CN103889235B

CN103889235B - 用于在植物中诱导挥发性有机化合物生产的包含芽孢杆菌属（bacillus）细菌的接种剂

Info

Publication number: CN103889235B
Application number: CN201180066750.3A
Authority: CN
Inventors: 约瑟夫·W·克洛佩尔; 亨利·Y·法达米洛; 埃斯特·N·英居姆比; 凯特·W·南格尔
Original assignee: Auburn University
Current assignee: Auburn University
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: AR084247A1; CL2013001662A1; EP2648521B1; KR20140023882A; CO6791563A2; US9615583B2; BR112013014458B1; UY33796A; JP2014503517A; US8445255B2; BR112013014458A2; CN103889235A; EP2648521A1; WO2012079073A1; CA2820303A1; CA2820303C; US20160192661A1; US9282745B2; US20120149571A1; CR20130273A

Abstract

本发明公开了接种剂，其包含芽孢杆菌属（Bacillus）细菌，并诱导用所述接种剂处理过的植物产生挥发性有机化合物（VOC）。

Description

用于在植物中诱导挥发性有机化合物生产的包含芽孢杆菌属（BACILLUS）细菌的接种剂

技术领域

本发明的主题内容涉及植物根际促生菌(PGPR)的领域。具体来说，本发明的主题内容涉及PGPR，其诱导用所述细菌处理过的植物产生挥发性有机化合物。

背景技术

事实上，植物中挥发性有机化合物(VOC)的诱导尚未经过调查，尽管有证据表明植物挥发性物质的诱导依赖于生物性因素例如植物激素(de Bruxelles和Roberts，2001；Ament等，2004)、草食性动物来源的激发子(Spiteller和Boland，2003)和伴生微生物包括病原体(Preston等，1999；Cardoza等，2002)以及非生物性因素例如创伤(Mithofer等，2005)、重金属(Mithofer等，2004)以及温度和光(Takabayashi等，1994)的相互作用。植物根际促生菌(PGPR)代表了一大类移生根部的细菌，其应用通常与提高植物生长速度(Kloepper,1992；Zehnder等，1997)、抑制土壤病原体(Schippers等，1987)和诱导针对昆虫害虫的系统抗性(Kloepper等，1999；Ryu等，2004)相关。考虑到在世界上的某些地区PGPR正被越来越多地应用于几种大田作物的生产(Backman等，1997；Cleyet-Marcel等，2001)，对植物中VOC的诱导和PGPR是否能够影响植物中VOC的产生的研究之缺乏是令人吃惊的。Backman等(1997)报道了60-75％的美国棉花作物用PGPR产品进行处理，这是一种用于抑制镰刀菌属(Fusarium)和丝核菌属(Rhizoctonia)土壤病原体的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)产品。在该文献中，研究了PGPR对棉花挥发性物质的诱导的潜在影响以及吸引棉花草食性动物和它们的拟寄生物的结果。令人吃惊的是，观察到PGPR以重要影响力引起植物VOC的变化。关于PGPR对植物挥发性物质诱导和昆虫-植物相互作用的影响的知识，可能有助于提高PGPR产品的采用率和更好产品的开发，并且也有助于减轻这些产品的潜在负面影响。

发明概述

本发明公开了分离的植物根际促生菌(PGPR)及其接种剂，其诱导用所述PGPR处理过的植物产生一种或多种挥发性有机化合物(VOC)。适合的PGPR可以包括芽孢杆菌属菌种。

所述由植物产生的VOC可以包括但不限于选自α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、乙酸顺-3-己烯酯、柠檬烯、β-罗勒烯、芳樟醇、(E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、水杨酸甲酯、癸醛、顺-茉莉酮、石竹烯、α-蛇麻烯、β-法呢烯的化合物及其混合物。由PGPR处理过的植物产生的VOC优选改变暴露于所述VOC的昆虫的行为。在某些实施方式中，所述昆虫是草食性动物，并且所述VOC减少所述昆虫在植物上产卵或昆虫以植物为食。在其他实施方式中，所述昆虫是肉食性动物或拟寄生物，并且所述VOC将所述肉食性动物或拟寄生物吸引到植物。

PGPR可以是细菌的单一菌株、菌种或菌属，或者可以包含多种菌株、菌种或菌属的混合物。例如，PGPR可以选自包括但不限于下列的属：放线菌属(Actinobacter)，产碱杆菌属(Alcaligenes)，芽孢杆菌属，伯克氏菌属(Burkholderia)，布丘氏菌属(Buttiauxella)，肠杆菌属(Enterobacter)，克雷伯氏菌属(Klebsiella)，克鲁维菌属(Kluyvera)，假单胞菌属(Pseudomonas)，拉恩氏菌属(Rahnella)，罗尔斯通菌属(Ralstonia)，根瘤菌属(Rhizobium)，沙雷氏菌属(Serratia)，寡养食单胞菌属(Stenotrophomonas)，类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)。

所述PGPR可以包括芽孢杆菌属细菌。所述芽孢杆菌属细菌可以具有包含SEQ IDNO：1、SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3或SEQ ID NO： 4的16S rDNA核酸序列，或者可以包含与SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4和SEQ ID NO：5中的一个或多个具有至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的序列同一性的16SrDNA核酸序列。具体的芽孢杆菌属细菌可以包括解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)(例如解淀粉芽孢杆菌菌株AP-136，其于2011年12月2日在登记号NRRLB-50614下保藏于美国农业部(United States Department of Agriculture)；例如解淀粉芽孢杆菌菌株AP-188，其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50615下保藏于美国农业部；解淀粉芽孢杆菌菌株AP-218，其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50618下保藏于美国农业部；解淀粉芽孢杆菌菌株AP-219，其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50619下保藏于美国农业部；以及解淀粉芽孢杆菌菌株AP-295，其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50620下保藏于美国农业部)；莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)(例如莫哈韦芽孢杆菌菌株AP-209，其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50616下保藏于美国农业部)；盐土芽孢杆菌(例如盐土芽孢杆菌菌株AP-217，其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50617下保藏于美国农业部)；短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)(例如短小芽孢杆菌菌株INR-7(也被称为BU F-22，其于2008年7月23日在登记号NRRL B-50153下保藏于美国农业部；以及BU-F33，其于2008年10月15日在登记号NRRL B-50185下保藏于美国农业部))；简单芽孢杆菌(Bacillussimplex)(例如简单芽孢杆菌菌株ABU 288，其于2010年1月19日在登记号NRRL B-50340下保藏于美国农业部)；以及枯草芽孢杆菌(枯草芽孢杆菌菌株MBI 600，其于2011年11月10日在登记号NRRL B-50595下保藏于美国农业部)，及其混合物或掺混物。

还公开了包含本文公开的PGPR并任选包含载体的接种剂。所述接种剂可以包含其他活性成分，例如植物激素(如3-羟基丁酮、2,3-丁二醇和吲哚乙酸)以及抗微生物化合物(如苯乙醇和4-羟基苯甲酸盐)。

可将所公开的PGPR及其接种剂用在改变昆虫对植物的行为的方法中。在某些实施方式中，所述方法包括向植物、植物的种子、块茎或根状茎或植物周围的土壤或环境施用包含所述PGPR的接种剂。所述方法可以减少草食性动物在植物上产卵或以所述植物为食，和/或可以将肉食性动物或拟寄生物吸引到植物。适用于所述方法的植物包括但不限于苜蓿、水稻、大麦、黑麦、棉花、向日葵、花生、玉米、马铃薯、甘薯、菜豆、豌豆、小扁豆菊苣、生菜、苦苣、卷心菜、抱子甘蓝、甜菜、欧洲防风草、芜菁、花椰菜、西兰花、芜菁、小萝卜、菠菜、洋葱、大蒜、茄子辣椒、芹菜、胡萝卜、南瓜(squash)、倭瓜(pumpkin)、西葫芦、黄瓜、苹果、梨、甜瓜、柑橘、草莓、葡萄、覆盆子、菠萝、大豆、低芥酸油菜、油菜、春小麦、冬小麦、烟草、番茄、高粱和甘蔗。

附图简述

图1.未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株INR-7、PGPR掺混物8,或PGPR掺混物9处理的棉花植物相比，顶部空间挥发物的色谱图。鉴定到的化合物：(1)α-蒎烯；(2)β-蒎烯；(3)β-月桂烯；(4)乙酸顺-3-己烯酯；(5)柠檬烯；(6)β-罗勒烯；(7)芳樟醇；(8)未知；(9)石竹烯；(10)α-蛇麻烯；(11)β-法呢烯。

图2.从未处理的未被毛虫侵袭的(对照1)棉花植物、未处理的被毛虫侵袭的(对照2)棉花植物、PGPR掺混物9处理的未被毛虫侵袭的棉花植物和PGPR掺混物9处理的被毛虫侵袭的棉花植物收集到的顶部空间挥发物的色谱图。鉴定到的化合物：(1)顺式-3-己烯醛；(2)反式-2-己烯醛；(3)顺式-3-己烯-1-醇；(4)反式-2-己烯-1-醇；(5)α-蒎烯；(6)β-蒎烯；(7)月桂烯；(8)乙酸顺-3-己烯酯；(9)乙酸反-2-己烯酯；(10)柠檬烯；(11)β-罗勒烯；(12)芳樟醇；(13)未知；(14)(E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯；(15)丁酸顺-3-己烯酯；(16)丁酸反-2-己烯酯；(17)正癸醛；(18)2-甲基丁酸顺-3-己烯酯；(19)2-甲基丁酸反-2-己烯酯；(20)吲哚；(21)惕各酸异丁酯；(22)惕各酸(E)-2-己烯酯；(23)顺-茉莉酮；(24)石竹烯；(25)α-反式香柑油烯；(26)α-法呢烯；(27)α-蛇麻烯；(28)β-法呢烯。

图3.未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株INR-7、PGPR掺混物8或PGPR掺混物9处理的棉花植物相比的根表面积(cm²)。用不同字母指示的平均值具有显著差异(P<0.05，ANOVA，Tukey-Kramer HSD多重比较检验，n＝8)。

图4.未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株INR-7、PGPR掺混物8或PGPR掺混物9处理的棉花植物相比的根体积(cm³)。用不同字母指示的平均值具有显著差异(P<0.05，ANOVA，Tukey-Kramer HSD多重比较检验，n＝8)。

图5.未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株INR-7、PGPR掺混物8或PGPR掺混物9处理的棉花植物相比的根干重(g)。用不同字母指示的平均值具有显著差异(P<0.05，ANOVA，Tukey-Kramer HSD多重比较检验，n＝8)。

图6.在四选嗅觉计中无经验的雌性红足侧沟茧蜂(M.croceipes)对未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株INR-7、PGPR掺混物9处理的棉花植物或空白对照(空仓室)的反应的比较。每天试验32只拟寄生物并重复5次。用不同字母指示的平均值具有显著差异(P<0.05，ANOVA，Tukey-Kramer HSD多重比较检验，n＝5)。

图7.在四选嗅觉计中无经验的雌性红足侧沟茧蜂对未处理的被侵袭的(对照)棉花植物与用PGPR掺混物9处理的被侵袭的、用PGPR掺混物9处理的未被侵袭的棉花植物或空白对照(空仓室)的反应的比较。用30只烟芽夜蛾(H.virescens)毛虫对植物进行侵袭。每天试验32只拟寄生物并重复4次。用不同字母指示的平均值具有显著差异(P<0.05，ANOVA，Tukey-Kramer HSD多重比较检验，n＝4)。

图8.在四选嗅觉计中无经验的雌性红足侧沟茧蜂对未处理的被侵袭的(对照)棉花植物与用PGPR掺混物9处理的被侵袭的、用PGPR掺混物9处理的未被侵袭的棉花植物或空白对照(空仓室)的反应的比较。用2只烟芽夜蛾毛虫对植物进行侵袭。每天试验32只拟寄生物并重复4次。用不同字母指示的平均值具有显著差异(P<0.05，ANOVA，Tukey-Kramer HSD多重比较检验，n＝4)。

图9.PGPR对产卵批次数(A)和产卵总数(B)的影响。

图10.未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株MBI 600或PGPR菌株ABU 288处理的棉花植物相比，顶部空间挥发物的色谱图。箭头表示在PGPR处理过的植物中检测到但是在未处理的(对照)植物中没有检测到的挥发物峰。

详细描述

下面进一步描述本公开的主题内容。

除非另有说明或通过上下文指明，否则没有具体数量的指称是指“一个或多个”。例如，除非另有说明或通过上下文指明，否则“肽”应该被解释为“一种或多种肽”。

当在本文中使用时，“约”、“大约”、“基本上”和“显著地”将为本领域的普通技术人员所理解，并且根据它们所使用的上下文可以有一定程度的差异。如果所述术语的使用使本领域的普通技术人员不能根据它所使用的上下文做出清楚理解时，“约”和“大约”将意味着特定项加上或减去≤10％，“基本上”和“显著地”将意味着特定项加上或减去>10％。

当在本文中使用时，术语“包括”与术语“包含”具有相同意义。

本文中使用的术语“植物”应该被宽泛地解释，并可以包括被子植物和裸子植物、双子叶植物和单子叶植物以及乔木。双子叶被子植物的实例可以包括但不限于番茄、烟草、棉花、油菜籽,蚕豆、大豆、胡椒、生菜、豌豆、苜蓿、三叶草、卷心菜、西兰花、花椰菜、抱子甘蓝、小萝卜、胡萝卜、甜菜、茄子、菠菜、黄瓜、南瓜、甜瓜、哈密瓜和向日葵。单子叶被子植物的实例可以包括但不限于芦笋、饲料玉米和甜玉米、大麦、小麦、水稻、高粱、洋葱、珍珠粟、黑麦、燕麦和甘蔗。木本植物可以包括但不限于果树、金合欢、桤木、山杨、榉木、桦木、香枫、美国梧桐、白杨、柳树、冷杉、松树、云杉、落叶松、雪松、铁杉。

术语“植物根际促生菌”或“PGPR”是指移生在植物根部并同时促进植物生长和/或减少疾病或来自于肉食性动物的损伤的一类细菌。作为PGPR的细菌可以属于包括但不限于下列的属：放线菌属(Actinobacter)，产碱杆菌属(Alcaligenes)，芽孢杆菌属，伯克氏菌属(Burkholderia)，布丘氏菌属(Buttiauxella)，肠杆菌属(Enterobacter)，克雷伯氏菌属(Klebsiella)，克鲁维菌属(Kluyvera)，假单胞菌属(Pseudomonas)，拉恩氏菌属(Rahnella)，罗尔斯通菌属(Ralstonia)，根瘤菌属(Rhizobium)，沙雷氏菌属(Serratia)，寡养食单胞菌属(Stenotrophomonas)，类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)。

术语“挥发性有机化合物”或“VOC”是指在环境条件下一般为气态的有机化合物。当在本文中使用时，VOC可以包括但不限于α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、乙酸顺-3-己烯酯、柠檬烯、β-罗勒烯、芳樟醇、(E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、水杨酸甲酯、癸醛、顺-茉莉酮、石竹烯、α-蛇麻烯、β-法呢烯及其混合物。正如在本文中所公开的，已鉴定到诱导植物发出VOC的PGPR。

本文公开的PGPR可以被配制成用于植物的接种剂。术语“接种剂”是指包括PGPR的分离培养物并任选包括载体的制剂，所述载体可以包括生物可接受的介质。

本文公开的PGPR可以是分离的或基本上纯化的。术语“分离的”或“基本上纯化的”是指PGPR已经从天然环境中取出并已被分离或分开，并且至少60％不含、优选地至少75％不含、更优选地至少90％不含、甚至更优选地至少95％不含、并且最优选至少100％不含与它们天然相伴的其他组分。“分离培养物”是指PGPR的培养物不包含显著量的其他材料，例如在其中生长PGPR和/或一般可以从其获得PGPR的土壤中通常存在的其他材料。“分离培养物”可以是不包含其量足以干扰“分离培养物”的复制的任何其他生物、微生物和/或细菌物种的培养物。可以将PGPR的分离培养物合并以制备PGPR的混合培养物。

当在本文中使用时，芽孢杆菌属是指一类革兰氏阳性的杆状细菌，其是厚壁菌门(Firmicutes)的成员。在胁迫性环境条件下，芽孢杆菌属细菌产生椭圆形内生孢子，其可以长时间保持休眠状态。芽孢杆菌属细菌可以根据它们的16S rRNA或其片段的核苷酸序列(例如16S rRNA或rDNA核苷酸序列的约1000nt、1100nt、1200nt、1300nt、1400nt、或1500nt的片段)来表征或鉴定。芽孢杆菌属细菌可以包括但不限于酸快生芽孢杆菌(B.acidiceler)、酸居芽孢杆菌(B.acidicola)、产酸芽孢杆菌(B.acidiproducens)、B.aeolius、空气芽孢杆菌(B.aerius)、嗜气芽孢杆菌(B.aerophilus)、黏琼脂芽孢杆菌(B.agaradhaerens)、艾丁湖芽孢杆菌(B.aidingensis)、秋叶氏芽孢杆菌(B.akibai)、嗜碱芽孢杆菌(B.alcalophilus)、藻居芽孢杆菌(B.algicola)、B.alkalinitrilicus、B.alkalisediminis、碱土芽孢杆菌(B.alkalitelluris)、高地芽孢杆菌(B.altitudinis)、香鱼海槽芽孢杆菌(B.alveayuensis)、解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)、炭疽芽孢杆菌(B.anthracis)、海水芽孢杆菌(B.aquimaris)、砷芽孢杆菌(B.arsenicus)、B.aryabhattai、风井氏芽孢杆菌(B.asahii)、深褐芽孢杆菌(B.atrophaeus)、金橙色芽孢杆菌(B.aurantiacus)、产氮芽孢杆菌(B.azotoformans)、栗褐芽孢杆菌(B.badius)、罕见芽孢杆菌(B.barbaricus)、巴达维亚芽孢杆菌(B.bataviensis)、北京芽孢杆菌(B.beijingensis)、食苯芽孢杆菌(B.benzoevorans)、B.beveridgei、博戈里亚芽孢杆菌(B.bogoriensis)、嗜硼芽孢杆菌(B.boroniphilus)、食丁酸芽孢杆菌(B.butanolivorans)、B.canaveralius、嗜碳芽孢杆菌(B.carboniphilus)、科研中心芽孢杆菌(B.cecembensis)、解纤维芽孢杆菌(B.cellulosilyticus)、蜡样芽孢杆菌(B.cereus)、恰甘诺湖芽孢杆菌(B.chagannorensis)、长安芽孢杆菌(B.chungangensis)、食物芽孢杆菌(B.cibi)、环状芽孢杆菌(B.circulans)、克氏芽孢杆菌(B.clarkii)、克劳氏芽孢杆菌(B.clausii)、凝结芽孢杆菌(B.coagulans)、考卉那芽孢杆菌(B.coahuilensis)、科氏芽孢杆菌(B.cohnii)、腐叶芽孢杆菌(B.decisifrondis)、脱色芽孢杆菌(B.decolorationis)、钻特省芽孢杆菌(B.drentensis)、混料芽孢杆菌(B.farraginis)、苛求芽孢杆菌(B.fastidiosus)、坚强芽孢杆菌(B.firmus)、弯曲芽孢杆菌(B.flexus)、小孔芽孢杆菌(B.foraminis)、福氏芽孢杆菌(B.fordii)、强壮芽孢杆菌(B.fortis)、气孔芽孢杆菌(B.fumarioli)、绳索状芽孢杆菌(B.funiculus)、解半乳糖苷芽孢杆菌(B.galactosidilyticus)、B.galliciensis、明胶芽孢杆菌(B.gelatini)、吉氏芽孢杆菌(B.gibsonii)、人参芽孢杆菌(B.ginsengi)、人参土芽孢杆菌(B.ginsengihumi)、B.graminis、盐敏芽孢杆菌(B.halmapalus)、B.halochares、耐盐芽孢杆菌(B.halodurans)、解半纤维素芽孢杆菌(B.hemicellulosilyticus)、黑布施泰因芽孢杆菌(B.herbertsteinensis)、崛越氏芽孢杆菌(B.horikoshi)、B.horneckiae、花园芽孢杆菌(B.horti)、土地芽孢杆菌(B.humi)、花津滩芽孢杆菌(B.hwajinpoensis)、病研所芽孢杆菌(B.idriensis)、印度芽孢杆菌(B.indicus)、婴儿芽孢杆菌(B.infantis)、深层芽孢杆菌(B.infernus)、伊氏芽孢杆菌(B.isabeliae)、B.isronensis、咸海鲜芽孢杆菌(B.jeotgali)，韩国芽孢杆菌(B.koreensis)、B.korlensis、韩研所芽孢杆菌(B.kribbensis)、克鲁氏芽孢杆菌(B.krulwichiae)、列城芽孢杆菌(B.lehensis)、迟缓芽孢杆菌(B.lentus)、地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)、岸滨芽孢杆菌(B.litoralis)、B.locisalis、坎德玛斯岛芽孢杆菌(B.luciferensis)、B.luteolus、澳门芽孢杆菌(B.macauensis)、马氏芽孢杆菌(B.macyae)、解甘露糖醇芽孢杆菌(B.mannanilyticus)、黄海芽孢杆菌(B.marisflavi)、B.marmarensis、马赛芽孢杆菌(B.massiliensis)、巨兽芽孢杆菌(B.megaterium)、甲醇芽孢杆菌(B.methanolicus)、甲基营养型芽孢杆菌(B.methylotrophicus)、莫哈韦芽孢杆菌、壁芽孢杆菌(B.muralis)、马丁教堂芽孢杆菌(B.murimartini)、蕈状芽孢杆菌(B.mycoides)、B.nanhaiensis、B.nanhaiisediminis、尼氏芽孢杆菌(B.nealsonii)、B.neizhouensis、农研所芽孢杆菌(B.niabensis)、烟酸芽孢杆菌(B.niacini)、休闲地芽孢杆菌(B.novalis)、B.oceanisediminis、奥德赛芽孢杆菌(B.odysseyi)、奥哈芽孢杆菌(B.okhensis)、奥飞蝉温泉芽孢杆菌(B.okuhidensis)、蔬菜芽孢杆菌(B.oleronius)、大岛芽孢杆菌(B.oshimensis)、人参地块芽孢杆菌(B.panaciterrae)、巴塔哥尼亚芽孢杆菌(B.patagoniensis)、B.persepolensis、海绵芽孢杆菌(B.plakortidis)、抱川芽孢杆菌(B.pocheonensis)、蓼属植物芽孢杆菌(B.polygoni)、假嗜碱芽孢杆菌(B.pseudoalcaliphilus)、假坚强芽孢杆菌(B.pseudofirmus)、假真菌样芽孢杆菌(B.pseudomycoides)、冷解糖芽孢杆菌(B.psychrosaccharolyticus)、短小芽孢杆菌、青岛芽孢杆菌(B.qingdaonensis)、B.rigui、农庄芽孢杆菌(B.ruris)、沙福芽孢杆菌(B.safensis)、盐芽孢杆菌(B.salarius)、喜盐芽孢杆菌(B.saliphilus)、施氏芽孢杆菌(B.schlegelii)、硒砷芽孢杆菌(B.selenatarsenatis)、还原硒酸盐芽孢杆菌(B.selenitireducens)、西岸芽孢杆菌(B.seohaeanensis)、沙氏芽孢杆菌(B.shackletonii)、B.siamensis、简单芽孢杆菌、青贮窖芽孢杆菌(B.siralis)、史氏芽孢杆菌(B.smithii)、土壤芽孢杆菌(B.soli)、B.solisalsi、索诺拉沙漠芽孢杆菌(B.sonorensis)、耐热芽孢芽孢杆菌(B.sporothermodurans)、平流层芽孢杆菌(B.stratosphericus)、地下芽孢杆菌(B.subterraneus)、枯草芽孢杆菌、大安芽孢杆菌(B.taeansis)、特基拉芽孢杆菌(B.tequilensis)、热南极芽孢杆菌(B.thermantarcticus)、热噬淀粉芽孢杆菌(B.thermoamylovorans)、热阴沟芽孢杆菌(B.thermocloacae)、B.thermolactis、产硫芽孢杆菌(B.thioparans)、苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)、B.tripoxylicola、多斯加尼芽孢杆菌(B.tusciae)、死谷芽孢杆菌(B.vallismortis)、威氏芽孢杆菌(B.vedderi)、越南芽孢杆菌(B.vietnamensis)、原野芽孢杆菌(B.vireti)、和光芽孢杆菌(B.wakoensis)、韦施泰凡芽孢杆菌(B.weihenstephanensis)、B.xiaoxiensis，及其混合物或掺混物。

本文公开的PGPR及其接种剂可以包含解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)或与解淀粉芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。解淀粉芽孢杆菌菌株Chilli-1的16S核糖体rDNA的部分序列(GenBank登记号HQ021420.1)在本文中提供为SEQ ID NO：1。与解淀粉芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为：具有包含SEQ ID NO：1的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO：1具有至少约98％或99％的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。

本文公开的PGPR及其接种剂可以包含莫哈韦芽孢杆菌或与莫哈韦芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。莫哈韦芽孢杆菌菌株NBSL51的16S核糖体rDNA的部分序列(GenBank登记号JN624928.1)在本文中提供为SEQ ID NO：2。与莫哈韦芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为：具有包含SEQ ID NO：2的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO：2具有至少约98％或99％的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。

本文公开的PGPR及其接种剂可以包含盐土芽孢杆菌或与盐土芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。盐土芽孢杆菌菌株YC1的16S核糖体rDNA的部分序列(GenBank登记号NR_044387)在本文中提供为SEQ ID NO：3。与盐土芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为：具有包含SEQ ID NO：3的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO：3具有至少约91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。

本文公开的PGPR及其接种剂可以包含短小芽孢杆菌或与短小芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。短小芽孢杆菌菌株TUB1的16S核糖体rDNA的部分序列(GenBank登记号HE613653.1)在本文中提供为SEQ ID NO：4。与短小芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为：具有包含SEQ ID NO：4的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO：4具有至少约96％、97％、98％或99％的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。

本文公开的PGPR及其接种剂可以包含简单芽孢杆菌或与简单芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。简单芽孢杆菌菌株NH.259的16S核糖体 rDNA的部分序列(GenBank登记号EU627171.1)在本文中提供为SEQ ID NO：5。与简单芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为：具有包含SEQ ID NO：5的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO：5具有至少约93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。

本文公开的PGPR及其接种剂可以包含枯草芽孢杆菌或与枯草芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。枯草芽孢杆菌菌株GB03的16S核糖体rDNA的部分序列(GenBank登记号DQ683077)在本文中提供为SEQ ID NO：6。与枯草芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为：具有包含SEQ ID NO：6的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO：6具有至少约98％或99％的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。

在本文公开的包含芽孢杆菌属细菌的接种剂的某些实施方式中，芽孢杆菌属菌种不是枯草芽孢杆菌，并且不是与枯草芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。不与枯草芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为：具有与SEQ ID NO：5具有不超过99％、98％、97％、96％、95％、94％、93％、92％或91％的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。

“序列同一性百分率”，可以使用可在国家生物技术信息中心(National Centerfor Biotechnology Information)(NCBI)网站获得的基本局部比对搜索工具(BasicLocal Alignment Search Tool)(BLAST)，通过将两个相等长度的序列比对来确定(即“bl2seq”，其描述在Tatiana A.Tatusova,Thomas L.Madden(1999)，“两个序列的Blast——用于比较蛋白质和核苷酸序列的新工具”(Blast 2sequences-a new tool forcomparing protein and nucleotidesequences)，FEMS Microbiol Lett.174:247-250，在此以其全文引为参考)。例如，SEQ ID NO：1与SEQ ID NO：5之间的序列同一性百分率，可以使用在NCBI网站提供的在线BLAST软件，通过将这两个序列进行比对来确定。

两个脱氧核糖核苷酸序列之间的“序列同一性百分率”，也可以使用Kimura双参数距离模型来确定，所述模型对多次命中进行校正，考虑到了转换和颠换取代率，同时假设四种核苷酸的频率相同并且位点之间的取代率没有差别(Nei和Kumar，2000)，该模型在MEGA4(Tamura K,Dudley J,Nei M&Kumar S(2007)“MEGA4：分子进化遗传学分析(MEGA)软件4.0版”(MEGA4:Molecular Evolutionary Genetics Analysis(MEGA)software version4.0.)，Molecular Biology and Evolution 24:1596-1599)、优选为4.0.2或更晚的版本中实施。空位开放罚分和空位延伸罚分分别被设定在15和6.66。末端空位不罚分。延迟趋异序列切换被设定在30。转变权重分值为35被设为0.5，作为完全错配与匹配对分值之间的平衡。所使用的DNA权重矩阵是IUB计分矩阵，其中x和n匹配于任何IUB歧义符号，全部匹配分值为1.9，全部错配分值为0。

当在本文中使用时，“掺混物8”是指包括解淀粉芽孢杆菌菌株AP-188、莫哈韦芽孢杆菌菌株AP-209、盐土芽孢杆菌菌株AP-217和解淀粉芽孢杆菌菌株AP-218的芽孢杆菌属细菌的混合物(参见表1)。当在本文中使用时，“掺混物9”是指包括解淀粉芽孢杆菌菌株AP-136、莫哈韦芽孢杆菌菌株AP-188、盐土芽孢杆菌菌株AP-219和解淀粉芽孢杆菌菌株AP-295的芽孢杆菌属细菌的混合物。

本文公开的PGPR可用于处理植物并在处理过的植物中诱导VOC生产。例如，本文公开的PGPR可以配制成用于处理植物的接种剂。本文中设想的处理方法可以包括直接处理植物，包括直接处理植物的叶、茎或根。本文设想的处理方法可以包括例如在种植种子之前处理植物的种子以产生处理过的植物。本文设想的方法还可以包括间接处理植物，例如通过处理植物周围的土壤或环境(例如在犁沟中施用颗粒或液体)。适合的处理方法可以包括通过高压或低压喷雾、浸润和/或注射施用包含PGPR的接种剂。可以通过低压或高压喷雾、包衣、浸泡和/或注射施用来处理植物种子。在植物种子已经此处理后，可以将种子种植和栽培以产生植物。从这样的种子繁殖的植物可以用一种或多种施用方式进一步处理。适合的施用浓度可以凭经验确定。在PGPR作为喷雾剂施用到植物的某些实施方式中，适合的施用浓度可以包括每公顷植物喷洒10⁶-10¹⁸菌落形成单位(cfu)，更通常为每公顷10⁷-10¹⁵cfu。对于包衣种子来说，在某些实施方式中，适合的施用浓度可以在每颗种子10²-10⁸cfu之间，优选在每颗种子10⁴-10⁷cfu之间。在其他实施方式中，PGPR可以作为秧苗浸根液或作为土壤浸润液，以约10²-10¹²cfu/ml、10⁴-10¹⁰cfu/ml或约10⁶-10⁸cfu/ml的浓度施用。

PGPR可以与适合的载体一起在组合物(例如接种剂)中施用。适合的载体可以包括但不限于水或其他水性溶液、浆液、固体(例如泥煤、小麦、麸皮、蛭石和巴氏消毒的土壤)或干粉。在某些实施方式中，组合物包含每毫升载体10²-10¹²cfu或每毫升载体10⁴-10¹⁰cfu或每毫升载体10⁶-10⁸cfu。组合物可以包含其他添加剂，包括缓冲剂、表面活性剂、佐剂或涂层剂。

本文公开的方法可用于改变昆虫对处理过的植物的行为。当在本文中使用时，“改变”昆虫的行为可以包括减少或阻止昆虫的负面行为和/或增加昆虫的正面行为。减少或阻止昆虫的负面行为可以包括减少或阻止来自于昆虫的损伤。例如，可以实施方法以减少或阻止草食性昆虫以处理过的植物为食。优选地，与未处理的植物相比，所述方法以在处理过的植物为食减少至少约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％。为食的减少可以通过在一段时间内对以处理过的植物和未处理过的植物为食的幼虫的体重进行比较来测量。为食的减少也可以通过比较由昆虫每次以植物为食造成的植物质量的损失来测量。还可以实施方法以减少或阻止草食性昆虫在处理过的植物上产卵。优选地，与未处理的植物相比，所述方法将在处理过的植物上的产卵(即，下卵)减少至少约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％。产卵的减少可以通过比较处理过的植物和未处理的植物上每只昆虫的产卵(例如卵的总数和/或卵的批次总数)来测量。行为可以通过本文公开的方法改变的草食性昆虫可以包括但不限于甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)和菜青虫(Pieris rapae)。还可以实施方法以将昆虫的天敌吸引到处理过的植物，包括但不限于捕食性昆虫或昆虫拟寄生物。捕食性昆虫可以包括但不限于瓢虫(即瓢虫科(Coccinelidae))、猎蝽(即猎蝽科(Reduviidae))、大眼虫(即大眼蝽科(Geocoridae))、小花蝽(即Antrocoridae)、姬蝽(即姬蝽科(Nabidae))、草蜻蛉(即脉翅目(Neuroptera))和捕食性螨(即植缨螨科(Phytoseiidae))。昆虫拟寄生物可以包括但不限于Brachonid蜂(例如缘腹绒茧蜂(Cotesia marginiventris)、红足侧沟茧蜂(Microplitis croceipes)、粉蝶盘绒茧蜂(Cotesia rubecula)和科曼尼蚜茧蜂(Aphidius colemani))、Ichneumonid蜂、小蜂(例如桨角蚜小蜂属物种(Eretmocerus spp.)和丽蚜小蜂(Encarsia formosa))和寄蝇。

示例性实施方式

下面的实施方式是示例性的，不打算限制所宣称的主题内容。

实施方式1.分离的植物根际促生菌(PGPR)，其诱导用所述PGPR处理过的植物产生一种或多种挥发性有机化合物(VOC)，并且任选地所述PGPR选自下列的属：放线菌属，产碱杆菌属，芽孢杆菌属，伯克氏菌属，布丘氏菌属，肠杆菌属，克雷伯氏菌属，克鲁维菌属，假单胞菌属，拉恩氏菌属，罗尔斯通菌属，根瘤菌属，沙雷氏菌属，寡养食单胞菌属，类芽孢杆菌属和赖氨酸芽孢杆菌属。

实施方式2.实施方式1的PGPR，其中所述一种或多种VOC包含选自PGPR及其接种剂的一种或多种化合物。

实施方式3.前述实施方式任一项的PGPR，其中所述一种或多种VOC改变暴露于所述一种或多种VOC的昆虫的行为。

实施方式4.前述实施方式任一项的PGPR，其中所述昆虫是草食性动物，并且所述一种或多种VOC减少所述昆虫在植物上产卵。

实施方式5.前述实施方式任一项的PGPR，其中所述昆虫是草食性动物，并且所述一种或多种VOC减少所述昆虫以植物为食。

实施方式6.前述实施方式任一项的PGPR，其中所述昆虫是肉食性动物或拟寄生物，并且所述一种或多种VOC将所述肉食性动物或拟寄生物吸引到植物。

实施方式7.前述实施方式任一项的PGPR，其中所述PGPR是选自下列的芽孢杆菌属细菌：酸快生芽孢杆菌(B.acidiceler)、酸居芽孢杆菌(B.acidicola)、产酸芽孢杆菌(B.acidiproducens)、B.aeolius、空气芽孢杆菌(B.aerius)、嗜气芽孢杆菌(B.aerophilus)、黏琼脂芽孢杆菌(B.agaradhaerens)、艾丁湖芽孢杆菌(B.aidingensis)、秋叶氏芽孢杆菌(B.akibai)、嗜碱芽孢杆菌(B.alcalophilus)、藻居芽孢杆菌(B.algicola)、B.alkalinitrilicus、B.alkalisediminis、碱土芽孢杆菌(B.alkalitelluris)、高地芽孢杆菌(B.altitudinis)、香鱼海槽芽孢杆菌(B.alveayuensis)、解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)、炭疽芽孢杆菌(B.anthracis)、海水芽孢杆菌(B.aquimaris)、砷芽孢杆菌(B.arsenicus)、B.aryabhattai、风井氏芽孢杆菌(B.asahii)、深褐芽孢杆菌(B.atrophaeus)、金橙色芽孢杆菌(B.aurantiacus)、产氮芽孢杆菌(B.azotoformans)、栗褐芽孢杆菌(B.badius)、罕见芽孢杆菌(B.barbaricus)、巴达维亚芽孢杆菌(B.bataviensis)、北京芽孢杆菌(B.beijingensis)、食苯芽孢杆菌(B.benzoevorans)、B.beveridgei、博戈里亚芽孢杆菌(B.bogoriensis)、嗜硼芽孢杆菌(B.boroniphilus)、食丁酸芽孢杆菌(B.butanolivorans)、B.canaveralius、嗜碳芽孢杆菌(B.carboniphilus)、科研中心芽孢杆菌(B.cecembensis)、解纤维芽孢杆菌(B.cellulosilyticus)、蜡样芽孢杆菌(B.cereus)、恰甘诺湖芽孢杆菌(B.chagannorensis)、长安芽孢杆菌(B.chungangensis)、食物芽孢杆菌(B.cibi)、环状芽孢杆菌(B.circulans)、克氏芽孢杆菌(B.clarkii)、克劳氏芽孢杆菌(B.clausii)、凝结芽孢杆菌(B.coagulans)、考卉那芽孢杆菌(B.coahuilensis)、科氏芽孢杆菌(B.cohnii)、腐叶芽孢杆菌(B.decisifrondis)、脱色芽孢杆菌(B.decolorationis)、钻特省芽孢杆菌(B.drentensis)、混料芽孢杆菌(B.farraginis)、苛求芽孢杆菌(B.fastidiosus)、坚强芽孢杆菌(B.firmus)、弯曲芽孢杆菌(B.flexus)、小孔芽孢杆菌(B.foraminis)、福氏芽孢杆菌(B.fordii)、强壮芽孢杆菌(B.fortis)、气孔芽孢杆菌(B.fumarioli)、绳索状芽孢杆菌(B.funiculus)、解半乳糖苷芽孢杆菌(B.galactosidilyticus)、B.galliciensis、明胶芽孢杆菌(B.gelatini)、吉氏芽孢杆菌(B.gibsonii)、人参芽孢杆菌(B.ginsengi)、人参土芽孢杆菌(B.ginsengihumi)、B.graminis、盐敏芽孢杆菌(B.halmapalus)、B.halochares、耐盐芽孢杆菌(B.halodurans)、解半纤维素芽孢杆菌(B.hemicellulosilyticus)、黑布施泰因芽孢杆菌(B.herbertsteinensis)、崛越氏芽孢杆菌(B.horikoshi)、B.horneckiae、花园芽孢杆菌(B.horti)、土地芽孢杆菌(B.humi)、花津滩芽孢杆菌(B.hwajinpoensis)、病研所芽孢杆菌(B.idriensis)、印度芽孢杆菌(B.indicus)、婴儿芽孢杆菌(B.infantis)、深层芽孢杆菌(B.infernus)、伊氏芽孢杆菌(B.isabeliae)、B.isronensis、咸海鲜芽孢杆菌(B.jeotgali)、韩国芽孢杆菌(B.koreensis)、B.korlensis、韩研所芽孢杆菌(B.kribbensis)、克鲁氏芽孢杆菌(B.krulwichiae)、列城芽孢杆菌(B.lehensis)、迟缓芽孢杆菌(B.lentus)、地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)、岸滨芽孢杆菌(B.litoralis)、B.locisalis、坎德玛斯岛芽孢杆菌(B.luciferensis)、B.luteolus、澳门芽孢杆菌(B.macauensis)、马氏芽孢杆菌(B.macyae)、解甘露糖醇芽孢杆菌(B.mannanilyticus)、黄海芽孢杆菌(B.marisflavi)、B.marmarensis、马赛芽孢杆菌(B.massiliensis)、巨兽芽孢杆菌(B.megaterium)、甲醇芽孢杆菌(B.methanolicus)、甲基营养型芽孢杆菌(B.methylotrophicus)、莫哈韦芽孢杆菌、壁芽孢杆菌(B.muralis)、马丁教堂芽孢杆菌(B.murimartini)、蕈状芽孢杆菌(B.mycoides)、B.nanhaiensis、B.nanhaiisediminis、尼氏芽孢杆菌(B.nealsonii)、B. neizhouensis、农研所芽孢杆菌(B.niabensis)、烟酸芽孢杆菌(B.niacini)、休闲地芽孢杆菌(B.novalis)、B.oceanisediminis、奥德赛芽孢杆菌(B.odysseyi)、奥哈芽孢杆菌(B.okhensis)、奥飞蝉温泉芽孢杆菌(B.okuhidensis)、蔬菜芽孢杆菌(B.oleronius)、大岛芽孢杆菌(B.oshimensis)、人参地块芽孢杆菌(B.panaciterrae)、巴塔哥尼亚芽孢杆菌(B.patagoniensis)、B.persepolensis、海绵芽孢杆菌(B.plakortidis)、抱川芽孢杆菌(B.pocheonensis)、蓼属植物芽孢杆菌(B.polygoni)、假嗜碱芽孢杆菌(B.pseudoalcaliphilus)、假坚强芽孢杆菌(B.pseudofirmus)、假真菌样芽孢杆菌(B.pseudomycoides)、冷解糖芽孢杆菌(B.psychrosaccharolyticus)、短小芽孢杆菌、青岛芽孢杆菌(B.qingdaonensis)、B.rigui、农庄芽孢杆菌(B.ruris)、沙福芽孢杆菌(B.safensis)、盐芽孢杆菌(B.salarius)、喜盐芽孢杆菌(B.saliphilus)、施氏芽孢杆菌(B.schlegelii)、硒砷芽孢杆菌(B.selenatarsenatis)、还原硒酸盐芽孢杆菌(B.selenitireducens)、西岸芽孢杆菌(B.seohaeanensis)、沙氏芽孢杆菌(B.shackletonii)、B.siamensis、简单芽孢杆菌、青贮窖芽孢杆菌(B.siralis)、史氏芽孢杆菌(B.smithii)、土壤芽孢杆菌(B.soli)、B.solisalsi、索诺拉沙漠芽孢杆菌(B.sonorensis)、耐热芽孢芽孢杆菌(B.sporothermodurans)、平流层芽孢杆菌(B.stratosphericus)、地下芽孢杆菌(B.subterraneus)、枯草芽孢杆菌、大安芽孢杆菌(B.taeansis)、特基拉芽孢杆菌(B.tequilensis)、热南极芽孢杆菌(B.thermantarcticus)、热噬淀粉芽孢杆菌(B.thermoamylovorans)、热阴沟芽孢杆菌(B.thermocloacae)、B.thermolactis、产硫芽孢杆菌(B.thioparans)、苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)、B.tripoxylicola、多斯加尼芽孢杆菌(B.tusciae)、死谷芽孢杆菌(B.vallismortis)、威氏芽孢杆菌(B.vedderi)、越南芽孢杆菌(B.vietnamensis)、原野芽孢杆菌(B.vireti)、和光芽孢杆菌(B.wakoensis)、韦施泰凡芽孢杆菌(B.weihenstephanensis)、B.xiaoxiensis，及其混合物或掺混物。

实施方式8.实施方式7的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌具有的16S rDNA核酸序列包含SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5或SEQ ID NO：6。

实施方式9.实施方式7的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌具有的16S rDNA核酸序列与SEQ ID NO：1具有至少98％的同一性。

实施方式10.实施方式7-9任一项的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌具有的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO：2具有至少98％的同一性。

实施方式11.实施方式7-10任一项的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌具有的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO：3具有至少91％的同一性。

实施方式12.实施方式7-11任一项的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌具有的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO：4具有至少96％的同一性。

实施方式13.实施方式7-12任一项的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌具有的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO：5具有至少93％的同一性。

实施方式14.实施方式7-13任一项的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌具有的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO：6具有至少98％的同一性。

实施方式14.实施方式7的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌选自解淀粉芽孢杆菌、莫哈韦芽孢杆菌、盐土芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、简单芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌及其混合物。

实施方式15.实施方式7的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌是解淀粉芽孢杆菌。

实施方式16.实施方式15的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌选自解淀粉芽孢杆菌菌株AP-136、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-188、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-218、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-219和解淀粉芽孢杆菌菌株AP-295。

实施方式17.实施方式7的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌是莫哈韦芽孢杆菌。

实施方式18.实施方式17的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌是莫哈韦芽孢杆菌菌株AP-209。

实施方式19.实施方式7的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌是盐土芽孢杆菌。

实施方式20.实施方式19的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌是盐土芽孢杆菌菌株AP-217。

实施方式21.实施方式7的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌是短小芽孢杆菌。

实施方式22.实施方式21的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌是短小芽孢杆菌菌株INR-7。

实施方式23.实施方式7的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌是简单芽孢杆菌。

实施方式24.实施方式23的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌是简单芽孢杆菌菌株ABU 288。

实施方式25.实施方式7的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌是枯草芽孢杆菌菌株MBI 600。

实施方式26.实施方式7的芽孢杆菌属细菌，其中所述细菌包含芽孢杆菌属菌种的混合物。

实施方式27.一种用于植物的接种剂，其包含前述实施方式任一项的PGPR以及载体。

实施方式28.实施方式27的接种剂，其还包含植物激素、抗微生物化合物或两者。

实施方式29.实施方式28的接种剂，其中所述植物激素选自3-羟基丁酮、2,3-丁二醇和吲哚乙酸，并且所述抗微生物化合物选自苯乙醇和4-羟基苯甲酸盐。

实施方式30.一种改变昆虫对植物的行为的方法，所述方法包括向植物、植物的种子或植物周围的土壤施用实施方式27-29任一项的接种剂。

实施方式31.实施方式30的方法，其中所述昆虫是草食性动物，并且所述方法减少所述昆虫在所述植物上产卵。

实施方式32.实施方式30或31的方法，其中所述昆虫是草食性动物，并且所述方法减少所述昆虫以所述植物为食。

实施方式33.实施方式30-32任一项的方法，其中所述昆虫是肉食性动物或拟寄生物，并且所述方法将所述肉食性动物或拟寄生物吸引到所述植物。

实施方式34.实施方式30-33任一项的方法，其中所述植物选自苜蓿、水稻、大麦、黑麦、棉花、向日葵、花生、玉米、马铃薯、甘薯、菜豆、豌豆、小扁豆、菊苣、生菜、苦苣、卷心菜、抱子甘蓝、甜菜、欧洲防风草、芜菁、花椰菜、西兰花、芜菁、小萝卜、菠菜、洋葱、大蒜、茄子辣椒、芹菜、胡萝卜、南瓜、倭瓜、西葫芦、黄瓜、苹果、梨、甜瓜、柑橘、草莓、葡萄、覆盆子、菠萝、大豆、低芥酸油菜、油菜、春小麦、冬小麦、烟草、番茄、高粱和甘蔗。

实施例

下面的实施例是示例性的，并且不打算限制所宣称的主题内容的范围。

实施例1–植物根际促生菌对棉花植物挥发物诱导和拟寄生物吸引的影响

摘要

已知寄生蜂(拟寄生物)利用各种类型的寄主相关的挥发性信号作为寄主位置的线索。这些挥发性信号可以是基于植物的、源自于草食性动物寄主的、或产生自草食性动物及其植物寄主之间的相互作用的。拟寄生物抑制害虫数量的成功，取决于它们在复杂的嗅觉和视觉环境中定位寄主的能力。尽管寄主-拟寄生物的相互作用极受关注，但在该类昆虫中嗅觉通讯的某些方面尚未得到很好地理解。

在这里，进行了研究以评估植物根际促生菌(PGPR)诱导棉花挥发物的潜力以及拟寄生物的响应结果。评估了三种PGPR处理：i)短小芽孢杆菌菌株INR-7，以及芽孢杆菌属细菌的两种掺混物。还测试了未处理的(水)对照。在从PGPR处理的和未处理的棉花植物收集的顶部空间挥发物中存在定量和定性差别。从PGPR处理的棉花植物的顶部空间检测到总共11个表示VOC的峰，但是在未处理的棉花植物中仅仅检测到3个峰。记录了PGPR处理的与未处理的植物之间的根系生长的差异。

简介

植物根际促生菌(PGPR)代表了一大类移生根部的细菌，其应用通常与提高植物生长速度(Kloepper,1992；Zehnder等，1997；Kloepper等，2004)、抑制土壤病原体(Schippers等，1987；Burkett-Cadena等，2008)和诱导针对昆虫害虫的系统抗性(van Loon等，1998；Kloepper等，1999；Ramamoorthy等，2001；Zehnder等，2001；Ryu等，2004；Ji等，2006)相关。基于PGPR的接种剂包括含有单一菌株、两种菌株的混合物或芽孢杆菌属菌种(Bacillusspp.)的复杂混合物的制剂(Lucy等，2004；Kloepper和Ryu,2006)。事实上，PGPR的施用对处理过的植物中挥发性有机化合物(VOC)的诱导的影响尚未经过调查，尽管有证据表明植物挥发物的诱导依赖于许多因素。相互作用的因素包括植物激素(de Bruxelles和Roberts，2001；Thaler等，2002；Farmer等，2003；Ament等，2004)、草食性动物来源的激发子(Mattiaci等，1995；Alborn等，1997；Spiteller和Boland，2003)和伴生微生物包括病原体(Preston等，1999；Cardoza等，2002)以及非生物性因素包括创伤(等，2005)、重金属(等，2004)以及温度和光(Takabayashi等，1994；Gouinguene和Turlings，2002)。考虑到在美国和印度，PGPR正被越来越多地应用于几种大田作物包括棉花(Gossypium hirsutum L.)、番茄(Solanum lycopersicum L.)、西瓜(Citrullus lanatusThunb.)和珍珠粟(Pennisetum glaucum)的生产(Glick 1995；Backman等，1997；Cleyet-Marcel等，2001；Kokalis-Burelle等，2003；Niranjan Raj等，2003；Burkett-Cadena等，2008)，与PGPR对植物挥发物的诱导的影响相关的研究之缺乏是令人吃惊的。1997年，Backman等报道了60-75％的美国棉花作物用PGPR产品进行处理，这是一种用于抑制镰刀菌属和丝核菌属土壤病原体的枯草芽孢杆菌产品。PGPR以前已被用于大规模处理农作物。

与在寻找适合的寄主植物中使用VOC的草食性动物相同(Dicke 等，2000)，已知寄生性昆虫也使用VOC的掺混物搜寻食物和它们的草食性动物寄主的寄主位置(Turlings等，1990；McCall等，1993；De Moraes等，1998)。这些VOC可以源自于植物、草食性动物寄主或者是草食性动物与植物的相互作用的结果(McCall等，1994；Cortesero等，1997)。基于植物的VOC被进一步分类为绿叶挥发物(GLV)，其在对机械损伤作出响应或草食性动物进食开始时立即被释放，以及草食性动物诱导的植物挥发物(HIPV)，其散发是对草食性动物进食损伤的延迟响应。这些对棉花草食性动物的拟寄生物包括红足侧沟茧蜂(Cresson)和缘腹绒茧蜂(Cresson)(膜翅目：茧蜂科)具有高度吸引力的VOC掺混物，作为对毛虫进食的响应而被释放(De Moraes等，1998；Chen和Fadamiro 2007；Ngumbi等，2009,2010)。可能PGPR能够影响棉花中VOC的产生，从而对觅食的拟寄生物和其他化学介导的昆虫-植物和三营养相互作用具有重要影响。

在这里，检验了PGPR能够引发棉花植物VOC的变化并改变棉花根的生长的假说。此外，假设通过改变VOC的释放，棉花草食性动物的拟寄生物将对PGPR处理的棉花植物显示出比未处理的棉花植物更高的兴趣。使PGPR处理和未处理的棉花植物在温室条件下生长，并在种植后4-6周收集顶部空间挥发物。使用偶联的气相色谱-质谱仪(GC-MS)鉴定并分析来自于PGPR处理和未处理的棉花植物的顶部空间挥发物。使用四选嗅觉计比较性研究红足侧沟茧蜂在存在PGPR处理和未处理的植物时的行为。据本发明人了解，这是PGPR影响棉花植物的VOC产生的第一篇报道。

材料和方法

PGPR菌株。如表1中所示，使用了总共8株芽孢杆菌属菌株(Bacillus spp.)(都来自于Auburn University)来开发所研究的三种PGPR处理：i)短小芽孢杆菌菌株INR-7(AP18)，ii)掺混物8，其含有四株芽孢杆菌属菌株(AP 188、209、217、218)，以及iii)掺混物9，其含有四株芽孢杆菌属菌株(AP 136、188、219、295)。

表1.PGPR制剂

植物。将常规品种(G.hirsutum)Max-9棉花种子(All-Tex Seed，Inc.)单个生长在装填有表土/蛭石/泥煤苔混合物的圆形塑料盆(高9cm，直径11cm)中。然后将种子在单个盆(高9cm，直径11cm)中，在温室(奥本大学植物学温室设施(Auburn University PlantScience Greenhouse Facility))中，在25℃±10、15:9小时(L/D)光周期和50±10％相对湿度下生长。PGPR处理在播种时(1ml/种子)作为孢子水性悬液(1x10⁷个孢子/ml)施用。PGPR处理的植物每周接受1ml水性细菌悬液(1x10⁹cfu/ml)的附加处理。用于顶部空间挥发物收集的植物为从种植之日起4至6周龄。

昆虫。红足侧沟茧蜂的亲代培养物由USDA-ARS，昆虫生物学和种群管理研究实验室(Insect Biology and Population Management Research Laboratory)(Tifton,Georgia)提供。红足侧沟茧蜂在其优选寄主鳞翅目夜蛾科的烟芽夜蛾(Heliothisvirescens)(Fab.)的毛虫(Stadelbacher等，1984；King等，1985)上，使用与Lewis和Burton(1970)类似的程序进行饲养。使用购自于Benzone Research(Carlisle,PA,USA)的卵，以实验室制备的黑白斑豆喂养，开始饲养烟芽夜蛾的实验室群落(Shorey和Hale 1965)。所有群落维持在25±1℃、75±5％RH和L14:D10光周期下。在交配之前，收集新羽化的红足侧沟茧蜂成虫，区分性别，并将具有相反性别的成虫个体(交配个体)两两置于供应有水和糖源的直径6-cm的皮氏培养皿中。通过在0.5ml微量离心管中装入蒸馏水，并通过离心管盖子中的孔穿入棉线来提供水。用棉签涂覆器将约5滴(每滴2μl)10％的糖溶液涂抹在皮氏培养皿盖子内部。将无经验的拟寄生物(3-5日龄)用于生物测定。

顶部空间挥发物的收集和GC分析。用于挥发物收集的方法和流程类似于Gouinguené等(2005)所报道的，但是做出了一些修改。从PGPR处理和未处理的棉花植物两者以及PGPR处理和未处理的毛虫损伤的棉花植物两者收集顶部空间挥发物。为了检测来自于PGPR处理和未处理的植物的草食性动物诱导的植物挥发物(HIPV)，在收集挥发物之前，使30只烟芽夜蛾Fab.(鳞翅目：夜蛾科)的二龄毛虫以盆栽棉花植物为食12小时。将装有盆栽土的盆用铝箔包裹，以将水和挥发物从土壤的蒸发降至最低。然后将植物置于由5L玻璃瓶构成的挥发物收集仓室(Analytical Research Systems,Inc.,Gainesville,FL)中。在室温下将500ml/分钟纯化的(使用活性炭)空气流通过玻璃瓶24小时。顶部空间挥发物使用含有50mg Super-Q(Alltech Associates,Deerfield,IL)的阱收集，并用200μl二氯甲烷洗脱。将洗脱液(200μl)储存在冰箱(-20℃)中直至使用。使用带有盆栽土但是没有植物的另一个容器来检查各种混杂杂质和背景噪音。将1μl每种顶部空间挥发物提取液注射到装备有火焰电离检测器(FID)的Shimadzu GC-17A中。所使用的毛细管柱的尺寸如下：Rtx-1MS，0.25mm I.D.，0.25μm的膜厚度(Restek,Bellefonte,PA)。使用流速为1ml/分钟的氦气作为载气。GC柱温箱如下编程：40℃进样，在40℃保持2分钟，然后以5℃/分钟的速度升温至200℃，总共40分钟。进样器和检测器两者的温度被设定在200℃。测定5份平行样。

GC-MS分析。随后使用与5975C质量选择检测器偶联的Agilent7890A GC，使用HP-5ms毛细管柱(30m×0.25mm I.D.，0.25μm的膜厚度)，通过GC-MS鉴定每种植物处理的GC曲线。将1μl每种顶部空间提取液以无分流模式注入到GC中，使用上述GC条件。使用电子轰击(EI,70eV)获得质谱。峰的鉴定使用NIST 98谱库(美国国家标准与技术研究所(NationalInstitute of Standards and Technology),Gaithersburg,Maryland)，并与已发表的棉花顶部空间挥发物GC曲线(Thompson等，1971；Loughrin等，1994；McCall等，1994)进行比较来进行。鉴定到的化合物的结构使用从Chemical Co.(St.Louis,Missouri)获得的纯度>97％(按标签上的指示)的可商购合成标准品来证实。

棉花根系生长的分析。进行了独立的实验以确定用PGPR处理棉花是否引起棉花根系生长的差异。以10⁷的孢子浓度向棉花种子施用1ml PGPR(INR-7、掺混物8和掺混物9)。然后将PGPR处理的种子在温室(奥本大学植物学温室设施)中，在25℃±10、15:9小时(L/D)光周期和50±10％相对湿度下生长在单个盆(高15cm，直径21cm)中。将种子栽培在表土/蛭石/泥煤苔混合物中。另外，每周施用1ml水性细菌悬液(10⁹)克隆形成单位(cfu/ml)。用于棉花根系生长分析的植物为2周龄。在清洗根后，使用由LA 1600+型扫描仪和WinRhizo软件(2004a版)构成的Regent Instruments,Inc.(Sainte-Foy,Quebec)的系统，在每株植物的根部系统上进行根组织结构的分析。收集来自所得分析的数据用于两种根参数：根表面积和根体积(0-0.5和0.5-1.0mm)。也收集根干重的数据。进行8份平行实验。

使用拟寄生物的四选嗅觉计生物测定法。PGPR处理和未处理的植物以及PGPR处理过的毛虫损伤的和未损伤的植物的气味对红足侧沟茧蜂的吸引力的比较，在四选嗅觉计生物测定法(Analytical Research Systems,Gainesville,FL)中进行评估。所述装置与Pettersson(1970)以及Kalule和Wright(2004)所描述的系统类似。它由在4个角处带有孔眼的中央仓室构成，通过所述孔眼抽入纯化和加湿空气，产生4个潜在的气味场，所述仓室还具有中心孔眼，在那里来自于臂的空气流发生混合。通过嗅觉计角落处的4个孔眼中的每一个的气流，被维持为500ml/分钟的恒定气流。以2.5升/分钟的恒定空气流速，通过中心孔眼从嗅觉计抽出来自于对照臂的空气和来自于处理臂的挥发性气味的混合物。挥发性气味从种植后4-6周龄的植物发出。将装有盆栽土的盆用铝箔包裹，以将水和挥发物的蒸发降至最低。然后将植物置于5L玻璃瓶(高32cm，直径14.5cm)挥发物收集仓室(AnalyticalResearch Systems,Inc.,Gainesville,FL)中，并使纯化的空气(500ml/分钟)通过仓室并进入在嗅觉计角落处的4个孔眼中的每一个中。

在所有实验中使用无经验的3至5日龄雌性红足侧沟茧蜂。使用抽吸器将蜂从笼子中取出，并单个地导入玻璃管(1.5cm)中。将玻璃管连接到嗅觉计的中心孔眼，以将蜂暴露于挥发性气味/空气混合物。一旦进入仓室后，给拟寄生物15分钟的时间在4种空气场中做出选择。如果拟寄生物在这段时间内没有做出选择，将其取出、舍弃并且不包括在分析中。为了消除仓室中的任何方向性偏倚，在试验8只拟寄生物后转动嗅觉计和植物的位置。每天试验总共32只拟寄生物(每轮8只拟寄生物)。进行了三组四选嗅觉计实验以测试雌性红足侧沟茧蜂对未被侵袭的与被侵袭的棉花植物相比以及对PGPR处理的与未处理的棉花植物相比是否存在差异响应。在第一组实验中，比较了下列两种处理和两种对照：(1)PGPR INR7处理的植物，(2)PGPR掺混物9处理的植物，(3)未处理的(对照)植物，(4)空白对照(空仓室)。第一组实验的结果显示出PGPR掺混物9处理的植物与未处理的(对照)植物相比对拟寄生物的显著吸引(图6)，在此基础上进行了第二组实验，以确定PGPR处理在将拟寄生物吸引到植物方面是否与毛虫侵袭/损伤同样有效。为了进行该实验，根据前面实验的结果选择PGPR处理(掺混物9)，并比较了来自于下列的挥发性气味：(1)PGPR掺混物9处理的被侵袭植物，(2)PGPR掺混物9处理的未被侵袭的植物，(3)未处理的(对照)被侵袭植物和(4)对照(空仓室)。每株植物用30 只烟芽夜蛾毛虫侵袭。第二组实验的结果显示出未处理的(对照)被30只毛虫侵袭的植物与PGPR掺混物9处理的被30只毛虫侵袭的植物对拟寄生物具有相同的吸引力，在此基础上进行了第三组实验。第二组实验表明其中PGPR处理可能传递的是低于测试水平的毛虫损伤水平。为了检验这种假说并确定PGPR处理与低的毛虫损伤水平在将拟寄生物吸引到植物方面是否同样良好，比较了与实验2中所测试的相同的处理和对照，但是每个被侵袭植物用2只烟芽夜蛾毛虫侵袭。

四选嗅觉计生物测定法在每天的10:00至18:00小时之间，在25±1℃、60±5％r.h.和250lux下进行。第一组实验重复5次，实验2和3重复4次。对于每次重复实验来说，使用一组新植物。

统计分析。数据符合方差分析的关键假设，因此在分析之前没有进行转换。PGPR(短小芽孢杆菌菌株INR-7、掺混物8和掺混物9)处理和未处理的植物发出的每种挥发性组分的量的显著差异，使用方差分析(ANOVA)来建立，然后进行Tukey-Kramer HSD多重比较检验(P<0.05，JMP 7.0.1，SAS Institute 2007)。棉花根系生长的显著差异通过ANOVA来建立，然后进行Tukey-Kramer HSD多重比较检验(P<0.05，JMP 7.0.1，SAS Institute 2007)。四选嗅觉计数据通过单向ANOVA来分析，然后进行Tukey-Kramer HSD多重比较检验(P<0.05，JMP 7.0.1，SAS Institute 2007)。

结果

顶部空间挥发物的GC和GC-MS分析。来自于PGPR处理和未处理的棉花植物的顶部空间挥发物提取物的GC曲线示出在图1中。在PGPR处理(INR-7、掺混物8和掺混物9)的棉花植物的顶部空间中检测到总共11个峰(挥发性组分)(图1)。这些峰通过GC-MS鉴定为包括α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、乙酸顺-3-己烯酯、柠檬烯、β-罗勒烯、芳樟醇、石竹烯、α-蛇麻烯和β-法呢烯。大多数这些峰在未处理的棉花植物的顶部空间中没有检测到或以不显著的量检测到(图1)。只有3 个峰(组分)可以在未处理的棉花植物中检测到，并通过GC-MS被鉴定为α-蒎烯、乙酸顺-3-己烯酯和石竹烯。然而，所有三种组分以大得多的量，在PGPR处理的植物的顶部空间中被检测到。此外，记录到PGPR处理之间的显著差异。(参见表2)。

表2.由未处理的(对照)棉花植物与用菌株INR-7、掺混物8、或掺混物9处理的棉花植物发出的顶部空间挥发物的比较

注：挥发物进行24小时收集。

^a依照气相色谱期间洗脱的顺序

^b值(发出的量)是5份平行样的ng平均量±SE

同一行中由不同字母标出的平均值具有显著差异(P<0.05,ANOVA)

PGPR菌株INR-7处理的棉花植物与掺混物8或掺混物9处理的植物相比释放出明显更多的α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、乙酸顺-3-己烯酯和β-罗勒烯(表2，图1)。此外，在掺混物9中没有检测到β-罗勒烯 (表2，图1)。图2显示了由下列4种处理发出的顶部空间挥发物的GC曲线：未处理的(对照)未被侵袭的植物，未处理的(对照)被烟芽夜蛾侵袭的植物，PGPR掺混物9处理的未被侵袭的植物和PGPR掺混物9处理的被烟芽夜蛾侵袭的植物。

在未处理的(对照)被烟芽夜蛾侵袭的植物和PGPR掺混物9处理的被烟芽夜蛾侵袭的植物的提取液中检测到一致的峰(28)(表3，图2)。然而，在PGPR掺混物9处理的未被侵袭植物中检测到10个峰(组分)，与此相比在未处理的(对照)未被侵袭植物中仅检测到3个峰(图2)。

表3.由未处理的(对照)未侵袭的棉花植物、未处理的(对照)烟芽夜蛾侵袭的植物、PGPR掺混物9处理的未侵袭的植物或PGPR掺混物9处理的烟芽夜蛾侵袭的植物发出的顶部空间挥发物的组成

注：挥发物进行24小时的收集。

¹依照气相色谱期间的洗脱顺序

²值(发出的量)是5份平行提取物的ng平均量±SE

同一行中由不同字母标出的平均值具有显著差异(P<0.05,ANOVA)。

棉花根系生长的分析。在PGPR处理后引起的棉花根系生长促进作用示出在图2、3和4中。用PGPR菌株INR-7、掺混物8和掺混物9接种棉花种子，与未处理的对照相比显著促进生长。在各种处理之间，记录到了根表面积(F_3,7＝74.78，P<0.0001；图3)、根体积(F_3,7＝50.42，P<0.0001；图4)和根干重(F_3,7＝28.07，P<0.0001；图5)的显著差异。在所有情况下，掺混物9处理的植物具有最高的根表面积、根体积和根干重。INR-7和掺混物8处理的植物与未处理的植物相比也具有明显更高的根系生长参数(图3、4和5)。

使用拟寄生物的四选嗅觉计生物测定。在第一组实验中，记录到了红足侧沟茧蜂对两种处理和两种对照的响应的显著差异。与INR-7处理的植物(29％)、未处理的(对照)植物(0％)或空白对照(空仓室)(0％)相比，拟寄生物被明显(F_3,16＝106.64，P<0.0001)更多地吸引到掺混物9处理的植物(69％)(图6)。在被设计用于确定PGPR处理与毛虫侵袭/损伤(30只烟芽夜蛾毛虫)在将拟寄生物吸引到植物方面是否同样有效的实验2中，在各种处理之间也记录到显著差异(F_3,12＝35.92，P<0.0001)。正如预期的，PGPR掺混物9处理的用30只毛虫侵袭的植物(46％)和未处理的(对照)用30只毛虫侵袭的植物(41％)对拟寄生物具有高度吸引性。然而，与PGPR掺混物9处理的未被侵袭的植物(13％)相比，更多拟寄生物被吸引到未处理的(对照)用30只毛虫侵袭的植物(41％)(图7)，表明在吸引拟寄生物方面PGPR处理不如30只毛虫侵袭那样强。试验了较低侵袭水平(每株植物2只烟芽夜蛾毛虫)的第三组实验的结果也在处理和对照之间显示出显著差异(F_3,12＝7.12，P＝0.0053)。最具吸引力的处理是PGPR掺混物9处理的用2只毛虫侵袭的植物(58％)。然而，与未处理的(对照)用2只毛虫侵袭的植物(15％)相比，明显更多的拟寄生物被吸引到PGPR掺混物9处理的未侵袭的植物(25％)(图8)。这些结果显示，在将拟寄生物吸引到植物方面，PGPR处理至少与低的毛虫损伤水平同样有效。

讨论

这些结果显示，植物根际促生菌(PGPR)改变棉花植物中挥发性有机化合物(VOC)的产生。PGPR在棉花中改变VOC的产生的这一发现，构成了由根际细菌引发植物挥发物产生的未报道的机制。所有试验的PGPR处理(INR7、掺混物8和掺混物9)引发了在未处理的棉花植物中没有检测到的VOC的排放。在PGPR处理的植物的顶部空间中检测到11种组分。在未处理的植物的顶部空间中，大多数这些化合物没有被检测到或以不显著的量被检测到(只检测到3种)。除了改变VOC产生之外，PGPR处理还引起棉花植物根系生长促进作用，其中掺混物9显示出最高的根系生长促进。以前已报道PGPR在几种植物物种中促进植物生长(包括根)。最有趣的是，四选嗅觉计实验的结果显示，拟寄生物能够辨别PGPR处理的和未处理的植物，与后者相比偏好前者。

在PGPR处理的植物的顶部空间收集物中检测到的主要组分是：α-蒎烯，β-蒎烯，β-月桂烯，乙酸顺-3-己烯酯，柠檬烯，β-罗勒烯，芳樟醇，石竹烯，α-蛇麻烯和β-法呢烯(表2，图1)。以前已报道这些化合物是从毛虫损伤的棉花植物发出的VOC掺混物的组成成分(Loughrin等，1994；De Moraes等，1998；Ngumbi等，2009)。然而，与以前的报道不同，由PGPR诱导的VOC的掺混物在定性上与毛虫损伤的植物发出的VOC不同(表3，图2)。VOC的掺混物在定性上的差异被定义为掺混物中特定化合物的存在和/或组分比例方面的差异。这些结果表明，某些VOC例如α-蒎烯、β-蒎烯、乙酸顺-3-己烯酯、柠檬烯、β-罗勒烯、芳樟醇、石竹烯、α-蛇麻烯和β-法呢烯可以由PGPR引发。以前的研究报告植物中VOC的产生可能由植物激素(de Bruxelles和Roberts，2001；Thaler等，2002；Farmer等，2003；Ament等，2004)、草食性动物来源的激发子(Mattiaci等，1995；Alborn等，1997；Spiteller和Boland，2003)、病原体(Cardoza等，2002)、创伤(等，2005)和重金属(等，2004)引发。这些发现证明PGPR引发VOC的诱导，并且进一步研究确保了理解用PGPR处理棉花植物引起与未处理植物不同的VOC释放的机制。

棉花根分析的这些数据表明，PGPR处理加强棉花根系生长。对于其他作物包括紫花罗勒(Ocimum basilicum L.)和番茄(Solanum lycopersicum L.)来说，已报道了作为PGPR处理的结果造成的根重增长的增加(Kloepper 1992；Zehnder等，1997；Kloepper等，2004；Burkett-Cadena等，2008；Banchio等，2009；Humberto等，2010)。PGPR已被应用于不同作物，用于植物中的生长促进和其他正效应的目的，例如种子出苗、耐旱性以及增加植物幼苗和根的重量(Glick 1995；Kloepper等，2004；Kokalis-Burelle等，2006；Yildirim等，2006；van Loon,2007)。Humberto等(2010)示出了用促进生长的枯草芽孢杆菌接种番茄植物引起番茄根系生长促进作用，并且这在接种后3周变得明显。这些发现支持了这些结果，即棉花根系的生长促进在接种后2周变得明显。除了促进根系生长之外，PGPR处理的植物通过引发防御应答、也称为诱导的系统抗性(ISR)(Kloepper等，2004)或通过抗生作用(Zehnder等，2001)，加强了植物本身抵御昆虫和病原体的能力。一些报道的实例包括在黄瓜(Cucumis sativa(L.))中减少昆虫食草(Zehnder等，1997)和抵抗烟粉虱(Bemiciatabaci)(Hanafi等，2007)。

行为实验的结果清楚地显示出专性寄生蜂红足侧沟茧蜂检测、区分和利用PGPR处理的与未处理的植物之间的差异的能力。具体来说，PGPR处理的植物对拟寄生物具有高度吸引力，其中掺混物9处理的植物最具吸引力。进一步的评估证实，掺混物9处理的但是未被侵袭的植物与具有低水平毛虫侵袭(每株植物2只烟芽夜蛾毛虫)的未处理的植物相比对拟寄生物具有甚至更高的吸引力。由植物系统性排放的挥发性有机化合物(VOC)对觅食中的拟寄生物可以起到寄主位置线索的作用(等，1998；De Moraes等，1998；Ngumbi等，2009)。这些结果显示，与未处理的植物相比，PGPR处理的植物对拟寄生物具有高度吸引力。这些发现可归因于由PGPR处理的植物所产生的在未处理的植物的顶部空间中不存在的VOC的掺混物。通过行为研究和触角电生理研究，已暗示这些PGPR诱导的化合物参与天敌吸引(等，1998；Chen和Fadamiro 2007；Ngumbi等，2009)。这些数据清楚地显示出专性寄生蜂红足侧沟茧蜂检测、区分和利用PGPR处理的与未处理的植物之间的差异的能力。

在所测试的PGPR处理中，掺混物9处理的植物对拟寄生物最具吸引力。有趣的是，掺混物9处理的植物一致地不释放β-罗勒烯。因此，由掺混物9处理的植物所发出的VOC掺混物中β-罗勒烯的缺乏，可能造成了PGPR掺混物9处理的植物对红足侧沟茧蜂的加强的吸引。以前的研究报道了拟寄生物如红足侧沟茧蜂在搜索它们的草食性动物寄主时能够检测并利用VOC掺混物中的定性和定量差异(De Moraes等，1998)。在调查PGPR对桃蚜(Myzuspersicae)(半翅目：蚜科)的天敌的影响的相关研究中，Boutard-Hunt等(2009)报道了与未处理的区块相比，在用PGPR处理的区块中天敌密度明显更高。通过提供特异且可靠的化学信号，植物在草食性动物天敌的召集中可能获得竞争优势。

概括来说，这些结果显示，用PGPR(植物根际促生菌)的单一菌株或几个菌株的掺混物处理棉花植物引发棉花植物VOC的变化，对觅食中的拟寄生物具有重要影响。合在一起，结果表明PGPR处理能够发出将拟寄生物吸引到植物所必需的低水平毛虫损伤的信号，这最可能的是通过增加HIPV的排放。这些发现确立了PGPR在介导昆虫-植物和三营养相互作用中的新功能。

需要进一步研究以调查由PGPR引起的VOC的增加的排放和诱导在不同生态条件下的多种作物中是否是共同现象。需要进一步研究以试验在其他作物系统中关键的天敌物种是否对PGPR处理的植物显示出类似响应。如果得到证实，来自于这样的研究的结果将证实，用PGPR处理植物可能是在许多农业生态系统中对害虫进行整合害虫管控的可行组成部分。

实施例2–PGPR对甜菜夜蛾的产卵行为的影响

摘要

已经显示，用植物根际促生菌(PGPR)处理作物以各种方式提高植物生长并改进植物健康。以前，这些细菌在仅仅使用1至2株PGPR的模型中进行研究，限制了我们对不同菌株可能以何种方式相互作用的理解。此外，关于PGPR对植物-昆虫相互作用的潜在影响，了解很少。为了确定PGPR对甜菜夜蛾在PGPR处理的棉花植物上的产卵行为的影响，进行了产卵选择研究。记录了在用PGPR处理过的棉花植物和未处理的棉花植物上产下的卵和卵批次的总数。在这里，与PGPR处理的棉花植物相比，甜菜夜蛾表现出在未处理的棉花植物上产卵的偏好性。在包含解淀粉芽孢杆菌的一种所测试的PGPR处理上，没有记录到卵。

材料和结果

进行了两个实验以测试不同PGPR掺混物/菌株。在实验1中，将棉花植物种子用1ml三种不同的水性孢子种子制备物(掺混物8、掺混物9和INR-7，参见实施例1)以10⁷cfu/ml的浓度进行处理。在实验2中，试验了PGPR菌株ABU 288(简单芽孢杆菌)和MBI 600(枯草芽孢杆菌)。两个实验都包含了未处理的对照。

使雄性和雌性甜菜夜蛾交配。为了在较晚时候分开，对雄性进行标记并且将30只交配过的雌性与雄性分离开。对于8份平行实验中的每一份来说，将30只交配过的雌性甜菜夜蛾在笼子中过夜饲养14小时的时间。将笼子(42”x42”x32”高)置于暗室中，并且4个角落的每个角落中分别具有一株进行了四种处理中的每一种的棉花植物(4-5周龄)。植物茎被放置成相隔80cm，在平行样之间将植物旋转。14小时后，计数每株植物的卵块数量和卵的总数。实验1的结果显示在表4和图9中，实验2的结果显示在表5中。

表4.甜菜夜蛾在PGPR处理(INR7、掺混物8和掺混物9)的和未处理的棉花植物上的产卵比较

表5.甜菜夜蛾在PGPR处理(MBI 600或ABU 288菌株)的和未处理的棉花植物上的产卵比较

处理	产卵总数	产卵批次总数
			对照	105	3
MBI 600	0	0
			ABU 288	0	0

两个实验的结果说明了与PGPR处理的棉花植物相比，甜菜夜蛾偏好于在未处理的棉花植物上产卵的趋势。在PGPR掺混物9(实验1)以及菌株MBI 600和ABU 288(实验2)上没有产卵。

对实验2中的植物收集顶部空间挥发物。与用掺混物8、掺混物9和INR-7处理的植物相同(参见实施例1，图1)，与对照植物相比，观察到了用菌株MBI 600和ABU 288处理过的植物对VOC的诱导(图10)。与未处理的棉花植物相比，观察到了从任一菌株处理的棉花收集的顶部空间挥发物中的定量和定性差异。与对照相比，由菌株MBI 600和ABU 288诱导的峰可能是小分子量萜类化合物例如单萜烯和倍半萜烯。

参考文献

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本领域技术人员可以显然看出，对本文公开的发明可以做出各种不同替换和修改，而不背离本发明的范围和精神。适合地，可以在不存在没有在本文中特别公开的任一种或多种要素、一种或多种限制的情况下实践本文中示例描述的发明。所使用的术语和表述被用作描述性而不是限制性术语，并且在这样的术语和表述的使用中不打算排除所示出和描述的特征的任何等同物或其部分，而是应该认识到在本发明的范围内的各种修改都是可能的。因此应该理解，尽管本发明已通过具体实施方式和任选特征进行说明，但本领域技术人员可以借助本文公开的构思的修改和/或改变，并且这样的修改和改变被认为是在本发明的范围之内。

在本文中引述了大量专利和非专利参考文献。所引用的参考文献在此以其全文引为参考。在说明书中的术语的定义与引用的参考文献中术语的定义之间不一致的情况下，应该根据本说明书中的定义来解释术语。

Claims

1.一种包含分离的芽孢杆菌属(Bacillus)细菌和载体的接种剂用于诱导用所述接种剂处理过的植物产生一种或多种挥发性有机化合物(VOC)的用途，其中所述细菌是植物根际促生菌(PGPR)，并且所述用途包括用所述接种剂处理植物或植物周围的土壤。

2.权利要求1的用途，其中所述细菌选自解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)、莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)、盐土芽孢杆菌(Bacillussolisalsi)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、简单芽孢杆菌(Bacillus simplex)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)及其混合物。

3.权利要求1的用途，其中所述一种或多种VOC包括选自α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、乙酸顺-3-己烯酯、柠檬烯、β-罗勒烯、芳樟醇、(E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、水杨酸甲酯、癸醛、顺-茉莉酮、石竹烯、α-蛇麻烯、β-法呢烯的一种或多种化合物及其混合物。

4.权利要求1的用途，其中所述一种或多种VOC改变暴露于所述一种或多种VOC的昆虫的行为。

5.权利要求4的用途，其中所述昆虫是草食性动物，并且所述一种或多种VOC减少所述昆虫在所述植物上产卵和/或所述昆虫以所述植物为食。

6.权利要求4的用途，其中所述昆虫是肉食性动物或拟寄生物，并且所述一种或多种VOC将所述肉食性动物或所述拟寄生物吸引到所述植物。

7.权利要求1-6任一项的用途，其中所述细菌的16S rDNA核酸序列与SEQ ID NO：1具有至少98％的同一性、与SEQ ID NO：2具有至少98％的同一性、与SEQ ID NO：3具有至少91％的同一性、与SEQ ID NO：4具有至少96％的同一性、与SEQ ID NO：5具有至少93％的同一性或与SEQ ID NO：6具有至少98％的同一性。

8.权利要求1-6任一项的用途，其中所述细菌是：

(a)解淀粉芽孢杆菌或包含解淀粉芽孢杆菌的混合物，任选地其中所述细菌选自解淀粉芽孢杆菌菌株AP-136、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-188、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-218、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-219和解淀粉芽孢杆菌菌株AP-295；

(b)莫哈韦芽孢杆菌或包含莫哈韦芽孢杆菌的混合物，任选地其中所述细菌是莫哈韦芽孢杆菌菌株AP-209；

(c)盐土芽孢杆菌或包含盐土芽孢杆菌的混合物，任选地其中所述细菌是盐土芽孢杆菌菌株AP-217；

(d)短小芽孢杆菌或包含短小芽孢杆菌的混合物，任选地其中所述细菌是短小芽孢杆菌菌株INR-7；

(e)简单芽孢杆菌或包含简单芽孢杆菌的混合物，任选地其中所述细菌是简单芽孢杆菌菌株ABU 288，或

(f)枯草芽孢杆菌菌株MBI 600。

9.权利要求1-6任一项的用途，其中所述接种剂还包含植物激素、抗微生物化合物或两者，任选地其中所述植物激素选自3-羟基丁酮、2,3-丁二醇和吲哚乙酸，并且所述抗微生物化合物选自苯乙醇和4-羟基苯甲酸盐。

10.一种改变昆虫对植物的行为的方法，所述方法包括向植物、植物的种子或植物周围的土壤施用包含分离的芽孢杆菌属(Bacillus)细菌和载体的接种剂，所述接种剂诱导用所述接种剂处理过的植物产生一种或多种VOC，其中所述细菌是植物根际促生菌(PGPR)。

11.权利要求10的方法，其中所述昆虫是：

(a)草食性动物，并且所述方法减少所述昆虫在所述植物上产卵和/或所述昆虫以所述植物为食；或者

(b)肉食性动物或拟寄生物，并且所述方法将所述肉食性动物或拟寄生物吸引到所述植物。

12.权利要求1-6任一项的用途，其中所述植物选自苜蓿、水稻、大麦、黑麦、棉花、向日葵、花生、玉米、马铃薯、甘薯、菜豆、豌豆、小扁豆、菊苣、生菜、苦苣、卷心菜、抱子甘蓝、甜菜、欧洲防风草、芜菁、花椰菜、西兰花、小萝卜、菠菜、洋葱、大蒜、茄子、辣椒、芹菜、胡萝卜、南瓜、倭瓜、西葫芦、黄瓜、苹果、梨、甜瓜、柑橘、草莓、葡萄、覆盆子、菠萝、大豆、低芥酸油菜、油菜、春小麦、冬小麦、烟草、番茄、高粱和甘蔗。

13.权利要求10或11的方法，其中所述植物选自苜蓿、水稻、大麦、黑麦、棉花、向日葵、花生、玉米、马铃薯、甘薯、菜豆、豌豆、小扁豆、菊苣、生菜、苦苣、卷心菜、抱子甘蓝、甜菜、欧洲防风草、芜菁、花椰菜、西兰花、小萝卜、菠菜、洋葱、大蒜、茄子、辣椒、芹菜、胡萝卜、南瓜、倭瓜、西葫芦、黄瓜、苹果、梨、甜瓜、柑橘、草莓、葡萄、覆盆子、菠萝、大豆、低芥酸油菜、油菜、春小麦、冬小麦、烟草、番茄、高粱和甘蔗。