏号B-67444),S2700(NRRLB保藏号67445),S2837(NRRL保藏号B-67446),S2839(NRRL保藏号B-67447),S2876(NRRL保藏号B-67448),S2871(NRRL保藏号B-67440),S2145-2(NRRL B-67331),S2292-2(NRRL B-67332),S2300-2(NRRL B-67333),S2303-2(NRRL B-67334),S2375-2(NRRL B-67335),S2382-2(NRRL B-67336),S2423-2(NRRL B-67337),S2669-2(NRRL B-67338),或由其衍生的菌株,或其培养物。在另一个实施方式中提供了一种组合物,其包含一种或多种节杆菌属(Arthrobacter)微生物菌株。在另一个实施方式中提供了一种组合物,其包含一种或多种球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)微生物菌株。
在另一个实施方式中提供了一种包含合成微生物聚生体的组合物。在某些实施方式中,合成聚生体包含:(a)第一组微生物,其包含一种或多种促进植物健康、生长和/或产量的微生物;和(b)第二组微生物,其包含提高(直接或间接地)步骤(a)中的第一组微生物中的一种或多种微生物的竞争适合度的一种或多种微生物;其中所述第一和第二组微生物被合并为单一混合物作为合成聚生体。在一个实施方式中,所述合成聚生体还包含在自然界中不在一起存在的微生物菌株。在另一个实施方式中,所述合成聚生体包含在自然界中不以相对于彼此可比的浓度存在的微生物菌株。在合成聚生体的某些实施方式中,所述第一组微生物(上述(a))中的一种或多种微生物提高植物的营养物可利用性和/或营养物摄取。在合成聚生体的某些实施方式中,所述第一组微生物(上述(a))中的一种或多种微生物调节植物激素水平。在合成聚生体的某些实施方式中,所述第一组微生物(上述(a))中的一种或多种微生物表现出选自固氮、IAA生产、ACC脱氨酶活性、磷酸盐增溶和/或铁增溶的一种或多种活性(和/或植物健康、生长和/或产量可能从其获益的任何其他活性)。在合成聚生体的某些实施方式中,所述第一组微生物(上述(a))中的一种或多种微生物抑制或压制植物病原体(例如作为生物除害剂例如选自本文中描述的那些)。在合成聚生体的某些实施方式中,所述第二组微生物(上述(b))中的一种或多种微生物直接提高所述第一组微生物(上述(a))中的一种或多种微生物的竞争适合度。在某些实施方式中,所述第二组微生物中的一种或多种微生物产生提高所述第一组微生物中的一种或多种微生物的竞争适合度的代谢物。例如,所述第二组微生物中的一种或多种微生物产生增加所述第一组微生物中的一种或多种微生物的铁获取的铁载体。在合成聚生体的某些实施方式中,所述第二组微生物(上述(b))中的一种或多种微生物降低微生物的竞争适合度,所述微生物不同于所述第一或第二组微生物(上述(a)和(b))的微生物,并潜在地有害于(例如通过抑制、竞争、排除或以其他方式具有负面影响)所述第一组微生物(上述(a))中的一种或多种微生物的适合度。在合成聚生体的某些实施方式中,所述第二组微生物(上述(b))中的一种或多种微生物产生代谢物,其是杀菌、抑菌的或以其他方式调节微生物的生长,所述微生物不同于所述第一或第二组微生物的微生物,并且有害于(例如通过抑制、竞争、排除或以其他方式具有负面影响)所述第一组微生物(上述(a))中的一种或多种微生物的适合度。例如,所述第二组微生物(上述(b))中的一种或多种微生物产生铁载体,其抑制潜在地有害于所述第一组微生物(上述(a))中的一种或多种微生物的微生物的生长或适合度。因此,所述第二组微生物的功能是直接或间接提高所述第一组微生物的适合度或竞争适合度。在合成聚生体的某些实施方式中,所述第一和第二组微生物被合并,并增补有惰性配方组分。在某些实施方式中,所述合成聚生体及其组合物促进或提高植物的健康、生长和/或产量。在某些实施方式中,根据本申请的合成聚生体或其组合物被施用到植物(或其部分)、种子或幼苗。
在某些实施方式中,本文中描述的微生物组合物例如上述的任何微生物组合物还包含农业有效量的其他物质、化合物或组合物,例如但不限于营养物、肥料、杀螨剂、杀细菌剂、杀真菌剂、杀虫剂、杀微生物剂、杀线虫剂、除害剂或其组合。
在某些实施方式中,所述组合物是化学惰性的,因此它们实质上与施用日程表的任何其他组成成分相容。所述组合物也可与影响植物生长的物质例如肥料、植物生长调节剂等相组合使用,前提是这些化合物或物质是生物相容的。所述组合物也可与生物相容的除害活性剂例如除草剂、杀线虫剂、杀真菌剂、杀虫剂等相组合使用。
在某些实施方式中,所述微生物菌株和组合物还可以采取与增效剂的混合物的形式。增效剂是提高所述活性组合物的活性的化合物,而添加的增效剂本身不必然是有活性的。
在某些实施方式中,所述微生物菌株和组合物还可以采取与抑制剂(例如防腐剂)的混合物的形式,所述抑制剂减少所述活性组合物在施用到植物的栖息地中、植物部分的表面上或植物组织中之后的降解。
所述活性微生物菌株和组合物可以作为与已知肥料、杀螨剂、杀细菌剂、杀真菌剂、杀虫剂、杀微生物剂、杀线虫剂、除害剂或其任何组合的混合物使用,以便以这种方式例如拓宽作用范围或防止对除害剂的耐药性的发生。在许多情况下,协同效应,即所述混合物的活性可以超过单独组分的活性。也考虑到了与其他已知活性化合物例如生长调节剂、安全剂和/或化学信息素的混合物。
在某些实施方式中,所述组合物可以包括至少一种化学或生物肥料。在所述组合物中使用的至少一种化学或生物肥料的量可以根据最终制剂以及待处理的植物和种子的尺寸而变。在某些实施方式中,使用的所述至少一种化学或生物肥料以整个制剂计为约0.1%w/w至约80%w/w。在某些实施方式中,所述至少一种化学或生物肥料以约1%w/w至约60%>w/w,并且在某些实施方式中约10%>w/w至约50%w/w的量存在。
所述微生物组合物任选地还包括至少一种生物肥料。适合于本文中的用途并且可以被包括在根据本申请的实施方式的微生物组合物中用于促进植物生长和/或产量的示例性生物肥料包括微生物、动物、细菌、真菌、遗传物质、植物和活的生物体的天然产物。在这些组合物中,所述微生物在与另外的生物体配制之前被分离。例如,微生物例如但不限于无色杆菌属(Achromobacter)、白粉寄生菌属(Ampelomyces)、短梗霉属(Aureobasidium)、孤单螺菌属(Azospirillum)、固氮菌属(Azotobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、白僵菌属(Beauveria)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、假丝酵母属(Candida)、毛壳菌属(Chaetomium)、虫草属(Cordyceps)、隐球酵母属(Cryptococcus)、德巴利酵母属(Dabaryomyces)、代尔夫特菌属(Delftia)、欧文氏菌属(Erwinia)、Exophilia、粘帚霉属(Gliocladium)、草螺菌属(Herbaspirillum)、乳杆菌属(Lactobacillus)、马利亚霉属(Mariannaea)、微球菌属(Microccocus)、拟青霉属(Paecilomyces)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、泛菌属(Pantoea)、毕赤酵母属(Pichia)、根瘤菌属(Rhizobium)、酿酒酵母属(Saccharomyces)、掷孢酵母属(Sporobolomyces)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、篮状菌属(Talaromyces)和木霉属(Trichoderma)的物种,可以被提供在具有微生物的组合物中。也考虑到了根据本发明实施方式的微生物组合物与美国专利申请公布号US20030172588A1、US20030211119A1、US20130276493、US20140082770、美国专利号7,084,331、7,097,830、7,842,494、PCT申请号WO2010109436A1、WO2013158900和WO2013090628中公开的微生物的组合使用。
在某些实施方式中,所述组合物可以包括至少一种化学或生物除害剂、杀螨剂、杀细菌剂、杀真菌剂、杀虫剂、杀微生物剂、杀线虫剂或其组合。在所述组合物中使用的至少一种化学或生物除害剂、杀螨剂、杀细菌剂、杀真菌剂、杀虫剂、杀微生物剂、杀线虫剂或其组合的量可以根据最终制剂以及待处理的植物和种子的尺寸而变。在某些实施方式中,使用的所述至少一种化学或生物除害剂、杀螨剂、杀细菌剂、杀真菌剂、杀虫剂、杀微生物剂、杀线虫剂或其组合以整个制剂计为约0.1%w/w至约80%w/w。在某些实施方式中,所述至少一种化学或生物除害剂、杀螨剂、杀细菌剂、杀真菌剂、杀虫剂、杀微生物剂、杀线虫剂或其组合以约1%w/w至约60%>w/w、最优选地约10%>w/w至约50%w/w的量存在。
各种不同的化学除害剂对于本领域技术人员来说是显而易见的,并且可以使用。示例性的化学除害剂包括氨基甲酸酯、有机磷酸酯、有机氯和拟除虫菊酯类别中的除害剂。还包括化学防治剂例如但不限于苯菌灵、硼砂、敌菌丹、克菌丹、百菌清,含铜制剂,含有二氯萘醌、氯硝胺、碘、锌的制剂,杀真菌剂例如但不限于杀稻瘟素、霜脲氰、芬瑞莫、氟硅唑、灭菌丹、抑霉唑、异丙洛酮、代森锰、代森锰锌、甲霜灵、氧化萎锈灵、腈菌唑、土霉素、PCNB、五氯苯酚、咪鲜胺、丙环唑、灭螨猛、亚砷酸钠、DNOC钠、次氯酸钠、联苯酚钠、链霉素、硫、戊唑醇、特布曲唑、噻苯咪唑、甲基硫菌灵、三唑酮、三环唑、嗪氨灵、有效霉素、乙烯菌核利、代森锌和福美锌。
在某些实施方式中,所述组合物包括至少一种生物除害剂。适合于本文中的用途并且可以被包括在用于预防植物病原性疾病的微生物组合物中的示例性生物除害剂包括微生物、动物、细菌、真菌、遗传物质、植物和活的生物体的天然产物。在这些组合物中,所述微生物在与另外的生物体配制之前被分离。例如,微生物例如但不限于节杆菌属(Anthrobacter)、白粉寄生菌属(Ampelomyces)、短梗霉属(Aureobasidium)、芽孢杆菌属(Bacillus)、白僵菌属(Beauveria)、假丝酵母属(Candida)、毛壳菌属(Chaetomium)、虫草属(Cordyceps)、隐球酵母属(Cryptococcus)、德巴利酵母属(Dabaryomyces)、欧文氏菌属(Erwinia)、Exophilia、粘帚霉属(Gliocladium)、马利亚霉属(Mariannaea)、拟青霉属(Paecilomyces)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、泛菌属(Pantoea)、毕赤酵母属(Pichia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、掷孢酵母属(Sporobolomyces)、链霉菌属(Streptomyces)、篮状菌属(Talaromyces)和木霉属(Trichoderma)的物种,可以被提供在具有本文中公开的微生物的组合物中,其中产气菌(Muscodor)属的真菌菌株是优选的。也考虑到了所述微生物组合物与美国专利号7,518,040、美国专利号7,601,346和美国专利号6,312,940中公开的微生物拮抗剂的组合使用。
可以与微生物菌株和组合物合并在组合物中的真菌的实例包括但不限于产气菌属(Muscodor)物种、粉虱座壳孢(Aschersonia aleyrodis)、球孢白僵菌(Beauveriabassiana)(“白毒蝇碱”)、布氏白僵菌(Beauveria brongniartii)、蜡叶芽枝霉(Chladosporium herbarum)、棒形虫草(Cordyceps clavulata)、Cordyceps entomorrhiza、多枝虫草(Cordyceps facis)、细虫草(Cordyceps gracilis)、Cordycepsmelolanthae、蛹虫草(Cordyceps militaris)、蚁虫草(Cordyceps myrmecophila)、Cordyceps ravenelii、中华虫草(Cordyceps sinensis)、蜂头虫草(Cordycepssphecocephala)、长头虫草(Cordyceps subsessilis)、单侧生虫草(Cordycepsunilateralis)、变形虫草(Cordyceps variabilis)、Cordyceps washingtonensis、棒孢除蚊菌(Culicinomyces clavosporus)、蝗噬虫霉(Entomophaga grylli)、舞毒蛾噬虫霉(Entomophaga maimaiga)、蝇虫霉(Entomophaga muscae)、Entomophaga praxibulli、菜蛾虫霉(Entomophthora plutellae)、砖红镰刀菌(Fusarium lateritium)、球囊霉属(Glomus)物种、桔形被毛孢(Hirsutella citriformis)、汤普松多毛孢(Hirsutellathompsoni)、金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae)(“绿毒蝇碱”)、黄绿绿僵菌(Metarhizium flaviride)、白色产气菌(Muscodor albus)、佛罗里达新接霉(Neozygitesfloridana)、莱氏野村菌(Nomuraea rileyi)、粉拟青霉(Paecilomyces farinosus)、玫烟色拟青霉(Paecilomyces fumosoroseus)、新蚜虫疠霉(Pandora neoaphidis)、球孢白僵菌(Tolypocladium cylindrosporum)、蜡蚧轮枝菌(Verticillium lecanii)、根虫瘟霉(Zoophthora radicans)和菌根物种例如双色蜡蘑(Laccaria bicolor)。其他真菌除害(mycopesticidal)物种对于本领域技术人员来说是显而易见的。
在另一个实施方式中,本文公开的PGPM组合物、聚生体和方法可用于处理遗传修饰的植物或种子或转基因植物或种子。当在本文中使用时,术语“遗传修饰的”打算意指含有在操作之前不存在于该物种或菌株中的遗传性状、基因座或序列的任何物种。遗传修饰的植物可以是转基因、顺基因(cis-genic)、基因组编辑或育种的,以含有新的遗传性状、基因座或序列。遗传修饰的植物可以通过本领域技术人员已知的手段来制备,例如通过轰击转化、通过Cas/CRISPR或TALENS系统或通过育种技术。当在本文中使用时,“性状”是遗传修饰的植物包括但不限于转基因植物的新的或修饰的基因座或序列。性状可能为所述遗传修饰的植物提供除草剂或昆虫抗性。当在本文中使用时,“转基因”植物、植物部分或种子含有至少一个异源基因,其允许不天然存在于所述植物中的多核苷酸或多肽的表达。转基因种子中的异源基因可以源自于例如芽孢杆菌属(Bacillus)、根瘤菌属(Rhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、沙雷氏菌属(Serratia)、木霉属(Trichoderma)、棒形杆菌属(Clavibacter)、球囊霉属(Glomus)或粘帚霉属(Gliocladium)物种的微生物。
另一个实施方式涉及一种提高植物虫害组合物的耐久性的方法,所述方法包括向植物或种植区域提供植物保护组合物,以及向所述植物或种植区域提供本文中描述的PGPM组合物、聚生体和方法,其中本文中描述的PGPM组合物、聚生体和方法具有与所述植物保护组合物不同的作用方式。
本公开还提供了含有至少一种分离的微生物菌株或其培养物例如本文中所描述的任一者和载体的组合物。所述载体可以是赋予各种不同性质例如提高的稳定性、可润湿性、分散性能等的大量载体中的任一者或多者。在所述实施方式的组合物中可以包括润湿剂例如天然或合成的表面活性剂,其可以是非离子型或离子型表面活性剂或其组合。乳液例如油包水乳液,也可用于配制包含至少一种本发明实施方式的分离的微生物的组合物(参见例如美国专利号7,485,451)。可以制备的适合制剂包括可润湿粉剂、颗粒剂、凝胶、琼脂条或丸粒、增稠剂等,微包胶的粒子等,液体例如水性流动剂(flowables)、水性悬液、油包水乳液等。所述制剂可以包括谷类或豆类产品(例如磨碎的谷类或豆类、源自于谷物或豆类的浓汤或面粉)、淀粉、糖或油。所述载体可以是农用载体。在某些优选实施方式中,所述载体是种子,并且所述组合物可以被施用或涂层在所述种子上或允许其饱和所述种子。
在某些实施方式中,所述农用载体可以是土壤或植物生长培养基。可以使用的其他农用载体包括肥料、基于植物的油、保湿剂或其组合。在某些实施方式中,农用载体不只包括水作为载体。可选地,所述农用载体可以是固体例如硅藻土、壤土、二氧化硅、藻酸盐、粘土、膨润土、蛭石、种子壳、其他动植物产品或组合,包括颗粒、丸粒或悬液。也设想了任何上述成分的混合物作为载体,例如但不限于Pesta(面粉和高岭土)、壤土、砂或粘土中的基于琼脂或面粉的丸粒等。制剂可以包括用于所培养生物体的食物来源例如大麦、水稻,或其他生物材料例如种子、植物部分、甘蔗渣、来自于谷物加工的壳或秸秆、磨碎的植物材料(“庭院废弃物”)、堆肥或来自于建筑工地废弃物的木材、锯末或来自于纸张、织物或木材的回收利用的小纤维。其他适合的农用载体对于本领域技术人员来说是已知的。
在某些实施方式中,适合于本文描述的组合物的载体是有机载体。所述有机载体包括但不限于、泥炭、草炭、滑石、褐煤、高岭石、叶蜡石、沸石、蒙脱石、藻酸盐、压滤泥浆、锯末和蛭石。滑石是被称为块滑石或皂石的天然矿物,由各种不同的矿物与氯化物和碳酸盐相组合构成。在化学上,它被称为硅酸镁,可以作为粉末形式从工业获得,适用于广泛应用。滑石具有相对疏水性、低的水分平衡、化学惰性、低的吸湿性,并且它防止形成水合物桥,从而能够具有较长的储存时间。泥炭(草炭)是在潮湿条件下通过各种不同植物和苔藓的分解而形成的碳化植物组织。泥炭通过水生植物和半水生植物如莎草、芦苇、灯芯草和苔藓的连续层的缓慢腐烂形成。压滤泥浆是制糖工业的副产物。蛭石是一种轻云母状矿物,用于改善通气和保湿性。在某些实施方式中,本文所描述的具有有机载体的组合物适用于有机农业。其他适合的有机载体对于本领域技术人员来说是已知的。
包含分离的微生物菌株或其培养物的微生物组合物可以采取各种不同的形式,包括但不限于静止培养物,全培养物,细胞、菌丝体和/或菌丝的储用物(特别是甘油储用物),琼脂条,甘油/水中的储存琼脂塞,冷冻干燥储用物,以及干燥的储用物例如冻干物或在滤纸或谷物种子上干燥的菌丝体。正如本文中所定义的,“分离的培养物”或语法同义语当在本公开和本领域中使用时,应该被理解为意味着所述指称的培养物是培养液、沉淀、刮擦物、干燥样品、冻干物或部分(例如菌丝或菌丝体),或支持物、容器或介质例如板、纸、滤器、基质、稻草、移液管或移液器吸头、纤维、针头、凝胶、拭子、管、小瓶、颗粒等,它们含有单一类型的生物体。微生物拮抗剂的分离的培养物是所述微生物的培养液或刮擦物、沉淀、干燥制备物、冻干物或切片,或含有所述微生物的支持物、容器或介质,并且不存在其他生物体。
在某些实施方式中,所述组合物采取液体形式。例如,在液体形式例如溶液或悬液下,本发明实施方式的微生物可以被混合或悬浮在水或水性溶液中。适合的液体稀释剂或载体包括水、水性溶液、石油馏出物或其他液体载体。
在某些实施方式中,所述组合物采取固体形式。例如,固体组合物可以通过将所述实施方式的微生物分散在适当分割的固体载体中及其上来制备,所述固体载体例如泥炭、麦粒、麸皮、蛭石、粘土、滑石、膨润土、硅藻土、富勒土、巴氏杀菌土壤等。当这些制剂作为可润湿粉剂使用时,可以使用生物相容的分散剂例如非离子型、阴离子型、两性或阳离子型分散剂和乳化剂。
在一个实施方式中,所述微生物组合物通过本文中所描述的PGPM发挥作用的一种或多种机制促进植物健康、生长和/或产量。在某些实施方式中,本文设想的组合物通过充当微生物肥料、植物疾病的生物防治剂和/或植物抗性的诱导物来提高作物的生长和产量。所述组合物与其他生物肥料剂相同,可能具有高的安全系数,因为它们通常不烧伤或损伤植物。在某些实施方式中,生物防治剂包含细菌、真菌、酵母、原生动物、病毒、昆虫病原线虫、植物提取物、蛋白质、核酸、次生代谢物和/或接种剂。
正如在整个本申请中所描述的,提高植物生长和植物产量可以通过向宿主植物或宿主植物的部分施用一种或多种所述组合物来实行。所述组合物可以以相对于未处理的对照有效提高植物生长或产量的量施用。所述活性组分以足以在施用到植物时提高所述目标植物的生长的浓度使用。正如对本领域技术人员来说显而易见的,有效浓度可能随着各种不同因素而变,例如(a)所述植物或农产品的类型;(b)所述植物或农产品的生理状况;(c)影响所述植物或农产品的病原体的浓度;(d)所述植物或农产品上疾病伤害的类型;(e)天气条件(例如温度、湿度);和(f)植物疾病的阶段。典型的施用浓度为约10至1x1014菌落形成单位(cfu)/种子,包括约1x103cfu/种子、或约1x104cfu/种子、1x105cfu/种子、或约1x106cfu/种子、或约1x107cfu/种子、或约1x108cfu/种子、或约1x109cfu/种子、或约1x1010cfu/种子、或约1x1011cfu/种子、或约1x1012cfu/种子或约1x1013cfu/种子,包括约1x103至1x108cfu/种子、约1x103至1x107cfu/种子、约1x103至1x105cfu/种子、约1x103至1x106cfu/种子、约1x103至1x104cfu/种子、约1x103至1x109cfu/种子、约1x103至1x1010cfu/种子、约1x103至1x1011cfu/种子、约1x103至1x1012cfu/种子、约1x103至1x1013cfu/种子、约1x104至1x108cfu/种子、约1x104至1x107cfu/种子、约1x104至1x105cfu/种子、约1x104至1x106cfu/种子、约1x104至1x109cfu/种子、约1x104至1x1010cfu/种子、约1x1011至1x109cfu/种子、约1x104至1x1012cfu/种子、约1x104至1x1013cfu/种子、约1x105至1x107cfu/每颗种子、约1x105至1x106cfu/每颗种子、约1x105至1x108cfu/每颗种子、约1x105至1x109cfu/每颗种子、约1x105至1x1010cfu/每颗种子、约1x105至1x1011cfu/每颗种子、约1x105至1x1012cfu/每颗种子、约1x105至1x1013cfu/每颗种子、约1x106至1x108cfu/每颗种子、约1x106至1x107cfu/每颗种子、约1x106至1x109cfu/每颗种子、约1x106至1x1010cfu/每颗种子、约1x106至1x1011cfu/每颗种子、约1x106至1x1012cfu/每颗种子、约1x106至1x1013cfu/每颗种子、约1x107至1x108cfu/每颗种子、约1x107至1x109cfu/每颗种子、约1x107至1x1010cfu/每颗种子、约1x107至1x1011cfu/每颗种子、约1x107至1x1012cfu/每颗种子、约1x107至1x1013cfu/每颗种子、约1x108至1x109cfu/每颗种子、约1x108至1x1010cfu/每颗种子、约1x108至1x1011cfu/每颗种子、约1x108至1x1012cfu/每颗种子、约1x108至1x1013cfu/每颗种子、约1x109至1x1010cfu/每颗种子、约1x109至1x1011cfu/每颗种子、约1x109至1x1012cfu/每颗种子、约1x109至1x1013cfu/每颗种子、约1x1010至1x1011cfu/每颗种子、约1x1010至1x1012cfu/每颗种子、约1x1010至1x1013cfu/每颗种子、约1x10111至1x1012cfu/每颗种子、约1x1011至1x1013cfu/每颗种子和约1x1012至1x1013cfu/每颗种子。当在本文中使用时,术语“菌落形成单位”或“cfu”是能够在有利条件下生长并产生微生物菌株的菌落的单位。所述cfu计数用于估算样品中活的结构或细胞的数目。在某些实施方式中,浓度是每毫升载体(液体组合物)或每克载体(干燥制剂)约1至约100mg干细菌物质的浓度。在某些实施方式中,所述浓度在1X102至约1X1010细胞/mL的范围内,例如浓度在1X105至1X109细胞/mL所述组合物或载体的范围内。
在某些实施方式中,所述组合物中一种或多种微生物的量可能随着最终制剂以及所使用的植物或种子的尺寸或类型而变。优选地,所述组合物中的所述一种或多种微生物以整个制剂的约0.01%w/w至约80%w/w存在。在某些实施方式中,在所述组合物中使用的所述一种或多种微生物的干重以整个制剂计为约0.01%、0.1%、1%、5%w/w至约65%w/w,最优选为约1%w/w至约60%w/w。
所述微生物组合物可以使用各种不同的常规方法施用到所述目标植物(或其部分),所述方法例如撒粉、涂层、注射、摩擦、滚压、浸泡、喷洒或刷涂,或不严重损伤待处理目标植物的任何其他适合的技术。示例性的方法包括但不限于用微生物细胞的悬液接种生长培养基或土壤和用微生物细胞和/或孢子涂层植物种子。
还提供了通过将各种不同的惯用制剂中的任一者以有效量施用到土壤(即在犁沟中)、植物的部分(即浸泡)或种植前的种子上(即种子涂层或拌种)来处理植物的方法。惯用制剂包括溶液、可乳化浓缩物、可润湿粉剂、悬液浓缩物、可溶性粉剂、颗粒剂、悬液-乳液浓缩物、用活性化合物浸渍的天然和合成材料和非常细小的在聚合物质中的受控释放胶囊。在某些实施方式中,所述微生物组合物被配制成粉剂,其可用于即用型制剂或在使用时混合在一起。在任一实施方式中,可以在种植之前或当时将所述粉剂与土壤混合。在可选实施方式中,所述促进植物生长的药剂或生物防治剂中的一者或两者是液体制剂,其在处理时混合在一起。本领域普通技术人员理解,所描述的组合物的有效量取决于所述组合物的最终制剂以及待处理的植物的尺寸或种子的尺寸。
取决于最终制剂和施用方法,也可以将一种或多种适合的种子添加剂(添加剂)引入到所述组合物中。胶黏剂例如羧甲基纤维素和采取粉剂、颗粒剂或乳胶形式的天然和合成聚合物例如阿拉伯胶、几丁质、聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯,以及天然磷脂例如脑啡肽和卵磷脂和合成磷脂、海藻糖、甘露糖醇、山梨糖醇、肌醇、槐糖、麦芽三糖、葡萄糖、(+)-半乳糖、甲基-β-D-吡喃半乳糖苷、安全剂、脂质-壳寡糖、三葡萄糖胺脂质甘氨酸盐、异黄酮和兰尼碱受体调节剂,可以添加到本发明的组合物。
在某些实施方式中,所述组合物被配制成单一稳定溶液或乳液或悬液。对于溶液来说,通常将所述活性化学化合物溶解在溶剂中,然后添加所述生物药剂。适合的液体溶剂包括基于石油的芳香族化合物例如二甲苯、甲苯或烷基萘、脂族烃类例如环己烷或石蜡例如石油馏分、矿物油和植物油、醇类例如丁醇或乙二醇及其醚和酯、酮类例如甲乙酮、甲基异丁基酮或环己酮、强极性溶剂例如二甲基甲酰胺和二甲基亚砜。对于乳液或悬液来说,所述液体介质是水。在一个实施方式中,将所述化学药剂和生物药剂悬浮在分开的液体中并在施用时混合。在悬液的优选实施方式中,所述化学药剂和生物药剂被合并在即用型制剂中,其表现出合理长的储存期限。在使用中,所述液体可以被喷洒或者可以作为雾化喷剂向叶面施用或在种植作物时在犁沟内施用。所述液体组合物可以利用本领域已知的各种不同技术、包括但不限于滴灌、喷洒、土壤注入或土壤浸湿,以有效的量在种子萌发之前引入到种子上(即种子涂层或拌种)或土壤(即犁沟中),或者直接引入到与根相接触的土壤。任选地,可以添加稳定剂和缓冲剂,包括碱金属和碱土金属盐,以及有机酸例如柠檬酸和抗坏血酸、无机酸例如盐酸或硫酸。也可以添加杀生物剂,其可以包括甲醛或甲醛释放剂以及苯甲酸的衍生物例如对羟基苯甲酸。
种子涂层制剂
一方面,本文中描述的微生物菌株、培养物和/或组合物被配制成种子处理剂。在某些实施方式中,可以使用常规方法包括但不限于混合、喷雾或其组合,通过使用特别设计和制造以准确、安全且高效地向种子施用种子处理产品的处理剂施用设备,将种子部分地或基本上均匀地用本文中公开的微生物菌株、培养物和/或组合物的一个或多个层涂层。
在某些实施方式中,可以使用例如但不限于旋转涂布机、鼓式涂布机、流化床技术、喷动床、旋转喷雾或其组合的涂层技术对种子进行涂层。诸如本实施方式的液体种子处理剂可以例如通过旋转“雾化器”盘或喷嘴来施用,它们在种子移动时通过喷雾模式将所述种子处理剂均匀地分布到所述种子上。在某些实施方案中,然后将所述种子混合或翻滚另外的一段时间,以实现另外的处理剂分布和干燥。所述种子可以在用所述组合物涂层之前引发或不引发,以提高萌发和出苗的均匀性。在可选实施方式中,可以将干粉制剂计量加入到移动的种子上,并使其混合直至完全分布开。
其他方面提供了用所述主题微生物组合物处理过的种子。一个实施方式提供了至少一部分表面区域涂层有根据本发明实施方式的微生物组合物的种子。在一个实施方式中,所述微生物处理过的种子具有每颗种子约1x102至约1x1010的微生物菌株或孢子浓度或微生物细胞浓度。所述种子也可以具有每颗种子更多的孢子或微生物细胞。所述微生物孢子和/或细胞可以自由涂层在所述种子上,或者优选地,它们在涂层在所述种子上之前可以被配制成液体或固体组合物。例如,包含所述微生物的固体组合物可以通过将固体载体与所述孢子的悬液混合直至所述固体载体浸渍有所述孢子或细胞悬液来制备。然后可以将这种混合物干燥以获得所需粒子。
在某些其他实施方式中,所述微生物组合物含有能够保护种子免于选择性除草剂的有害效应的功能性药剂例如活性炭、营养物(肥料)以及能够提高萌发和产品质量的任何其他药剂或其组合。
本领域中已知的种子涂层方法和组合物,当它们通过添加本文中公开的组合物之一进行改良时,可能是特别有用的。这些涂层方法和应用它们的装置被公开在例如但不限于美国专利号5,918,413、5,554,445、5,389,399、4,759,945和4,465,017中。种子涂层组合物被公开在例如美国专利申请号US20100154299、美国专利号5,939,356、5,876,739,5,849,320、5,791,084,5,661,103、5,580,544,5,328,942、4,735,015、4,634,587、4,372,080、4,339,456和4,245,432中,它们全都通过引用并入本文。
可以向包含本文公开的组合物的种子处理制剂添加各种不同的添加剂。可以添加粘合剂,它们包括优选地由胶黏性聚合物构成的粘合剂,所述聚合物可以是天然或合成的,并且对待涂层的种子没有植物毒性效应。所述粘合剂可以选自聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物、纤维素包括乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、多糖包括淀粉、改性淀粉、糊精、麦芽糖糊精、藻酸盐和壳聚糖、脂肪、油类、蛋白质包括明胶和玉米醇溶蛋白、阿拉伯胶、虫胶、偏氯乙烯和偏氯乙烯共聚物、木质素磺酸钙、丙烯酸共聚物、聚丙烯酸乙烯酯、聚氧化乙烯、丙烯酰胺聚合物和共聚物、聚丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酰胺单体和聚氯丁烯。
可以使用各种不同的着色剂添加剂中的任一者,包括有机生色团,其被分类为亚硝基、硝基、偶氮包括单偶氮、双偶氮和多偶氮化合物、吖啶、蒽醌、嗪、二苯基甲烷、吲达胺、吲哚酚、甲川、噁嗪、酞菁、噻嗪、噻唑、三芳基甲烷、呫吨。可以添加的其他添加剂包括微量营养物例如铁、锰、硼、铜、钴、镍、钼和锌的盐。可以使用聚合物或其他粉尘控制剂将所述处理剂保留在种子表面上。
在某些特定实施方式中,除了所述微生物细胞或孢子之外,所述涂层还可以包含粘附物层。所述粘附物应该是无毒、可生物降解和粘附的。这些材料的实例包括但不限于聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物、纤维素例如甲基纤维素、羟甲基纤维素和羟甲基丙基纤维素、葡聚糖、藻酸盐、糖、糖蜜、聚乙烯吡咯烷酮、多糖、蛋白质、脂肪、油类、阿拉伯胶、明胶、糖浆和淀粉。更多的实例可以在例如美国专利号7,213,367和美国专利申请号US20100189693中找到,它们通过引用并入本文。
种子处理制剂中还可包括各种不同的添加剂,例如粘附物、分散剂、表面活性剂、营养物和缓冲成分。其他种子处理添加剂包括但不限于涂层剂、湿润剂、缓冲剂和多糖。可以向所述种子处理制剂添加至少一种农业上可接受的载体,例如水、固体或干粉。所述干粉可以源自于各种不同的材料,例如碳酸钙、石膏、蛭石、滑石、腐殖质、活性炭和各种不同的磷化合物。
在某些实施方式中,所述种子涂层组合物可以包含至少一种填充剂,其是有机或无机的天然或合成的组分,将所述活性组分与其合并以便于将它施用到所述种子上。在某些实施方式中,所述填充剂是惰性固体例如粘土、天然或合成的硅酸盐、二氧化硅、树脂、蜡、固体肥料(例如铵盐)、天然土壤矿物质例如高岭土、粘土、滑石、石灰、石英、硅镁土、蒙脱土、膨润土或硅藻土,或合成的矿物质例如二氧化硅、氧化铝或硅酸盐,特别是硅酸铝或硅酸镁。
所述种子处理制剂可能还包含以下一种或多种成分:其他除害剂,包括仅在地下起作用的化合物;杀真菌剂,例如克菌丹、福美双、甲霜灵、咯菌腈、恶霜灵以及每种这些物质的异构体等;除草剂,包括选自草甘膦、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、乙酰胺、三嗪、二硝基苯胺、甘油醚、哒嗪酮、尿嘧啶,苯氧基、脲和苯甲酸类的化合物;除草安全剂,例如苯并噁嗪、二苯甲基衍生物、N,N-二烯丙基二氯乙酰胺、各种二卤代酰基、噁唑烷基和噻唑烷基化合物、乙酮、萘二甲酸酐化合物和肟衍生物;化学肥料;生物肥料;以及生物防治剂,例如来自于根瘤菌属(Rhizobium)、芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、沙雷氏菌属(Serratia)、木霉属(Trichoderma)、球囊菌属(Glomus)、粘帚霉属(Gliocladium)和菌根真菌(mycorrhizal fungi)的其他天然存在或重组的细菌和真菌。这些成分可以作为分开的层添加到所述种子上,或者可选地可以作为所述实施方式的种子涂层组合物的一部分添加。
在某些实施方式中,在所述种子处理中使用的组合物或其他成分的量应该不限制所述种子的萌发或对所述种子造成植物毒性损伤。
所述在本申请的组合物中用于处理种子的制剂,可以采取悬液、乳液、粒子在水性介质(例如水)中的浆液、可润湿粉剂、可润湿颗粒剂(干悬浮剂)和干颗粒剂的形式。如果配制成悬液或浆液,则所述活性成分在所述制剂中的浓度为以重量计(w/w)约0.5%至约99%、5%-40%或由本领域技术人员另行制定。
在某些实施方式中,其他常规的无活性或惰性成分可以被并入到所述种子处理制剂中。这些惰性成分包括但不限于常规粘着剂;分散剂例如甲基纤维素,例如充当组合的分散剂/粘着剂以用于种子处理;聚乙烯醇;卵磷脂,聚合物分散剂(例如聚乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯);增稠剂(例如粘土增稠剂,以提高黏度并减少颗粒悬液的沉降);乳液稳定剂;表面活性剂;防冻化合物(例如脲),染料,着色剂等。在本申请的实施方式中有用的其他惰性成分可以在McCutcheon’s,vol.1,《乳化剂和去污剂》(Emulsifiers and Detergents),MCPublishing Company,Glen Rock,N.J.,U.S.A.,1996中找到。在本申请的实施方式中有用的另外的惰性成分可以在McCutcheon’s,vol.2,《功能性材料》(Functional Materials),MC Publishing Company,Glen Rock,N.J.,U.S.A.,1996中找到。
本申请的涂层制剂可以通过各种不同的方法施用到种子,包括但不限于但不限于在容器(例如瓶子或袋子)中混合、机械涂覆、翻滚、喷涂和浸泡。各种不同的活性或惰性材料可用于将种子与所述微生物组合物相接触,例如常规的膜涂层材料包括但不限于基于水的膜涂层材料如SEPIRETTM(Seppic,Inc.,N.J.)和OPACOATTM(Berwind Pharm.Services,P.A.)。
用于种子处理的根据本申请的实施方式的组合物的量将随着种子的类型和活性成分的类型而变,但所述处理将包括将所述种子与农业有效量的所描述的组合物相接触。正如本文中讨论的,有效量意味着所描述的组合物的足以引起有益或所需结果的量。有效量可以在一次或多次施药中施药。
除了所述涂层之外,所述种子还可以用一种或多种下述成分处理:其他除害剂,包括杀真菌剂和除草剂;除草安全剂;肥料和/或生物防治剂。这些成分可以作为分开的层添加,或者可选地可以添加在所述涂层中。
本申请的实施方式的种子涂层制剂可以使用各种不同的技术和机器施用到所述种子,例如流化床技术、辊磨法、Rotostatic种子处理机和鼓式涂布机。其他方法例如喷动床也可能有用。所述种子可以在涂层之前预先按尺寸筛分。在某些实施方式中,在涂层后,将所述种子干燥,然后转移到筛分机进行筛分。这些程序对于专业技术人员来说是已知的。
所述微生物处理过的种子也可以用薄膜外敷层包封以保护所述涂层。这些外敷层在本领域中是已知的,并且可以使用流化床和鼓式涂膜技术以及本领域中已知的任何其他适合方法来施加。
在另一个实施方式中,本申请的微生物菌株、分离物、培养物和/或组合物可以利用固体基质引发引入到种子上。例如,可以将一定量所描述的组合物与固体基质材料混合,然后可以使所述种子与所述固体基质材料接触一段时间,以允许所述组合物被引入到所述种子。然后可以任选地将所述种子与所述固体基质材料分离开并储存或使用,或者可以将所述固体基质材料加上种子的混合物储存或直接种植。有用的固体基质材料可以包括聚丙烯酰胺、淀粉、粘土、二氧化硅、氧化铝、土壤、砂、聚脲、聚丙烯酸酯或能够吸收或吸附所述组合物一段时间并将该组合物释放到所述种子中或其上的任何其他材料。确保所述组合物和所述固体基质材料彼此相容是有用的。例如,所述固体基质材料应该被选择成使得它可以以合理的速率例如在数分钟、数小时、数天或数月的一段时间内释放所述组合物。
在某些实施方式中,能够萌发以形成植物的任何植物种子都可以用本文中设想的组合物处理。适合的种子包括但不限于谷类、咖啡、甘蓝类作物、纤维作物、花卉、水果、豆类、油料作物、树木、块茎作物、蔬菜以及其他单子叶和双子叶物种的植物的种子。在某些实施方式中,作物种子被涂层,包括但不限于菜豆、胡萝卜、玉米、棉花、禾本科植物、莴苣、花生、胡椒、马铃薯、油菜籽、水稻、黑麦、高粱、大豆、甜菜、向日葵、烟草和番茄种子。在某些实施方式中,将大麦或小麦(春小麦或冬小麦)种子用本发明的组合物涂层。
制备组合物的方法
用于本申请的组合物的微生物的培养物,可以使用本领域中已知的技术包括但不限于标准的静态干燥和液体发酵来制备。生长通常在生物反应器中进行。生物反应器可以具有适合于生长所述微生物(PGPM)的任何形状或尺寸。生物反应器的尺寸和规模可以从10毫升到数升到数立方米不等,并且可以由不锈钢或本领域中已知和使用的任何其他合适的材料制成。所述生物反应器可以是分批式生物反应器、补料分批式或连续式生物反应器(例如连续搅拌反应器)。例如,生物反应器可以是在微生物学领域中已知并用于生长和收获微生物的恒化器。生物反应器可以从任何商业供应商获得(也参见《生物反应器系统设计》(Bioreactor System Design),Asenjo&Merchuk,CRC Press,1995)。对于小规模操作来说,分批生物反应器可用于例如测试和开发新的过程,以及用于不能转换为连续操作的过程。
在生物反应器中生长的微生物或PGPM可以是悬浮的或固定化的。所述生物反应器中的生长通常在好氧条件和适合于生长的温度和pH下。细胞生长可以在5至40℃之间的温度下实现,优选温度在15至30℃、15至28℃、20至30℃或15至25℃的范围内。所述营养培养基的pH可以在4.0至9.0之间变化,但优选的操作范围通常为pH 4.0至7.0或4.5至6.5或pH5.0至6.0的微酸性至中性。通常,最大细胞产量在接种后18-96小时内获得。
用于本申请的微生物培养的最适条件可能取决于具体菌株。然而,借助选择过程中采用的条件和大多数微生物的一般要求,本领域普通技术人员将能够确定必需营养物和条件。所述微生物或PGPM通常将在需氧液体培养物中,在含有可被所述微生物同化并支持高效细胞生长的碳源、氮源和无机盐源的培养基上生长。示例性(但非限制性)碳源是己糖例如葡萄糖,但是其他易于同化的源(例如氨基酸)也可以替代。许多无机和蛋白质材料可以在生长过程中用作氮源。示例性(但非限制性)氮源是氨基酸和尿素,但其他氮源包括气态氨、硝酸盐和铵的无机盐、维生素、嘌呤、嘧啶、酵母提取物、牛肉提取物、
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蛋白胨、大豆粉、酪蛋白水解物、酒糟残液等等。可以并入到营养培养基中的无机矿物质包括能够产生钙、锌、铁、锰、镁、铜、钴、钾、钠、钼酸根、磷酸根、硫酸根、氯、硼酸根等离子的常规盐。在某些实施方式中,将马铃薯葡萄糖液体培养基用于真菌菌株并将R2A肉汤预混料用于细菌菌株。
使用微生物菌株、培养物和/或组合物的方法
其他方面提供了一种处理植物种子的方法,所述方法包括将所述植物种子暴露于或接触到本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物和/或组合物的步骤。
其他方面提供了一种提高植物的生长或产量的方法,所述方法包括向所述植物或植物周围环境施用有效量的本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物和/或组合物。另一方面,提供了一种用于预防、抑制或治疗植物的致病性疾病的发生的方法,所述方法包括向所述植物或植物周围环境施用有效量的本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物和/或组合物。在所述方法的某些实施方式中,在所述宿主植物在宿主植物的生长培养基或土壤中生长之前或同时,将所述微生物菌株在所述生长培养基或土壤中生长。在某些实施方式中,所述微生物菌株在所述植物上建立为植物内生菌。在上述方法的某些实施方式中,将微生物菌株(PGPM)在培养物或组合物中施用到所述植物(或其部分)或植物周围环境(例如直接土壤层或根际),其浓度为同样的微生物菌株在自然界中存在的或在相应的未处理的对照植物(或其部分)或对照植物周围环境中检测到的浓度的至少2x、5x、10x、100x、500x或1000x。在某些实施方式中,一旦施用或施用后,在所述处理过的植物(或其部分)或植物周围环境(例如直接土壤层或根际)中所述微生物菌株(PGPM)的浓度,为所述同样的微生物菌株在未处理的对照植物(或其部分)或对照植物周围环境中存在或检测到的浓度的至少2x、5x、10x、100x、500x或1000x。在上述方法的某些实施方式中,将微生物菌株(PGPM)在培养物或组合物中以高于1X102CFU/mL的浓度施用到所述植物(或其部分)或植物周围环境(例如直接土壤层或根际)。在某些实施方式中,浓度在约1X102至约1X1010CFU/mL的范围内,例如浓度在1X105至1X109CFU/mL的范围内。在某些实施方式中,将微生物菌株(PGPM)在培养物或组合物中以至少1X106CFU/mL的浓度施用到所述植物(或其部分)或植物周围环境(例如直接土壤层或根际),导致在所述处理过的植物、植物部分或植物周围环境中所述微生物菌株的浓度为所述菌株在未处理的植物或其环境中存在的量的至少2x。
在上述方法的某些实施方式中,所述微生物菌株在施用后在所述植物或植物的种子后代上建立为植物内生菌。在这一方面的某些实施方式中,所述引入到植物中的微生物植物内生菌可以是具有促进植物生长的活性、生物防治活性或两种活性的组合的植物内生微生物。以前发现对于微生物植物内生菌在谷类禾本科物种中的引入有效的各种不同方法,在本领域中是已知的。这些方法的实例包括在美国专利申请号20030195117A1、美国专利申请号20010032343A1和美国专利号7,084,331中描述的方法。在某些实施方式中,将所述微生物菌株、分离物、培养物和/或组合物施用到选自土壤、种子、根、花、叶、果实、植物的一部分或整个植物的一个或多个地方。在这种情况下,所述微生物菌株、培养物或组合物可以通过本文中描述的任何递送系统递送到所述植物。
适合于应用所述方法和材料的植物致病性疾病的实例包括但不限于由广范围的致病性真菌引起的疾病。本实施方式的方法优选地应用于对抗对农业、园艺、用于生产生物燃料分子和其他化学品的植物生物质和/或林业重要或引人关注的致病性真菌。在某些实施方式中,所述致病性真菌是致病性假单胞菌属(Pseudomonas)物种(例如青枯假单胞菌(Pseudomonas solanacearum))、叶缘焦枯病菌(Xylella fastidiosa)、青枯罗尔斯通菌(Ralstonia solanacearum)、野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)、解淀粉欧文氏菌(Erwinia amylovora)、镰刀菌属(Fusarium)物种、疫霉属(Phytophthora)物种(例如致病疫霉(P.infestans))、葡萄孢属(Botrytis)物种、小球腔菌属(Leptosphaeria)物种、白粉菌(子囊菌门(Ascomycota))和锈菌(担子菌门(Basidiomycota))等。
感兴趣的植物病原体的非限制性实例包括例如直立顶孢霉(Acremoniumstrictum)、根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)、互隔交链格孢(Alternariaalternata)、茄链格孢(Alternaria solani)、根腐丝囊霉(Aphanomyces euteiches)、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)、罗耳阿太菌(Athelia rolfsii)、出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)、玉米生平脐蠕孢(Bipolaris zeicola)、灰葡萄孢(Botrytiscinerea)、京都丽赤壳(Calonectria kyotensis)、玉蜀黍头孢霉(Cephalosporiummaydis)、苜蓿尾孢(Cercospora medicaginis)、Cercospora sojina、可可刺盘孢(Colletotrichum coccodes)、草莓刺盘孢(Colletotrichum fragariae)、禾生刺盘孢(Colletotrichum graminicola)、白腐垫壳孢(Coniella diplodiella)、雪霉病菌(Coprinopsis psychromorbida)、多主棒孢霉(Corynespora cassiicola)、苍白弯孢霉(Curvularia pallescens)、柱盘孢黑腐病菌(Cylindrocladium crotalariae)、苹果褐斑病菌(Diplocarpon earlianum)、棉色二孢(Diplodia gossyina)、色二孢属物种(Diplodiaspp.)、黑附球菌(Epicoccum nigrum)、黄瓜白粉病菌(Erysiphe dehor acearum)、禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、韭菜尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.tuberosi)、尖孢镰刀菌豌豆专化型(Fusarium proliferatumvar.proliferatum)、腐皮镰刀菌(Fusarium solani)、串珠镰刀菌(Fusariumverticillioides)、狭长孢灵芝(Ganoderma boninense)、白地霉(Geotrichum candidum)、土库曼小丛壳(Glomerella tucumanensis)、葡萄黑腐病菌(Guignardia bidwellii)、玉蜀黍球梗孢(Kabatiella zeae)、苜蓿小光壳(Leptosphaerulina briosiana)、苜蓿黄斑病菌(Leptotrochila medicaginis)、壳球孢(Macrophomina)、菜豆壳球孢(Macrophominaphaseolina)、稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)、稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)、木蓼叉丝壳(Microsphaera manshurica)、桃褐腐病菌(Monilinia fructicola)、香蕉黑条叶斑病菌(Mycosphaerella fijiensis)、草莓球腔菌(Mycosphaerella fragariae)、稻黑孢霉(Nigrospora oryzae)、榆蛇口壳霉(Ophiostoma ulmi)、胡萝卜果胶杆菌(Pectobacteriumcarotovorum)、纹枯病菌(Pellicularia sasakii)(立枯丝核菌(Rhizoctonia solani))、东北霜霉菌(Peronospora manshurica)、豆薯层锈菌(Phakopsora pachyrhizi)、马铃薯坏疽茎点霉(Phoma foveata)、苜蓿茎点霉(Phoma medicaginis)、大豆拟茎点霉种子腐烂病菌(Phomopsis longicolla)、樟疫霉(Phytophthora cinnamomi)、红腐疫霉(Phytophthoraerythroseptica)、草莓疫莓(Phytophthora fragariae)、致病疫霉(Phytophthorainfestans)、苜蓿疫霉(Phytophthora medicaginis)、大雄疫霉(Phytophthoramegasperma)、棕榈疫霉(Phytophthora palmivora)、白叉丝单囊壳(Podosphaeraleucotricha)、苜蓿假盘菌(Pseudopeziza medicaginis)、秆锈病菌亚种(Pucciniagraminis subsp.Tritici)(UG99)、玉米柄锈菌(Puccinia sorghi)、灰梨孢(Pyriculariagrisea)、稻梨孢(Pyricularia oryzae)、终极腐霉(Pythium ultimum)、瓜果腐霉(Pythiumaphanidermatum)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、玉蜀黍丝核菌(Rhizoctoniazeae)、座坚壳属物种(Rosellinia sp.)、核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)、三叶草核盘菌(Sclerotinina trifoliorum)、齐整小核菌(Sclerotium rolfsii)、大豆壳针孢(Septoria glycines)、番茄壳针孢(Septoria lycopersici)、玉米毛球腔菌(Setomelanomma turcica)、羽衣草单囊壳(Sphaerotheca macularis)、马铃薯粉痂菌(Spongospora subterranea)、匐柄霉属物种(Stemphylium sp)、内生集壶菌(Synchytriumendobioticum)、黑粉菌(Thecaphora)(马铃薯楔孢黑粉菌(Angiosorus))、根串珠霉(Thielaviopsis)、印度腥黑粉菌(Tilletia indica)、绿色木霉(Trichoderma viride)、玉蜀黍黑粉菌(Ustilago maydis)、黑白轮枝菌(Verticillium albo-atrum)、大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)、地毯草黄单胞菌(Xanthomonas axonopodis)或稻黄单胞菌稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)。
在某些实施方式中,所述方法和材料在抑制下述病原体的发育中有用:烟曲霉(Aspergillus fumigatus),灰葡萄孢(Botrytis cinerea),甜菜褐斑病菌(Cerposporabetae),刺盘孢属物种(Colletotrichum sp.),弯孢属物种(Curvularia spp.),镰刀菌属物种(Fusarium sp.),狭长孢灵芝(Ganoderma boninense),白地霉(Geotrichumcandidum),赤霉属物种(Gibberella sp.),明梭孢属物种(Monographella sp.),香蕉黑条叶斑病菌(Mycosphaerella fijiensis),棕榈疫霉(Phytophthora palmivora),栎树猝死病菌(Phytophthora ramorum),青霉属物种(Penicillium sp.),终极腐霉(Pythiumultimum),瓜果腐霉(Pythium aphanidermatum),立枯丝核菌(Rhizoctonia solani),根霉属物种(Rhizopus spp.),裂褶菌属物种(Schizophyllum spp.),核盘菌(Sclerotiniasclerotiorum),壳多孢属物种(Stagnospora sp.),大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)或地毯草黄单胞菌(Xanthomonas axonopodis)。在某些实施方式中,所述方法和材料可用于抑制几种商业上重要的植物病原体的发育,包括禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)NRRL-5883、雪腐明梭孢(Monographella nivalis)ATCC MYA-3968、玉蜀黍赤霉(Gibberella zeae)ATCC-16106、Stagnospora nodurum ATCC-26369、禾生刺盘孢(Colletotrichum graminicola)ATCC-34167和青霉属物种(Penicillium sp.)病原体。
在某些实施方式中,所述用于提高植物的生长和产量的方法、包括本文中描述的任何此类方法,还包括在将植物、植物种子或植物幼苗种植在土壤中之前处理所述土壤的步骤。在某些实施方式中,在所述土壤处理步骤中将所述土壤完全或部分灭菌。在某些实施方式中,所述土壤处理方法包括使微波辐射器移动到土壤中,然后从所述微波辐射器向待处理的土壤辐射微波。这种方法的实例可以在例如US20060283364中找到。在某些实施方式中,所述土壤通过压热灭菌法(例如在121℃下1h或其他类似的条件)或通过γ-辐射(50kGy)完全或部分灭菌。在某些实施方式中,所述土壤通过加热、通入蒸汽或通入环氧乙烷气体完全或部分灭菌。在某些实施方式中,所述土壤通过土壤暴晒部分或完全灭菌。土壤暴晒是一种将太阳能用于土壤处理(例如灭菌)的环境友好的方法,其包括用防水布、通常为塑料(例如透明聚乙烯)覆盖物覆盖所述土壤,以捕获太阳能。其他适合的土壤处理方法对于本领域技术人员来说是已知的。
在某些实施方式中,所述提高植物生长或产量的方法包括(a)在将所述植物、植物种子或其幼苗种植在土壤中之前处理所述土壤;(b)将所述植物、植物种子或其幼苗种植在步骤(a)中处理过的土壤中;和(c)向所述植物、植物种子或幼苗或其环境施用有效量的本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物和/或组合物。在某些实施方式中,所述土壤被完全灭菌。在某些实施方式中,所述土壤被部分灭菌。在某些实施方式中,在步骤(a)中所述土壤通过压热灭菌法来处理。
递送系统
微生物菌株、分离物或其培养物或微生物组合物可以通过几种手段来递送。在某些实施方式中,它们通过种子处理、种子引发、幼苗浸蘸、土壤施用、叶面喷洒、果实喷洒、蜂巢插入、吸盘处理、洞穴(sett)处理和多重递送系统来递送。
在某些实施方式中,本文中所描述的微生物菌株、其培养物或包含它们的组合物,可以通过直接暴露于或接触植物种子来递送。在某些实施方式中,所述种子可以用微生物菌株(或其分离物或培养物)或其组合物涂层。使用PGPM的种子处理可能对几种植物疾病有效。
在某些实施方式中,本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物或组合物可以通过在种子引发过程中直接暴露于或接触植物种子来递送。使用PGPM的引发可以增加萌发并提高幼苗长成。这种引发程序可以启动萌发的生理过程,但阻止胚芽和胚根的出现。已经认识到,所述生理过程的启动有助于所述PGPM在种子际上的建立和增殖。
在某些实施方式中,本文中所描述的微生物菌株、其分离物、培养物或包含它们的组合物,可以通过幼苗浸蘸来递送。植物病原体通常通过根进入宿主植物。在某些实施方式中,通过PGPM的先期定殖保护根际区,防止了宿主-寄生物关系的建立。
在某些实施方式中,本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物或组合物可以通过直接施用到土壤来递送。土壤含有各种有益和病原性微生物。在某些实施方式中,将PGPM递送到土壤可以抑制病原性微生物的建立。
在某些实施方式中,本文中所描述的微生物菌株、分离物、培养物或组合物可以通过叶面喷洒或果实喷洒来递送。在某些实施方式中,将PGPM直接递送到植物叶片或果实可以抑制对各种不同的叶片疾病或收获后疾病有贡献的病原性微生物。
在某些实施方式中,所述微生物菌株、分离物、培养物或组合物通过蜂巢插入来递送。蜜蜂和熊蜂充当用于散布开花和水果作物疾病的生物防治剂的虫媒。在某些实施方式中,可以将布撒器附连到蜂巢并装入所述PGPM,任选地与其他所需药剂相组合。
在某些实施方式中,所述微生物菌株、分离物、培养物或组合物通过吸盘处理或洞穴处理来递送。PGPM在营养体繁殖的作物的土壤传播疾病的管控中可以发挥至关重要的作用。PGPM的递送随着作物而变。对于诸如香蕉的作物来说,PGPM可以通过吸盘处理(例如吸盘浸泡)来递送。对于诸如甘蔗的作物来说,PGPM可以通过洞穴处理(例如洞穴浸泡)来递送。
在某些实施方式中,所述微生物菌株、分离物、培养物或组合物通过包含本文中所描述的两种或更多种递送系统的多重递送系统来递送。
用微生物菌株感染的植物品种和种子后代
在本发明实施方式的其他方面,还提供了通过将本文公开的微生物植物内生菌人工引入到植物中而产生的人工感染的植物。在这一方面的某些实施方式中,引入到所述植物中的微生物植物内生菌可以是具有促进植物生长的活性、生物防治活性或两种活性的组合的植物内生微生物。在某些实施方式中,在暴露于本文中所描述的微生物(植物内生)菌株、其分离物、培养物或组合物或用它们处理的植物或其后代(例如种子后代)中,所述微生物菌株建立为植物内生菌。因此,另一个实施方式提供了所述人工感染的植物的种子,其包含本文公开的微生物植物内生菌。
以前发现对微生物植物内生菌在谷类禾本科物种中的引入有效的各种不同方法在本领域中是已知的。这些方法的实例包括在美国专利申请号20030195117A1、美国专利申请号20010032343A1和美国专利号7,084,331中描述的方法等。
在某些实施方式中,在人工感染后,通过PCR扩增所述分离的植物内生微生物的DNA序列,并通过对所述扩增的DNA序列进行同源性搜索来确认所述植物内生菌。在某些实施方式中,将表达可鉴定的手段的外来基因引入到上述植物内生微生物中,并且感染所述植物的上述植物内生微生物的定殖的存在,通过使用所述外来基因的上述可鉴定的手段来确认。
适合的植物
原则上,本申请的方法和组合物可用于任何植物物种。单子叶以及双子叶植物物种是特别适合的。所述方法和组合物优选地用于对农业、园艺、用于生产液体燃料分子和其他化学品的生物质的生产和/或林业来说重要或令人关注的植物。
在另一个实施方式中,本文公开的PGPM组合物、聚生体和方法可用于处理转基因种子。转基因种子是指含有至少一个异源基因的种子,所述异源基因允许表达在所述植物中不天然存在的多肽或蛋白质。所述转基因种子中的异源基因可以源自于例如芽孢杆菌属(Bacillus)、根瘤菌属(Rhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、沙雷氏菌属(Serratia)、木霉属(Trichoderma)、棒形杆菌属(Clavibacter)、球囊霉属(Glomus)或粘帚霉属(Gliocladium)物种的微生物。
因此,本申请的实施方式可用于广范围的植物,优选为属于被子植物纲和裸子植物纲的高等植物。双子叶植物和单子叶植物亚纲的植物是特别适合的。双子叶植物属于马兜铃目(Aristochiales)、菊目(Asterales)、肉穗果目(Batales)、桔梗目(Campanulales)、白花菜目(Capparales)、石竹目(Caryophyllales)、木麻黄目(Casuarinales)、卫矛目(Celastrales)、山茱萸目(Cornales)、岩梅目(Diapensales)、五桠果目(Dilleniales)、川续断目(Dipsacales)、柿目(Ebenales)、欧石楠目(Ericales)、杜仲目(Eucomiales)、大戟目(Euphorbiales)、蚕豆目(Fabales)、壳斗目(Fagales)、龙胆目(Gentianales)、牻牛儿苗目(Geraniales)、小二仙草目(Haloragales)、金缕梅目(Hamamelidales)、八角目(Illiciales)、胡桃目(Juglandales)、唇形目(Lamiales)、樟目(Laurales)、玉蕊目(Lecythidales)、莱脱纳目(Leitneriales)、Magniolales、锦葵目(Malvales)、杨梅目(Myricales)、桃金娘目(Myrtales)、睡莲目(Nymphaeales)、Papeverales、胡椒目(Piperales)、车前目(Plantaginales)、蓝雪目(Plumb aginales)、河苔草目(Podostemales)、花葱目(Polemoniales)、远志目(Polygalales)、蓼目(Polygonales)、报春花目(Primulales)、山龙眼目(Proteales)、大花草目(Rafflesiales)、毛茛目(Ranunculales)、鼠李目(Rhamnales)、蔷薇目(Rosales)、茜草目(Rubiales)、杨柳目(Salicales)、檀香目(Santales)、无患子目(Sapindales)、瓶子草科(Sarraceniaceae)、玄参目(Scrophulariales)、山茶目(Theales)、昆栏树目(Trochodendrales)、伞形目(Umbellales)、荨麻目(Urticales)和Violates。单子叶植物属于泽泻目(Alismatales)、天南星目(Arales)、槟榔目(Arecales)、凤梨目(Bromeliales)、鸭跖草目(Commelinales)、环花目(Cyclanthales)、莎草目(Cyperales)、谷精草目(Eriocaulales)、水鳖目(Hydrocharitales)、灯芯草目(Juncales)、Lilliales、茨藻目(Najadales)、兰目(Orchidales)、露兜树目(Pandanales)、禾本目(Poales)、帚灯草目(Restionales)、霉草目(Triuridales)、香蒲目(Typhales)和姜目(Zingiberales)。属于裸子植物纲的植物是苏铁目(Cycadales)、银杏目(Ginkgoales)、买麻藤目(Gnetales)和松杉目(Pinales)。
适合的物种可以包括下述属的成员:秋葵属(Abelmoschus),冷杉属(Abies),槭属(Acer),翦股颖属(Agrostis),葱属(Allium),六出花属(Alstroemeria),凤梨属(Ananas),穿心莲属(Andrographis),须芒草属(Andropogon),蒿属(Artemisia),芦竹属(Arundo),颠茄属(Atropa),小檗属(Berberis),甜菜属(Beta),红木属(Bixa),芸薹属(Brassica),金盏花属(Calendula),山茶属(Camellia),喜树属(Camptotheca),大麻属(Cannabis),辣椒属(Capsicum),红花属(Carthamus),长春花属(Catharanthus),三尖杉属(Cephalotaxus),菊属(Chrysanthemum),金鸡纳属(Cinchona),西瓜属(Citrullus),咖啡属(Coffea),秋水仙属(Colchicum),锦紫苏属(Coleus),香瓜属(Cucumis),南瓜属(Cucurbita),狗牙根属(Cynodon),曼陀罗属(Datura),石竹属(Dianthus),毛地黄属(Digitalis),薯蓣属(Dioscorea),油棕属(Elaeis),麻黄属(Ephedra),斑茅属(Erianthus),古柯属(Erythroxylum),桉属(Eucalyptus),羊茅属(Festuca),草莓属(Fragaria),雪花莲属(Galanthus),大豆属(Glycine),棉属(Gossypium),向日葵属(Helianthus),橡胶树属(Hevea),大麦属(Hordeum),莨菪属(Hyoscyamus),麻风树属(Jatropha),莴苣属(Lactuca),亚麻属(Linum),毒麦属(Lolium),羽扇豆属(Lupinus),番茄属(Lycopersicon),石松属(Lycopodium),木薯属(Manihot),苜蓿属(Medicago),薄荷属(Mentha),芒属(Miscanthus),芭蕉属(Musa),烟草属(Nicotiana),稻属(Oryza),黍属(Panicum),罂粟属(Papaver),银胶菊属(Parthenium),狼尾草属(Pennisetum),矮牵牛属(Petunia),虉草属(Phalaris),梯牧草属(Phleum),松属(Pinus),早熟禾属(Poa),一品红属(Poinsettia),杨属(Populus),萝芙木属(Rauwolfia),蓖麻属(Ricinus),蔷薇属(Rosa),甘蔗属(Saccharum),柳属(Salix),血根草属(Sanguinaria),赛莨菪属(Scopolia),黑麦属(Secale),茄属(Solanum),高粱属(Sorghum),米草属(Spartina),菠菜属(Spinacea),菊蒿属(Tanacetum),紫杉属(Taxus),可可属(Theobroma),小黑麦属(Triticosecale),小麦属(Triticum),北美穗草属(Uniola),藜芦属(Veratrum),长春花属(Vinca),葡萄属(Vitis)和玉蜀黍属(Zea)。
所述方法和组合物可用于对农业、园艺、生产生物燃料分子和其他化学品的生物质和/或林业重要或令人关注的植物。非限制性实例包括例如柳枝黍(Panicum virgatum)(柳枝稷)、高粱(Sorghum bicolor)(高粱、苏丹草)、巨芒(Miscanthus giganteus)(芒草)、甘蔗属物种(Saccharum sp.)(甘蔗)、香脂杨(Populus balsamifera)(白杨)、玉蜀黍(Zeamays)(玉米)、橹豆(Glycine max)(大豆)、欧洲油菜(Brassica napus)(低芥酸菜籽)、小麦(Triticum aestivum)(小麦)、陆地棉(Gossypium hirsutum)(棉花)、稻(Oryza sativa(水稻)、向日葵(Helianthus annuus)(向日葵)、紫花苜蓿(Medicago sativa)(苜蓿)、菾菜(Beta vulgaris)(甜菜)、珍珠稷(Pennisetum glaucum)(御谷)、黍属物种(Panicumspp.)、高粱属物种(Sorghum spp.)、芒属物种(Miscanthus spp.)、甘蔗属物种(Saccharumspp.)、斑茅属物种(Erianthus spp.)、杨属物种(Populus spp.)、须芒草(Andropogongerardii)(大须芒草)、紫狼尾草(Pennisetum purpureum)(象草)、虉草(Phalarisarundinacea)(虉草)、狗牙根(Cynodon dactylon)(百慕大草)、高羊茅(Festucaarundinacea)(牛尾草)、互花米草(Spartina pectinata)(草原索草)、变叶芦竹(Arundodonax)(芦竹)、黑麦((Secale cereale)(黑麦)、柳属物种(Salix spp.)(柳树)、桉属物种(Eucalyptus spp.)(桉树)、小黑麦属物种(Triticosecale spp.)(小麦X黑麦)、竹(Bambuseae)(竹)、红花(Carthamus tinctorius)(红花)、麻风树(Jatropha curcas)(麻风树)、蓖麻(Ricinus communis)(蓖麻)、油棕榈(Elaeis guineensis)(油棕榈)、枣椰树(Phoenix dactylifera)(枣椰树)、紫花假槟榔(Archontophoenix cunninghamiana)(王棕榈)、皇后葵(Syagrus romanzoffiana)(金山葵)、亚麻(Linum usitatissimum)(亚麻)、荠菜(Brassica juncea)、木薯(Manihot esculenta)(木薯)、番茄(Lycopersiconesculentum)(番茄)、莴苣(Lactuca saliva)(莴苣)、粉芭蕉(Musa paradisiaca)(香蕉)、马铃薯(Solanum tuberosum)(马铃薯)、甘蓝(Brassica oleracea)(西兰花、花椰菜、球茎甘蓝)、野茶树(Camellia sinensis)(茶)、草莓(Fragaria ananassa)(草莓)、可可树(Theobroma cacao)(可可)、咖啡树(Coffea arabica)(咖啡)、葡萄树(Vitis yinifera)(葡萄)、菠萝(Ananas comosus)(菠萝)、辣椒(Capsicum annum)(辣椒和甜椒)、洋葱(Allium cepa)(洋葱)、香瓜(Cucumis melo)(甜瓜)、黄瓜(Cucumis sativus)(黄瓜)、笋瓜(Cucurbita maxima)(笋瓜)、裸仁南瓜(Cucurbita moschata)(南瓜)、菠菜(Spinaceaoleracea)(菠菜)、西瓜(Citrullus lanatus)(西瓜)、秋葵(Abelmoschus esculentus)(秋葵)、茄子(Solanum melongena)(茄子)、罂粟(Papaver somniferum)(罂粟)、东方罂粟(Papaver orientale)、欧洲紫杉(Taxus baccata)、短叶紫杉(Taxus brevifolia)、黄花蒿(Artemisia annua)、大麻(Cannabis saliva)、喜树(Camptotheca acuminate)、金盏草(Catharanthus roseus)、长春花(Vinca rosea)、金鸡纳树(Cinchona officinalis)、秋水仙(Coichicum autumnale)、加州藜芦(Veratrum californica)、毛花洋地黄(Digitalislanata)、紫花洋地黄(Digitalis purpurea)、薯蓣属物种(Dioscorea spp.)、穿心莲(Andrographis paniculata)、颠茄(Atropa belladonna)、曼陀罗(Datura stomonium)、小檗属物种(Berberis spp.)、三尖杉属物种(Cephalotaxus spp.)、草麻黄(Ephedrasinica)、麻黄属物种(Ephedra spp.)、古柯(Erythroxylum coca)、Galanthus wornorii、赛莨菪属物种(Scopolia spp.)、Lycopodium serratum(蛇足石杉)、石松属物种(Lycopodium spp.)、蛇根木(Rauwolfia serpentina)、萝芙木属物种(Rauwolfia spp.)、加拿大血根草(Sanguinaria canadensis)、莨菪属物种(Hyoscyamus spp.)、金盏花(Calendula officinalis)、小白菊(Chrysanthemum parthenium)、毛喉鞘蕊花(Coleusforskohlii)、艾菊(Tanacetum parthenium)、灰白银胶菊(Parthenium argentatum)(银胶菊)、橡胶属物种(Hevea spp.)(橡胶)、留兰香(Mentha spicata)(薄荷)、胡椒薄荷(Menthapiperita)(薄荷)、红木(Bixa orellana)、六出花属物种(Alstroemeria spp.)、蔷薇属物种(Rosa spp.)(玫瑰)、香石竹(Dianthus caryophyllus)(康乃馨)、矮牵牛属物种(Petunia spp.)(矮牵牛)、一品红(Poinsettia pulcherrima)(猩猩木)、烟草(Nicotianatabacum)(烟草)、白羽扇豆(Lupinus albus)(羽扇豆)、海燕麦(Uniola paniculata)(燕麦)、翦股颖属物种(Agrostis spp.)(翦股颖)、美洲山杨(Populus tremuloides)(山杨)、松属物种(Pinus spp.)(松)、冷杉属物种(Abies spp.)(冷杉)、枫属物种(Acer spp.)(枫树)、大麦(Hordeum vulgare)(大麦)、草地早熟禾(Poa pratensis)(早熟禾)、黑麦草属物种(Lolium spp.)(黑麦草)、梯牧草(Phleum pratense)(梯牧草)和针叶树。感兴趣的是为能量生产而种植的植物即所谓的能源作物,例如基于纤维素的能源作物如柳枝黍(Panicumvirgatum)(柳枝稷)、高粱(Sorghum bicolor)(高粱、苏丹草)、巨芒(Miscanthusgiganteus)(芒草)、甘蔗属物种(Saccharum sp.)(甘蔗)、香脂杨(Populus balsamifera)(白杨)、大须芒草(Andropogon gerardii)(大须芒草)、紫狼尾草(Pennisetum purpureum)(象草)、虉草(Phalaris arundinacea)(虉草)、狗牙根(Cynodon dactylon)(百慕大草)、高羊茅(Festuca arundinacea)(牛尾草)、互花米草(Spartina pectinata)(草原索草)、紫花苜蓿(Medicago sativa)(苜蓿)、变叶芦竹(Arundo donax)(芦竹)、黑麦(Secale cereale)(黑麦)、柳属物种(Salix spp.)(柳树)、桉属物种(Eucalyptus spp.)(桉树)、小黑麦属物种(Triticosecale spp.)(小麦X黑麦)和竹(Bambuseae)(竹);基于淀粉的能源作物如玉蜀黍(Zea mays)(玉米)和木薯(Manihot esculenta)(木薯);基于糖的能源作物如甘蔗属物种(Saccharum sp.)(甘蔗)、菾菜(Beta vulgaris)(甜菜)和甜高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)(甜高粱);产生物燃料的能源作物如橹豆(Glycine max)(大豆)、欧洲油菜(Brassica napus)(低芥酸菜籽)、向日葵(Helianthus annuus)(向日葵)、红花(Carthamustinctorius)(红花)、麻风树(Jatropha curcas)(麻风树)、蓖麻(Ricinus communis)(蓖麻)、非洲油棕(Elaeis guineensis)(非洲油棕)、美洲油棕(Elaeis oleifera)(美洲油棕)、可可椰子(Cocos nucifera)(椰子)、亚麻荠(Camelina sativa)(野亚麻)、水黄皮(Pongamia pinnata)(水黄皮)、油橄榄(Olea europaea)(橄榄)、亚麻(Linumusitatissimum)(亚麻)、海甘蓝(Crambe abyssinica)(海甘蓝)和芥菜(Brassicajuncea)。
在某些实施方式中,所述方法和组合物可用于玉米包括但不限于粉质型玉米(Zeamays var.amylacea)、爆裂型玉米(Zea mays var.everta)、马齿型玉米(Zea maysvar.indentata)、硬粒型玉米(Zea mays var.indurate)、甜质型玉米(Zea maysvar.saccharata)和皱皮型玉米(Zea mays var.rugosa)、蜡质型玉米(Zea maysvar.ceratina)、高直链淀粉玉米(Zea mays)、有稃型玉米(Zea mays var.tunicata
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ex A.St.Hil.)和条纹玉米(Zea mays var.japonica)。在某些实施方式中,所述方法和组合物使用在甜质型玉米中。
从下面的实施例,本公开将被更好地理解。然而,本领域技术人员将会容易地认识到,所讨论的具体方法和结果仅仅是说明本公开,正如在实施方式中更充分描述的。
实施例
实施例1土壤样品的收集和土壤微生物的测序
土壤样品从农田收集。例如,土壤样品从美国的玉米和大豆田收集。样品在美国和奥地利收集。本申请考虑到了从任何适合类型的环境材料鉴定和分离的PGPM,所述材料例如但不限于从土壤、岩石、植物、动物、有机碎屑、水、气溶胶等收集的样品。从每块田选择V3-V5阶段的植物,从地里取出并收集土壤。记录每株植物的高度和重量,收集附着到根部的土壤用于栽培和DNA提取,并收集根部结构周围的大量土壤用于土壤化学分析和存档。
从玉米植物的根际一式三份收集与根结合的土壤样品(约0.5g),用于DNA提取和测序。将样品置于含有无菌陶瓷珠基质的2-mL螺旋盖离心管中,所述基质由1颗4-mm玻璃珠(GSM-40)、1.0g的1.4至1.6-mm硅酸锆珠(SLZ-15)和0.75g的0.070-至0.125-mm硅酸锆珠(BSLZ-1)构成,从Cero Glass(Columbia,TN)获得。样品保持冷却并运输到实验室进行DNA提取。
使用FastPrep FP 120仪器(Bio-101,Vista,CA)以6.5m/s的速率将样品在1ml磷酸盐缓冲液(200mM磷酸钠,200mM NaCl,20mMEDTA,pH 8.0)和10%SDS(十二烷基硫酸钠)中机械裂解45s。将裂解的样品在4℃下以13,000xg离心5min,以将带有DNA的上清液与颗粒物质分开。将上清液转移到新的1.5-mL离心管中,并通过添加500μl苯酚-氯仿-异戊醇(25∶24∶1)并在室温下以13,200xg离心5min进一步纯化。收集含有DNA的分离的水性相,用于在QIAprep Plasmid Spin柱(Qiagen,Valencia,CA)上按照制造商的说明书进行最后纯化。
关键生物体的鉴定通过首先提取基因组DNA,然后按照Patin等人的方法(Microb.Ecol.65:709-719,2013)使用16S rRNA下一代测序(NGS)产生来自于农田的环境微生物分布图来进行。微生物16S序列标签的相关性分析和所需目标表型包括但不限于植物生物质、植物高度、抗干旱评分和开花期到抽丝期的时间间隔,确定了感兴趣的生物体。
实施例2微生物聚生体的鉴定
用于取样的玉米植株处于V3-V5发育阶段,并根据在目测检查和与邻近植株比较的基础上是表现不佳或表现更优的植株来选择。表现不佳的植株根据尺寸与邻近植株相等或更小来选择,它们总体表现为与整个田地中植株的平均尺寸相比尺寸更小。表现更优的植株根据与整个地区或整个田地中植株的平均尺寸相比尺寸更大来选择。选择表现更优的植株的另一个标准是其紧邻植株相对于整个地区或整个田地中植株的平均尺寸也表现更优。植株被成对收集,每对包括彼此之间位于5米之内的表现不佳和表现更优的植株。从每块田地收集6-18对之间的植株。
在取样之前,通过将上部叶片垂直伸展到最高点并测量该水平来确定每株植株的高度。在取样后,通过取出植株的整个土壤上方的部分并转移到密封的Ziploc夸脱尺寸的袋子中,确定所述植株的重量。所述密封袋用于最小化由收获后植株水分的蒸发而造成的变差。所述植株的重量在收集后约1小时内确定。
与玉米根部结合的土壤样品通过用铲子挖出玉米植株,并用无菌不锈钢刮铲小心地挖出根来获取。将紧贴根部的土壤直接移入到含有用于细胞裂解的珠子的2ml离心管中。
DNA提取和情况分析如实施例1中所述来进行。(参见Patin等,Microb.Ecol.65:709-719,2013)。
为了比较与来自于不同田地植株的玉米根相关的微生物群落,对从同一田地收集的每株植株的高度和重量进行了归一化。部署了许多不同的归一化方法,包括Z-计分、介于0-1之间的值的插值和百分位排序。对值进行归一化的原因是为了能够比较各块田地之间在某些情况下作为不同种植日期、土壤类型、天气等的结果而具有不同尺寸的植株。
为每个样品确定了大约100,000个V5V6 16S rRNA序列标签。在来自于澳大利亚维多利亚和昆士兰州中包含甜质玉米或非甜质玉米的4块田地的约150个样品中,为每种16SrRNA序列标签的丰度百分数和归一化的玉米植株重量(或高度)确定了Pearson相关性值。鉴定了与植株重量或高度具有最高相关性的细菌16S rRNA序列标签。选择了与植株性能(归一化的植株高度或重量)具有最高相关性的4个16S rRNA序列标签,以鉴定潜在地具有功能性相互作用并因此构成聚生体的其他微生物。为了鉴定潜在的聚生体成员,将与植株性能相关性最佳的16S rRNA序列标签的分布与数据集中的每个其他序列标签进行比较,以鉴定共同分布的序列。产生了这些比较的Pearson相关性的排序名单,并且为4个与植株性能相关的序列标签中的每一者揭示出候选PGPM。鉴定到的V5V6 16S rRNA序列标签包括SEQID No:1-461。
从其中与根相关的微生物群落通过16S rRNA基因剖析来解析的相同的样品,也进行了培养筛查。通过在7种不同固体培养基配方上培养,回收了大约20,000个分离物。所述分离物的身份通过对16S rRNA基因的包含v5-v8可变区的部分进行PCR扩增来确定。将序列修剪到与上文进行的16S rRNA基因剖析所使用的相同的V5V6区。这个步骤允许在所述培养与16S rRNA基因剖析数据之间进行对照索引。
回收与4个与最佳植株性能相关的序列标签和它们最佳的共同分布序列标签相对应的培养菌株,并试验它们提高植株性能的能力。
实施例3合成聚生体田间试验
将采取6行各2200英尺长的形式的一块0.8英亩的田地分成84块样地。所述田地的土壤被指定为Capay湿粘土。根据来自于田地中几个地点的土壤分析,所述田地中的氮水平为30-50ppm,磷为20-70ppm,钾为230-300ppm。在犁沟中施用种植前肥料,并在玉米约V4时进行第二次施用。每块样地由相隔33”的6行构成,长为25’,每块样地之间1’。整个实验区的最靠外的两行留下来不播种并且不接受处理。剩余的4行播种杀真菌剂处理过的甜质玉米品种3674并进行处理。
将所述4个内部行首先用锄头松地以制造犁沟,然后沿着犁沟手工播种,每7英寸放置一颗谷粒。每块样地每行播种42颗种子,每块样地总共168颗种子。在总共84块样地中,2块样地不提供处理,4块样地提供对照缓冲液处理(无菌1x M9盐;Sigma-Aldrich M6030),78块样地接受M9缓冲液中的微生物处理剂。将1毫升液体处理剂(聚生体或单一菌株)直接施用到每颗种子上,然后手工盖土。在所有种植完成后,使用洒水器为种子浇水。由于所述试验田被种植者的田地包围,因此在整个生长季中所述试验田与其余田地进行相同的处理,并在2014年10月14日收获。为了消除边缘效应影响结果的可能性,只收获了内部的2行(在每块样地的种植并处理的4行中)。
所述液体处理剂由6种聚生体和5个单一菌株(P0147_D10或S2291、P0140_C10或S2300、S2384、S2373、S2376)构成,它们各自以三种不同的细胞浓度施用。所有微生物分离物均使用实施例3的方法获得,并在单独培养中生长。将聚生体成员合并,以使每个成员的最终浓度为:约1x109,约1x108,或约1x107个细胞/ml。
聚生体E:P0147_D10或S2291,P0160_F7或S2351,P0147_G10或S2292。
聚生体F:P0140_C10或S2300,S2387,P0157_G5或S2303。
聚生体G:S2384,P0160_E1或S2374,P0134_G7或S2280。
聚生体H:S2275,S2278。
聚生体I:S2373,S2375,P0157_G5或S2303。
聚生体J:S2293,S2382。
在种子种植后1个月,对每个玉米植株上的分蘖进行计数。对于每种处理和单一菌株来说,每株植株的分蘖数目以相对于缓冲液的百分数表示(图14)。在抽穗开始时从10块样地测量叶绿素(图15)。对于四种处理和对照,示出了平均叶绿素含量(SPAD单位)和平均值的标准误差(SEM)(图13)。在收获时对每种处理的每英亩可出售谷穗数进行计数。相对于对照处理的产量提高百分数示出在图16中。
实施例4田间试验
暗灰链霉菌(Streptomyces canus)菌株S2381(16S v5v6 SEQ ID NO:172)和天蓝黄链霉菌(Streptomyces coelicoflavus)菌株S2543(16S v5v6 SEQ ID NO:173)是在与尤其是如实施例1中所述植株生物质和高度的增加的生物信息学相关性分析的基础上为田间试验选择的两个候选菌株。S2381最初作为潜在的玉米植物内生菌菌株被分离,并在实施例2中所描述的生物化学测定法中具有正的氮固定和ACC脱氨酶生产分值。
所述菌株被用作生物种子处理改良剂,并在2016年(3个地点)和2017年(4个地点)的玉米种植季中在总共7个地点评估早期生长、成苗和产量的提高。在所有地点,均根据用于有效控制杂草和虫害的当地商业惯例来管理作物。
在所有地点收集产量数据。为了评估产量数据,使用混合模型框架来执行单地点和多地点分析。在单地点分析中,构建物的主要效应被认为是随机效应。事件的主要效应被认为是随机的。区组因素例如平行样和平行样内的不完全区组被认为是随机的。在多地点分析中,事件或构建物的主要效应及其与loc_id的相互作用被认为是随机效应。空间效应存在3个分量,包括x_adj、y_adj和作为AR1*AR1的自回归相关性,以消除由田地中的空间可变性引起的噪声。产量分析通过ASREML(VSN International Ltd)(最佳线性无偏预测)进行(Cullis,B.等,(1998)Biometrics 54:1-18;Gilmour,A.R.等,(2009).ASReml UserGuide 3.0;Gilmour,A.R.等,(1995)Biometrics 51:1440-50)。
结果表明,相对于商业生物对照和未处理的对照,S2543和S2381两者均提高产量,在2016年试验的三个地点中产量具有正面显著提高(S2543 9.9 Bu/ac和S2381 8.6 Bu/ac)(p>0.1)(参见表1)。
表1.暗灰链霉菌(Streptomyces canus)菌株S2381和天蓝黄链霉菌(Streptomyces coelicoflavus)菌株S2543的产量影响
*与未处理对照的产量差异(平均BLUP,BU/Ac)
在2017年,试验的所有8个杂交种的平均产量在191至251bu/英亩的范围内。在所有地点和杂交种中,微生物处理中的最大产量在S2381处理中产生。在某些杂交种和地点中,微生物处理P0147_D10(也被称为S2291,NRRL保藏号B-67104)、S2373(NRRL保藏号B-67109)、S2543和S2644(NRRL保藏号B-67116)也影响早期植株高度(参见表2)。
表2.在4个地点中对两个杂交种的早期植株高度的影响
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*与未处理对照的高度差异(BLUP厘米)
按照实施例1和2中描述的方法,在与预测与植物中的耐旱性相关的表型性状的相关性的基础上选择球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)菌株S2695(16S v5v6 SEQ IDNO:174)和油菜假单胞菌(Pseudomonas brassicacearum)菌株S2700(16S v5v6 SEQ IDNO:175)作为候选菌株。所述菌株也因在固氮、IAA、铁载体和ACC脱氨酶生产生物化学测定法中的正响应而被选择。
2016年所述微生物在玉米上的田间试验在Woodland,CA(WO)附近的一个地点进行。对几种表型性状进行了评估,并且生物处理剂作为液体细胞培养物施用在犁沟中。对灌溉措施进行管理以在开花期附近施加胁迫,并且在所有其他方面作物按照有效控制杂草和虫害的当地商业惯例来管理。在2017年,在Woodland,CA(WO)对菌株S2700进行评估,在4个杂交种上使用开花期胁迫,同时S2695的田间测试在Woodland,CA(WO)附近的4个地点和西堪萨斯的两个地点进行。在一个地点对灌溉措施进行管理以在开花期附近施加胁迫,并且在另外两个地点在籽粒灌浆期间施加胁迫。生物处理作为使用黄原胶聚合物的种子涂层来施用。
在所有地点收集产量数据,并如上所述使用混合模型框架进行分析。来自于2016年的结果表明,对于S2695来说,在4个杂交种中,相对于未处理的对照产量平均提高7 bu/ac(p<0.1)。效应的杂交种特异性差异示出在表3中,其中由S2695引起的最强产量效应在P1498上看到(+12 Bu/ac;p<0.1),并且最弱的效应在P1197上看到(+0.3 Bu/ac;p>0.1)。菌株S2700对P1151具有正面且显著的产量效应(+12.5 Bu/ac;p<0.1)。在2017年,对菌株S2700观察到杂交种特异性效应,其中对P1498具有正面产量效应(+10 Bu/ac;p<0.1)并且在P1151和P1197上看到负面效应(-13 Bu/ac;p>0.1)。对S2695来说也观察到跨年的效应变化性;在高产量的加利福尼亚地点,所述菌株在杂交种P1151中对产量具有显著的负面效应,但在干旱条件中没有检测到这种效应,因此在所述条件下选择该菌株。表4示出了来自于2017年的数据,其中S2695对于P1498来说在所有地点中(平均4 Bu/ac;最强+5.44 Bu/ac)并且对于P1197来说在三个地点中的两个地点中(平均3.5 Bu/ac;最强+9.98 Bu/ac)在受限灌溉下提高产量。这些观察与这些菌株具有生物活性相一致,但该活性对最终产量的影响是混合的,这可能是由胁迫的选时和持续时间的变化性造成的。杂交种成熟期或其他特征的小差异也可能相互作用以影响产量。
表3.在受限灌溉下的产量影响
菌株 P0876YHR P1151YHR P1197YHR P1498YHR
S2695 8.45 8.95 0.32 11.61
S2700 3.12 12.47 -16.2 -6.09
*与未处理对照的产量差异(平均BLUP,BU/Ac)
表4.在3个地点处在受限灌溉下S2695的产量影响
杂交种 GC WO1 WO2
P1498 3.18 3.38 5.44
P1197 -3.17 9.98 3.68
*与未处理对照的产量差异(平均BLUP,BU/Ac)
实施例5田间试验
对包括玫瑰菌核链霉菌(Streptomyces roseiscleroticus)S2834(16S v5v6 SEQID NO:177)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)S2839(16S v5v6 SEQ ID NO:179)、Niastella yeongjuensis S2876(16S v5v6 SEQ ID NO:176)和Streptomyces galilaeusS2871(16S v5v6 SEQ ID NO:178)的一组菌株作为生物种子处理改良剂用于提高早期生长、成苗和产量进行评估。所述菌株是在与尤其是如实施例1和2中所述植株生物质和高度的增加的生物信息学相关性分析的基础上为试验选择的候选菌株。
2017年的田间试验在Woodland,CA(WO)附近的4个地点进行。将微生物菌株S2834、S2839、S2876和S2871作为使用黄原胶聚合物的种子涂层施用到一组具有各种植物遗传学的8种商业化玉米杂交种。在一个地点对灌溉措施进行管理以在开花期附近施加胁迫,在另一个地点在籽粒灌浆期间施加胁迫,剩余的两个地点接受标准灌溉。在所有地点,作物按照有效控制杂草和虫害的当地商业惯例来管理。在所有地点收集产量数据。为了评估产量数据,使用混合模型框架来执行单地点和多地点分析。在单地点分析中,构建物的主要效应被认为是随机效应。事件的主要效应被认为是随机的。区组因素例如平行样和平行样内的不完全区组被认为是随机的。在多地点分析中,事件或构建物的主要效应及其与loc_id的相互作用被认为是随机效应。空间效应存在3个分量,包括x_adj、y_adj和作为AR1*AR1的自回归相关性,以消除由田地中的空间可变性引起的噪声。产量分析通过ASREML(VSNInternational Ltd)(最佳线性无偏预测)进行(Cullis,B.等,(1998)Biometrics 54:1-18;Gilmour,A.R.等,(2009).ASReml User Guide 3.0;Gilmour,A.R.等,(1995)Biometrics 51:1440-50)。
结果表明所述微生物处理在受限灌溉下提高产量并在完全灌溉下具有混合结果(参见表5和6)。某些处理表明了对成熟期性状例如抽丝前的高温时间的影响(参见表7)。
表5.在一个地点处在受限和完全灌溉下的产量影响
Figure BPA0000283380720000731
*与未处理对照的产量差异(平均BLUP,BU/Ac)
表6.多个地点平均的在受限和完全灌溉下的产量影响
Figure BPA0000283380720000741
*与未处理对照的产量差异(平均BLUP,BU/Ac)
表7.在多个地点在受限和完全灌溉下对抽丝前的高温时间的影响(平均值)
Figure BPA0000283380720000742
*与未处理对照的抽丝前的高温时间差异(BLUP GDU)
实施例6:受控环境实验
玉米早期营养生长试验
将使用或不使用微生物处理的种子种植在6英寸盆中,然后在温室中萌发并维持在最适条件下(充分浇水,并使用含有对于适当发育来说足够的营养物的肥料;使用补充光的大约15小时日照期)。在种植后20天(DAP),收获植株并进行生物质测量(植株高度和枝条的鲜重和干重)。
在两个实验SPR_E117和SPR_E120中,相对于未处理的对照盆,微生物处理显示出植株高度、植株湿重和植株干重的正面提高(参见表8和9)。
SPR_E117
Bio6:S2373
Bio7:双倍剂量的S2373
Bio8:S2373和S2385
Bio9:S1112
SPR_E120
Bio4:S2373,
Bio5:双倍剂量的S2373
Bio6:S2373和S2385
Bio7:S1112
Bio8:S2373、S2385、S2375和S2669
表8.SPR 117受控环境实验
处理 杂交种 平均值(以克为单位的鲜重)
P1151 79.95
S2373 P1151 82.63
S2373 2x剂量 P1151 82.76
S2372&S2385 P1151 77.37
S1112 P1151 81.82
表9.SPR 120受控环境实验
Figure BPA0000283380720000761
玉米干旱试验
将使用或不使用微生物处理的种子在标准温室条件下(充分浇水,并使用含有对于适当发育来说足够的营养物的肥料;使用补充光的大约15小时日照期)生长至营养生长阶段4(V4)。在V4时,克制浇水以获得1或2个干旱周期。水用量通过在每个周期中两次测量盆重来计算,并用植株重量除以尺寸来计算水使用效率(WUE)。在V4开始每周测量植株高度,并在实验结束时测量植株高度和重量。
在三个实验和多种植物遗传背景SPR_E134、SPR_E136和SPR_E139中,相对于未处理的对照盆,微生物处理剂球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)菌株S2695(16S v5v6SEQ ID NO:174)和油菜假单胞菌(Pseudomonas brassicacearum)菌株S2700(16S v5v6SEQ ID NO:175)显示出早期植株高度的正面提高(参见表10-12)。
表10.SPR 134受控环境实验玉米干旱试验
处理 时间1 时间2
15.73 27.13
S2695 16.33 27.98
*以厘米为单位的平均高度
表11.SPR 136受控环境实验玉米干旱试验
Figure BPA0000283380720000771
*以厘米为单位的平均高度
表12.SPR 139受控环境实验玉米干旱试验
杂交种 处理 时间1 时间2
P1151 18.4 29.53
P1151 S2695 19 31.03
P1151 S2700 18.67 29.97
P1197 22.73 36.6
P1197 S2695 23.2 36.97
P1197 S2700 22.57 35.37
*以厘米为单位的平均高度。
Figure IPA0000283380660000011
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Claims (25)

1.一种组合物,其包含一种或多种微生物菌株,其中所述一种或多种微生物菌株的16S序列包含与SEQ ID No:165-461中的任一者至少97%的序列同一性。
2.权利要求1所述的组合物,其还包含至少一种另外的微生物菌株,其中所述至少一种另外的微生物菌株的16S序列包含与SEQ ID No:1-461中的任一者至少97%的序列同一性。
3.权利要求1所述的组合物,其还包含至少两种另外的微生物菌株,其中所述至少两种另外的微生物菌株的16S序列包含与SEQ ID No:1-461中的任一者至少97%的序列同一性。
4.权利要求1所述的组合物,其还包含至少三种另外的微生物菌株,其中所述至少三种另外的微生物菌株的16S序列包含与SEQ ID No:1-461中的任一者至少97%的序列同一性。
5.一种组合物,其包含一种或多种微生物菌株,所述菌株选自S2834(NRRL保藏号B-67441)、S2381(NRRL保藏号B-67442)、S2543(NRRL保藏号B-67443)、S2695(NRRL保藏号B-67444)、S2700(NRRLB保藏号67445)、S2837(NRRL保藏号B-67446)、S2839(NRRL保藏号B-67447)、S2876(NRRL保藏号B-67448)、S2871(NRRL保藏号B-67440)、S2145-2(NRRL B-67331)、S2292-2(NRRL B-67332)、S2300-2(NRRL B-67333)、S2303-2(NRRL B-67334)、S2375-2(NRRL B-67335)、S2382-2(NRRL B-67336)、S2423-2(NRRL B-67337)、S2669-2(NRRL B-67338)、或由其衍生的菌株、或其培养物。
6.权利要求5所述的组合物,其还包含至少一种另外的微生物菌株,其中所述至少一种另外的微生物菌株选自P0032_C7、P0048_B9、P0050_F5(也被称为S2199)、P0035_B2(也被称为S2145,NRRL保藏号B-67091)、P0020_B1、P0047_A1(也被称为S2284,NRRL保藏号B-67102)、P0033_E1(也被称为S2177)、P0032_A8(也被称为S2181,NRRL保藏号B-67099)、P0049_E7、P0042_A8(也被称为S2167)、P0042_D5(也被称为S2165)、P0042_B2(也被称为S2168,NRRL保藏号B-67096)、P0042_B12(也被称为S2189)、P0042_C2(也被称为S2173,NRRL保藏号B-67098)、P0042_D10(也被称为S2172,NRRL保藏号B-67097)、P0044_A3(也被称为S2476)、P0018_A11、P0044_A5、P0047_E2、P0047_C1、P0038_D2或S2166、P0042_E1、P0047_E8、P0018_A1、S2159_P0058_B9(NRRL保藏号B-67092)、S2161_P0054_E8(NRRL保藏号B-67094)、S2164_P0054_F4、P0057_A3(也被称为S2160,NRRL保藏号B-67093)、S2142_P0061_E11、S2163_P0019_A12(NRRL保藏号B-67095)、P0147_D10(也被称为S2291,NRRL保藏号B-67104)、P0147_G10(也被称为S2292,NRRL保藏号B-67105)、P0160_F7(也被称为S2351)、P0140_C10(也被称为S2300,NRRL保藏号B-67107)、S2387、P0157_G5(也被称为S2303,NRRL保藏号B-67108)、P0160_E1(也被称为S2374)、P0134_G7(也被称为S2280)、S2384(NRRL保藏号B-67112)、S2275(NRRL保藏号B-67101)、S2278、S2373(NRRL保藏号B-67109)、S2370、S2293(NRRL保藏号B-67106)、S2382(NRRL保藏号B-67111)、P0132_A12、P0132_C12、P0140_D9、P0173_H3(也被称为S2404)、S2385(NRRL保藏号B-67113)、S2197(NRRL保藏号67100)、S2285(NRRL保藏号B-67103)、S2477、S2376、S2420、S2424、S2445、S2333、S2329、S2327、S2330、S2423(NRRL保藏号B-67115)、S2435、S2158、S2437、S2332、S2521、S2228、S2473、P0156_G2、P0154_G3、S2487、S2488、S2421(NRRL保藏号B-67114)、P0105_C5、P0154_H3、P0156_G1、S1112(NRRL保藏号B-67090)、S2375(NRRL保藏号B-67110)和S2669(NRRL保藏号B-67117)、S2651、S2652、S2653、S2654、S2655、S2656、S2668、S2644(NRRL保藏号B-67116)、S2328、S2646、S2834(NRRL保藏号B-67441)、S2381(NRRL保藏号B-67442)、S2543(NRRL保藏号B-67443)、S2695(NRRL保藏号B-67444)、S2700(NRRLB保藏号67445)、S2837(NRRL保藏号B-67446)、S2839(NRRL保藏号B-67447)、S2876(NRRL保藏号B-67448)、S2871(NRRL保藏号B-67440)、S2145-2(NRRL B-67331)、S2292-2(NRRL B-67332)、S2300-2(NRRL B-67333)、S2303-2(NRRL B-67334)、S2375-2(NRRL B-67335)、S2382-2(NRRL B-67336)、S2423-2(NRRL B-67337)、S2669-2(NRRL B-67338)、或由其衍生的菌株、或其培养物。
7.权利要求5所述的组合物,其还包含至少两种另外的微生物菌株,其中所述至少两种另外的微生物菌株选自P0032_C7、P0048_B9、P0050_F5(也被称为S2199)、P0035_B2(也被称为S2145,NRRL保藏号B-67091)、P0020_B1、P0047_A1(也被称为S2284,NRRL保藏号B-67102)、P0033_E1(也被称为S2177)、P0032_A8(也被称为S2181,NRRL保藏号B-67099)、P0049_E7、P0042_A8(也被称为S2167)、P0042_D5(也被称为S2165)、P0042_B2(也被称为S2168,NRRL保藏号B-67096)、P0042_B12(也被称为S2189)、P0042_C2(也被称为S2173,NRRL保藏号B-67098)、P0042_D10(也被称为S2172,NRRL保藏号B-67097)、P0044_A3(也被称为S2476)、P0018_A11、P0044_A5、P0047_E2、P0047_C1、P0038_D2或S2166、P0042_E1、P0047_E8、P0018_A1、S2159_P0058_B9(NRRL保藏号B-67092)、S2161_P0054_E8(NRRL保藏号B-67094)、S2164_P0054_F4、P0057_A3(也被称为S2160,NRRL保藏号B-67093)、S2142_P0061_E11、S2163_P0019_A12(NRRL保藏号B-67095)、P0147_D10(也被称为S2291,NRRL保藏号B-67104)、P0147_G10(也被称为S2292,NRRL保藏号B-67105)、P0160_F7(也被称为S2351)、P0140_C10(也被称为S2300,NRRL保藏号B-67107)、S2387、P0157_G5(也被称为S2303,NRRL保藏号B-67108)、P0160_E1(也被称为S2374)、P0134_G7(也被称为S2280)、S2384(NRRL保藏号B-67112)、S2275(NRRL保藏号B-67101)、S2278、S2373(NRRL保藏号B-67109)、S2370、S2293(NRRL保藏号B-67106)、S2382(NRRL保藏号B-67111)、P0132_A12、P0132_C12、P0140_D9、P0173_H3(也被称为S2404)、S2385(NRRL保藏号B-67113)、S2197(NRRL保藏号67100)、S2285(NRRL保藏号B-67103)、S2477、S2376、S2420、S2424、S2445、S2333、S2329、S2327、S2330、S2423(NRRL保藏号B-67115)、S2435、S2158、S2437、S2332、S2521、S2228、S2473、P0156_G2、P0154_G3、S2487、S2488、S2421(NRRL保藏号B-67114)、P0105_C5、P0154_H3、P0156_G1、S1112(NRRL保藏号B-67090)、S2375(NRRL保藏号B-67110)和S2669(NRRL保藏号B-67117)、S2651、S2652、S2653、S2654、S2655、S2656、S2668、S2644(NRRL保藏号B-67116)、S2328、S2646、S2834(NRRL保藏号B-67441)、S2381(NRRL保藏号B-67442)、S2543(NRRL保藏号B-67443)、S2695(NRRL保藏号B-67444)、S2700(NRRLB保藏号67445)、S2837(NRRL保藏号B-67446)、S2839(NRRL保藏号B-67447)、S2876(NRRL保藏号B-67448)、S2871(NRRL保藏号B-67440)、S2145-2(NRRL B-67331)、S2292-2(NRRL B-67332)、S2300-2(NRRL B-67333)、S2303-2(NRRL B-67334)、S2375-2(NRRL B-67335)、S2382-2(NRRL B-67336)、S2423-2(NRRL B-67337)、S2669-2(NRRL B-67338)、或由其衍生的菌株、或其培养物。
8.权利要求5所述的组合物,其还包含至少三种另外的微生物菌株,其中所述至少三种另外的微生物菌株选自P0032_C7、P0048_B9、P0050_F5(也被称为S2199)、P0035_B2(也被称为S2145,NRRL保藏号B-67091)、P0020_B1、P0047_A1(也被称为S2284,NRRL保藏号B-67102)、P0033_E1(也被称为S2177)、P0032_A8(也被称为S2181,NRRL保藏号B-67099)、P0049_E7、P0042_A8(也被称为S2167)、P0042_D5(也被称为S2165)、P0042_B2(也被称为S2168,NRRL保藏号B-67096)、P0042_B12(也被称为S2189)、P0042_C2(也被称为S2173,NRRL保藏号B-67098)、P0042_D10(也被称为S2172,NRRL保藏号B-67097)、P0044_A3(也被称为S2476)、P0018_A11、P0044_A5、P0047_E2、P0047_C1、P0038_D2或S2166、P0042_E1、P0047_E8、P0018_A1、S2159_P0058_B9(NRRL保藏号B-67092)、S2161_P0054_E8(NRRL保藏号B-67094)、S2164_P0054_F4、P0057_A3(也被称为S2160,NRRL保藏号B-67093)、S2142_P0061_E11、S2163_P0019_A12(NRRL保藏号B-67095)、P0147_D10(也被称为S2291,NRRL保藏号B-67104)、P0147_G10(也被称为S2292,NRRL保藏号B-67105)、P0160_F7(也被称为S2351)、P0140_C10(也被称为S2300,NRRL保藏号B-67107)、S2387、P0157_G5(也被称为S2303,NRRL保藏号B-67108)、P0160_E1(也被称为S2374)、P0134_G7(也被称为S2280)、S2384(NRRL保藏号B-67112)、S2275(NRRL保藏号B-67101)、S2278、S2373(NRRL保藏号B-67109)、S2370、S2293(NRRL保藏号B-67106)、S2382(NRRL保藏号B-67111)、P0132_A12、P0132_C12、P0140_D9、P0173_H3(也被称为S2404)、S2385(NRRL保藏号B-67113)、S2197(NRRL保藏号67100)、S2285(NRRL保藏号B-67103)、S2477、S2376、S2420、S2424、S2445、S2333、S2329、S2327、S2330、S2423(NRRL保藏号B-67115)、S2435、S2158、S2437、S2332、S2521、S2228、S2473、P0156_G2、P0154_G3、S2487、S2488、S2421(NRRL保藏号B-67114)、P0105_C5、P0154_H3、P0156_G1、S1112(NRRL保藏号B-67090)、S2375(NRRL保藏号B-67110)和S2669(NRRL保藏号B-67117)、S2651、S2652、S2653、S2654、S2655、S2656、S2668、S2644(NRRL保藏号B-67116)、S2328、S2646、S2834(NRRL保藏号B-67441)、S2381(NRRL保藏号B-67442)、S2543(NRRL保藏号B-67443)、S2695(NRRL保藏号B-67444)、S2700(NRRLB保藏号67445)、S2837(NRRL保藏号B-67446)、S2839(NRRL保藏号B-67447)、S2876(NRRL保藏号B-67448)、S2871(NRRL保藏号B-67440)、S2145-2(NRRL B-67331)、S2292-2(NRRL B-67332)、S2300-2(NRRL B-67333)、S2303-2(NRRL B-67334)、S2375-2(NRRL B-67335)、S2382-2(NRRL B-67336)、S2423-2(NRRL B-67337)、S2669-2(NRRL B-67338)、或由其衍生的菌株、或其培养物。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物,其还包含农业有效量的选自营养物、肥料、杀螨剂、杀细菌剂、杀真菌剂、杀虫剂、杀微生物剂、杀线虫剂和除害剂的化合物或组合物。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物,其还包含载体。
11.根据权利要求10所述的组合物,其中所述载体选自泥炭、草炭、滑石、褐煤、高岭石、叶蜡石、沸石、蒙脱石、藻酸盐、压滤泥浆、锯末、珍珠岩、云母、二氧化硅、石英粉、钙基膨润土、蛭石及其混合物。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的组合物,其中所述组合物被制备为选自乳液、胶体、粉尘、颗粒剂、丸粒、粉剂、喷雾剂和溶液的制剂。
13.根据权利要求10所述的组合物,其中所述载体包含植物种子。
14.一种植物种子,其具有包含根据权利要求1-10中任一项所述的组合物的涂层。
15.权利要求14所述的植物种子,其中所述种子用种子添加剂涂层。
16.权利要求14所述的植物种子,其中所述组合物包含至少102CFU的至少一种微生物菌株。
17.权利要求14所述的种子,其中所述植物种子是遗传修饰的植物种子或转基因植物种子。
18.权利要求14所述的种子,其中所述涂层还包含选自细菌、真菌、酵母、原生动物、病毒、昆虫病原线虫、植物提取物、蛋白质、核酸、次生代谢物和接种剂的生物防治剂。
19.权利要求14所述的种子,其中所述涂层还包含选自安全剂、脂质-壳寡糖、三葡萄糖胺脂质甘氨酸盐、异黄酮和兰尼碱受体调节剂的化合物。
20.一种提高植物生长的方法,所述方法包括向植物、植物部分或种子施用根据权利要求1-10中任一项所述的组合物。
21.权利要求20所述的方法,其中所述种子用种子添加剂涂层。
22.权利要求20所述的方法,其中所述组合物包含至少102CFU的至少一种微生物菌株。
23.权利要求20所述的方法,其中所述植物种子是遗传修饰的植物种子或转基因植物种子。
24.权利要求20所述的方法,其中所述涂层还包含选自细菌、真菌、酵母、原生动物、病毒、昆虫病原线虫、植物提取物、蛋白质、核酸、次生代谢物和接种剂的生物防治剂。
25.权利要求20所述的方法,其中所述组合物还包含选自安全剂、脂质-壳寡糖、三葡萄糖胺脂质甘氨酸盐、异黄酮和兰尼碱受体调节剂的化合物。
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