CN116194425A - 保护植物和农业作物免受环境条件影响的微生物制剂及制备方法及用途 - Google Patents

保护植物和农业作物免受环境条件影响的微生物制剂及制备方法及用途 Download PDF

Info

Publication number
CN116194425A
CN116194425A CN202180063086.0A CN202180063086A CN116194425A CN 116194425 A CN116194425 A CN 116194425A CN 202180063086 A CN202180063086 A CN 202180063086A CN 116194425 A CN116194425 A CN 116194425A
Authority
CN
China
Prior art keywords
formulation
microorganism
plants
stress
microorganisms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180063086.0A
Other languages
English (en)
Inventor
约瑟·曼努埃尔·佩雷兹·多诺索
丹尼斯·玛格丽塔·布拉沃·罗德里格斯
乔凡娜·弗朗塞斯卡·安兹亚尼·奥斯图尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Peman Innovation Co ltd
Original Assignee
Peman Innovation Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peman Innovation Co ltd filed Critical Peman Innovation Co ltd
Publication of CN116194425A publication Critical patent/CN116194425A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/20—Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
    • A01N63/27—Pseudomonas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • C05F11/08—Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明是基于微生物与其他衍生的有机成分的混合物的有机制剂，获自存在于包括智利的南极地区在内的不同极端环境的植物，用于保护植物或农业作物免受环境条件的影响，尤其针对冷应激、水应激，以及害虫和昆虫带来的植物感染。由于组成该有机制剂的微生物联合体及其衍生成分的活性，其有利于植物生长，并减少农业作物中与冷应激和水应激有关的损害。

Description

保护植物和农业作物免受环境条件影响的微生物制剂及制备 方法及用途
技术领域
本发明是用于保护植物和农业作物免受环境条件(包括：冷应激、干旱和虫害)影响的微生物制剂；这对于农业领域、与农业和水果业相关的微生物组研究、植物生物学及其技术发展是有用的。
背景技术
气候变化的后果是多种多样的且正在显著地增加，农业部门受到的影响最大。
由于干旱，世界每年损失约240亿吨土壤，并且土壤退化使发展中国家的国内生产总值减少8％(FAO，ISSN 2071-0992)。
如今，存在一系列被动和主动的措施来减轻霜冻造成的损害，包括来自对抗寒冷的保护性措施的物理屏障，其中突出的有：固定加热器、移动加热器、水平轴风扇、使用直升机、使用洒水装置、使用不同的抗气候材料(防紫外线、防风等)的布/网的作物保护。尽管如此，所有这些技术都是低效的、昂贵的，且所基于的技术从长远来看是不可持续的或者是中小生产者难以获得的(FAO，ISSN 2071-0992)。
在此技术状态下，存在不同的工业类似物来实现这一点，例如，冬季的冷应激或由于环境条件的突然变化而对温度的突然变化敏感的作物中的冷应激，例如，文件US 6,235,683B1，提到了一种改善植物对于低于-2℃温度过冷的方法，该方法涉及通过在植物中部分地形成基本连续的能够支撑水滴的疏水性膜来防止附着该植物的冰晶的形成，且其中颗粒材料具有约100微米或更小的尺寸分布，该基本连续的疏水性膜具有大约1微米至约1000微米的厚度。
另一方面，在US 6,180,562 B1中描述了一些组合物，在施用于植物表面的至少一部分时，该组合物通过在约32°F开始下降的环境温度范围内释放热量而具有保护植物免受冻害的效用，并且这些组合物主要含有水合聚合物凝胶的水性溶液。
在US 7,516,573 B1中，提出了一种在植物中减少冷气候损害的方法，该方法涉及以下步骤：a)在植物表面上施用足够量的颗粒物，以形成颗粒物膜，用于阻挡至少20％的到达植物表面的太阳辐射；颗粒物膜由细分的亲水性颗粒物组成，这些亲水性颗粒物选自碳酸钙和水合高岭土，并且该颗粒物膜允许植物进行气体交换；b)将植物暴露在15℃以下的温度，大约为0℃，这个温度非常低以使得能够在未处理的植物中引起植物的冷气候损害；以及，c)将带有膜的植物表面暴露于太阳辐射，其中到达植物表面的太阳辐射量被膜充分阻挡，因此，与经历类似温度暴露且随后暴露于太阳辐射的未处理的植物相比，带有膜的植物表现出较少的低温损害。
另外，EP0074718A1描述了一种方法，该方法包括可在宿主植物中引入微生物，这些微生物对冰核形成有缺陷，并使用也用于能使冰成核的本地微生物(nativemicroorganisms)的至少一种植物营养物，以这种方式，在田间霜冻的正常条件下，大大减少了霜冻的损害。不成核的微生物可以通过特殊的选择程序获得，在天然微生物和突变体微生物或重组微生物之间进行选择，此外，生物体可以被转化以提供其他所期望的特性。
如今，显然需要有机和可持续产品的替代品，以有效地保护作物免受寒冷气候、干旱和害虫的损害。尽管市场上有试图解决这一问题的可用技术，如使用抗菌剂(铜)、合成聚合物，但是因为这些技术要么仅部分地解决了这一问题，要么因为它们的方法是受限的进而缩小了其范围，要么只解决了这一影响全球农业企业的问题的某些方面，所以这些技术并没有有效地解决上述问题。
本发明的详细描述
本发明提供一种包含根围微生物的制剂，所述制剂包括至少一种无成冰核活性(NINA)的生物体和至少一种来自该微生物的生物聚合物，能够减少由以下因素造成的损害：冰冻和干旱，特别是避免使冰成核。制剂微生物之一是名为GPI-1(SEQ ID No 1)的特别专有菌株，属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)属，其主染色体与P.fluorencens相似度大于85％，此外还检测到2个质粒的存在。我们的制剂是一种有机且天然的产品，无污染、无毒并可生物降解，保护植物和水果作物。本发明的生产容易规模化、有效可行且是环境可持续的。
在本发明更详细的描述中，该制剂包括一组不同的微生物，所述不同的微生物存在于极端环境(包括高山地形、南极和沙漠地带)的植物。
本发明的生产方法可以是小规模的(例如实验室)，也可以是工业规模的(例如生物反应器)。在这两种情况下，本发明的生产均能以高产量低成本来快速实现。
Pewman GPI-1细菌的表征(自极端环境分离并鉴定的菌株)
GPI-1基因组的测序显示，该菌株不含冰成核蛋白(INP)或冰结合蛋白(IBP)。INP的缺失使Pewman GPI-1归类为NINA细菌并使其对冷应激有更大的耐受性，同时有助于降低植物根部和叶子的冰冻温度。在这种情况下，将GPI-1引入植物，INP+细菌的比例，这意味着减少了与冰成核有关的组织中且以前在农业工业中所知晓的主要冷损害。(F.J.Bigrasand S.J.Colombo(eds.),Conifer Cold Hardiness,(2001),89-120；Lindow PlantPhysiology(1982),70,1084-1089)。
GPI-1菌株在葡萄糖、工业甘油和粗甘油中生长，使用甘油作为唯一碳源的作物有利于生物质的产生，并且其使用粗甘油作为碳源的能力降低了来自该菌株的生物质和衍生的生物产品的生产成本。
此外，GPI-1菌株在具有类似麦芽糊精结构的碳源(乳糖、麦芽三糖、麦芽糖、木糖等)中不能生长。在与Krebs循环相关的分子和氨基酸的存在下，以及在可选自包括但不限于以下项列表的碳源上，它可以正常生长：阿拉伯糖、N-乙酰葡萄糖胺、琥珀酸盐、半乳糖、天冬氨酸、脯氨酸、丙氨酸、海藻糖、甘露糖、葡萄糖-6-磷酸盐、苹果酸盐、核糖、鼠李糖、果糖、乙酸盐、葡萄糖、胸苷、谷氨酸盐、山梨醇、岩藻糖、葡萄糖酸。
GPI-1产生生物聚合物类型(胞外多糖或EPS)和挥发性类型的有机成分，包括：二甲基二硫化物、1-壬烯、1-十一烷醇、2-十一烷酮、2-戊烷、3-甲基-丁醛、甲基二硒化物、2-庚烷、2-壬酮、1-十一烷醇、2-十一烷酮，其中上述两种类型有机成分都具有保护植物和作物免受气候(包括干旱、冷冻)和虫害的不利影响的能力。
由GPI-1产生和分泌的EPS，是一种类似麦芽糊精的高分子量糖类聚合物(超过15个单元的葡萄糖)，其中在混合物中会有一些其他的糊精。
TCL分析显示出大约16至19个右旋糖当量的多糖。较长的培养时间，较长链长的聚合物(接近19个右旋糖当量)越丰富。
另一方面，在制剂中，GPI-1的EPS是以聚合物纳米颗粒(NP)的形式出现的。这些纳米颗粒的尺寸小于100nm，是纳米技术应用和减少表面(如叶片组织的表面)热传递的理想选择。
本发明的一个应用是它直接用作植物生长的生物刺激剂，额外地还减少冷应激和水分应激的损害。
由于其独特的运作机制，本发明具有广谱的应用效果，能够有效地作用于不同规模的农业企业(包括小型、中型和大型生产商)的任何作物、水果和蔬菜。
在本发明的另一实施方式中，其相当于从智利的植物根围生长的微生物培养物中纯化的多糖混合物，包括能够控制作物、蔬菜和水果中的螨虫、蚜虫和粉虱的GPI-1。
本发明的另一个应用，对应于从选定的微生物(包括GPI-1)的培养物中纯化的源自多糖的NP混合物，其可以保护不同的植物作物免受冷应激、水应激和昆虫感染。
在本发明的另一个应用中，制剂可以包括基质，其中该基质可以包含以下成分中的至少一种：微生物、源自微生物的代谢物、无机元素和生物分子，以及它们的任何组合；该制剂能够减少环境损害(包括干旱和霜冻)，特别是避免冰成核；其中该基质在所施用的植物中可保持留至少18个月的时间，并在植物微生物组诱导一些调节，而不会对植物微生物组产生长期负面影响(积极调节)。
在本发明的另一个实施方式中，该制剂包含至少一种能够抵抗环境问题和条件如frfo应激的假单胞菌(Pseudomonas)属的细菌，包括能够产生特定化合物的细菌，所述特定化合物包括低温保护性生物聚合物，其中所述生物聚合物可以是碳水化合物和/或由碳组成的生物分子，其响应于特定环境条件而被诱导，所述特定环境条件包括FRFO应激和任何其他等同的环境条件，其不利地影响植物、作物、水果和蔬菜的生长和发育。
在本发明的另一个应用中，它包括对制剂中的微生物或多种微生物的鉴定，包括在基因组水平上的鉴定，其中该鉴定可以通过可选自包括以下项的列表的要素来进行：质粒、特定基因、基因的特定序列的部分以及基因组的任何其他合适的段中选择。
在本发明的另一个应用中，含有细菌的制剂可以有效地防治害虫和/或不同的昆虫感染，其中，含有细菌的制剂，其作用机制包括：i)通过接触作用，经阻断害虫的呼吸孔或气门造成窒息，或ii)通过粘附作用，阻止螨虫或昆虫粘附在植物表面，本发明能够作用于广泛的昆虫谱。
额外地或可替代地，能够产生低温保护性生物聚合物的细菌，其可以构成本发明制剂的一部分，具有(至少一个)以下特征：
1.细菌基因组中冰成核蛋白(INP)的缺失，通过降低冷冻温度的起点，提高了根和植物叶子的应激耐受性。此外，通过向植物中添加细菌和/或含有细菌的制剂，减少了冰成核活性细菌(INA+)的比例，降低了和/或减少了寒冷的作用引起的与在寒冷季节产生的冰成核相关的对组织损害的影响；
2.该细菌具有诱导、生产和分泌高浓度生物聚合物以应对冷应激的独特机制；
3.该细菌能够在冷应激下存活，包括寒冷季节的霜冻循环和解冻特性，有利于在寒冷季节期间和之后发挥保护作用；
4.由于第1至3点中提到的特性，该细菌能够在植物中盛行或持续存在，并抵御不利条件，随时间产生持续的保护；
5.细菌产生挥发性化合物的能力有利于植物生长(主要是根部的建立)；
6.细菌的生长和高浓度聚合物的生产可以使用不同的碳源组，包括甘油、葡萄糖、任何其他适当的碳源以及它们之间的任何组合，其中细菌的主要特征之一是它能够使用粗甘油(生物柴油残余物)作为生长和生产聚合物的唯一碳源。
取决于待要保护的农业作物，该产品的建议施用量为1-10L/Ha。取决于作物和一年中施用其的季节，以10-14天的频率通过喷洒在叶片组织和灌溉在根部引入作物。
制剂中的生物聚合物浓度在1-100mg/L的范围内。
本发明可以开发为制剂，和/或组合物，若其包含上述用于保护植物免受影响作物和植物的生长、发育和生产的不利环境条件的组成要素时，本发明可开发成制剂和/或组合物。
抗寒性：冷激蛋白(Csp)家族的转录调节子。
作为GPI-1菌株特征的一部分，特别是有基因cspA的两个拷贝，在冷响应中DNA结合的主要转录调节子，已被描述为启动不同拓扑异构酶的转录信号级联。E.coli的实验证据表明，cspA的转录不依赖于温度；然而，它的mRNA在37℃以上会迅速降解，所以它的作用方式是冷依赖性的。此外，实验表明，CspA蛋白在低温下充当RNA伴侣，防止RNA二级结构的形成。还发现了cspD基因的拷贝，其产物除了与CspA同源的螺旋酶的功能外，没有其他所描述的功能。
>198P_05228主要冷激蛋白CspA
Figure BDA0004125162340000061
>198P_05353主要冷激蛋白CspA
Figure BDA0004125162340000062
>198P_04298冷激样蛋白CspD
Figure BDA0004125162340000063
水分应激：RpoS和DskA(DksA)
一般来说，干旱响应途径没有被具体的研究，由于目前确定为细菌的耐干旱性的所有的因子对应于普遍非生物应激因子。在2018年的工作中，有两个因素被确定为特定耐干旱性的关键：Dsk和RpoS。(A network of regulators promotes dehydrationtolerance in Escherichia coli-PubMed-https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29457688)。
RpoS是普遍应激因子，它在我们的细菌的基因组中以一个拷贝存在，并有四个转录调节因子。RNA聚合酶结合蛋白，我们的细菌有该基因的三个拷贝。此外，该细菌含有DksD拷贝，一种被描述为DksA同源物的蛋白。
>198P_05240RNA聚合酶σ因子RpoS
Figure BDA0004125162340000064
>198P_00382RpoS的调节子
Figure BDA0004125162340000071
>198P_00843RpoS的调节子
Figure BDA0004125162340000072
>198P_01240RpoS的调节子
Figure BDA0004125162340000073
>198P_02056RpoS的调节子
Figure BDA0004125162340000081
>198P_00128RNA聚合酶-结合转录因子DksA
Figure BDA0004125162340000082
>198P_00997RNA聚合酶-结合转录因子DksA
Figure BDA0004125162340000083
>198P_03656RNA聚合酶-结合转录因子DksA
Figure BDA0004125162340000084
>198P_04298冷激样蛋白CspD
Figure BDA0004125162340000085
值得一提的是，GPI-1分离株不存在PPI基因，这意味着它不产生冰结合蛋白，从而最大限度地降低晶体的形成。
为便于参考，下面显示了一些不存在于先前鉴定和表征的分离菌株中的IBP基因。
>sp|H7FWB6|IBP_FLAFP冰-结合蛋白OS＝冷域黄杆菌(Flavobacteriumfrigoris)(菌株PS1)REV
Figure BDA0004125162340000091
/>
>sp|A5XB26|IBP_COLSX冰-结合蛋白OS＝科尔维尔菌属(Colwellia sp.)REV
Figure BDA0004125162340000092
>tr|B3GGB1|B3GGB1_FLAB3冰-结合蛋白OS＝黄杆菌科(Flavobacteriaceae)细菌(菌株3519-10)
Figure BDA0004125162340000093
>tr|A0A654DWA0|A0A654DWA0_9BACT冰-结合蛋白(模块化蛋白)OS＝Marinoscillum sp.108
Figure BDA0004125162340000094
Figure BDA0004125162340000101
>tr|K4I9X5|K4I9X5_PSYTT分泌的冰-结合细胞表面蛋白OS＝扭曲冷弯曲菌(Psychroflexus torquis)(菌株ATCC 700755/ACAM 623)
Figure BDA0004125162340000102
>tr|K4I9B1|K4I9B1_PSYTT分泌的冰-结合细胞表面蛋白OS＝扭曲冷弯曲菌(Psychroflexus torquis)(菌株ATCC 700755/ACAM 623)
Figure BDA0004125162340000103
Figure BDA0004125162340000111
>tr|K4IDA2|K4IDA2_PSYTT冰-结合/粘附素样蛋白OS＝扭曲冷弯曲菌(Psychroflexus torquis)(菌株ATCC 700755/ACAM 623)
Figure BDA0004125162340000112
/>
>tr|K4INU9|K4INU9_PSYTT分泌的冰-结合细胞表面蛋白OS＝扭曲冷弯曲菌(Psychroflexus torquis)(菌株ATCC 700755/ACAM 623)
Figure BDA0004125162340000113
>tr|K4I9X0|K4I9X0_PSYTT分泌的冰-结合细胞表面蛋白OS＝扭曲冷弯曲菌(Psychroflexus torquis)(菌株ATCC 700755/ACAM 623)
Figure BDA0004125162340000121
>sp|Q086E4|IBP1_SHEFN冰-结合蛋白1OS＝冷海希瓦氏菌(Shewanellafrigidimarina)(菌株NCIMB 400)
Figure BDA0004125162340000122
具体实施方式
实施例
已经在实验室和田间对本发明(微生物制剂)进行了测试。实验室测试表明，它有利于植物(诸如拟南芥Arabidopsis thaliana)的生长，并减少低温损害。另一方面，田间实验表明，在用本发明处理的鳄梨中，本发明对抗冷应激和水分应激具有明显的保护作用。
为了举例说明本发明及其在不同环境条件下的应用，我们在下面描述一组关于不同类型的测试环境条件的实施例，如下：
实施例1：本发明在保护植物免受冷应激方面的效果
图1显示了本发明施用至经受10天霜冻(夜间平均温度为-2℃)的鳄梨的效果。A)用本发明制剂处理的鳄梨和B)未经处理的鳄梨，两者处于相同的土壤、光照、灌溉和温度条件。
实施例2：本发明在保护植物免受水分应激方面的效果
图2显示了本发明对经受水分应激9天的鳄梨的影响。未经处理的鳄梨(A)和用本发明制剂(Crioprotect)处理的鳄梨(B)处于相同的土壤、光照、温度和无灌溉(干旱)条件。
实施例3：Pewman GPI-1通过刺激侧根生长来促进植物生长
对拟南芥(Arabidopsis thaliana)的试验表明，在植物基质中添加GPI-1有利于侧根的形成和生长。将拟南芥幼苗暴露在由GPI-1产生的挥发性化合物中也得到了同样的结果。(图4)
A.通过在基质中补充GPI-1进行的根系生长刺激测试。
B.通过将幼苗暴露在由GPI-1产生的挥发性化合物中进行的根系生长刺激测定。
实施例4：本发明的制剂的实例
我们的制剂包含105至108CFU/ml的总细菌，其中该制剂还包含：含有氨基酸、矿物质、甘油(作为稳定剂)和生物聚合物的水性增溶剂，其中这些生物聚合物中的至少一种由制剂中的微生物之一直接产生。
在制剂中使用的细菌的生长条件下，这些细菌能够形成并分泌纳米水平的生物聚合物(图5)，这对于更好地抵抗冷应激至关重要。
实施例5：制剂的保护作用。
A)示出了未保护区(左)和保护区(右)之间划分的全景图，在未保护区观察到明显的变色(图6)。
B)除了观察到完全死亡的植物外，还观察到来自未保护区的植物呈现出干燥、受损和变黄的叶片(图6)。
C)保护区的植物明显更健康，更有活力，并且没有死亡植物(图6)。
实施例6：在马铃薯栽培中的冷激保护。
显示了在田间使用和不使用本发明制剂处理的植物的相应结果。然后将植物暴露在-15℃经受5分钟的冷激，之后对其损害进行评估(图7)。
实施例7：在樱桃树中的冷激保护。
显示了在暴露于环境霜冻的田间试验中用该制剂处理和未处理的植物中直接提取的叶片。观察到叶片表面上坏死点的大小和数量上存在差异(图8)。
附图说明
图1.本发明在保护植物免受寒冷应激方面的效果。1A示出了使用本发明的效果，1B示出了不使用本发明的效果。
图2.本发明在保护植物免受水分应激方面的效果。1A示出了不使用本发明的效果，1B示出了使用本发明的效果。
图3.在暴露本发明不同时间后，本发明在保护植物免受昆虫感染方面的效果。
图4.在存在/不存在GPI-1的情况下的根系生长刺激试验，(A)施用含有GPI-1的基质和(B)使用源自GPI-1的挥发性化合物。
图5.由Pewman PGI-1产生的EPS的纳米颗粒生产。动态光散射(DLS)分析的结果，使用从GPI-1菌株中纯化的EPS作为基质。
图6.本发明的制剂在田间施用时的保护效果。
图7.本发明的制剂在极端冷激前对马铃薯叶片的保护效果。
图8.本发明的制剂在樱桃树的田间测试中的保护效果。
序列表
Figure BDA0004125162340000151
/>

Claims (24)

1.用于保护植物和农业作物免受对其生长不利的环境条件影响的制剂，其特征在于因为所述制剂至少包括：
a.无冰成核活性(NINA)的微生物，其分离自存在于包括南极地区在内的极端环境中的植物的根围，能够在碳水化合物和/或碳基基质的存在下生长，并且对包括水分应激、冷应激在内的环境应激有抵抗力；
b.源自微生物的有机成分；
c.用于溶解所述微生物和源自所述微生物的有机成分的介质；和
d.稳定剂。
2.权利要求1所述的制剂，其特征在于因为所述微生物可选自包括以下项的列表：来自所述根围的对所述极端条件具有抵抗力的无冰成核活性且无IBP基因的微生物、NINA细菌、无冰成核活性的重组微生物、NINA细菌分离物、抗极端条件和冷应激的根围分离物、假单胞菌(Pseudomonas)NINA菌株，以及在从包括极端条件下的环境的不同物种植物的根围样本中分离出的无冰成核活性的任何其他微生物。
3.权利要求2所述的制剂，其特征在于因为所述制剂含有至少105至108FCU/ml之间的总微生物。
4.权利要求2所述的制剂，其特征在于因为所述微生物属于假单胞菌(Pseudomonas)属并缺少冰成核活性。
5.权利要求2所述的制剂，其特征在于因为所述微生物是分离的菌株并鉴定为GPI-1(SEQ ID No 1)，并且其中这一菌株包括独特诱导机制、生产并分泌高浓度的至少一种生物聚合物和至少一种挥发性物质，这两种保护性产品响应于包括冷应激在内的环境应激。
6.权利要求1所述的制剂，其特征在于因为所选择的微生物在包括以下项的经济型碳源中生长非常好且是环境可持续的：葡萄糖、工业甘油、粗甘油和源自生物柴油工业废弃物的任何其他碳源。
7.权利要求6所述的制剂，其特征在于因为所述微生物使用碳源呈现出不同的生长，其中当使用麦芽糊精类似结构的碳源时，该生物体不呈现出生长，所述麦芽糊精类似结构的碳源包括但不限于：乳糖、麦芽三糖、麦芽糖、木糖；并且其中，在使用包括以下项列表的碳源时，该生物体呈现出生长：阿拉伯糖、N-乙酰葡萄糖胺、琥珀酸盐、半乳糖、天冬氨酸、脯氨酸、丙氨酸、海藻糖、甘露糖、葡萄糖-6-磷酸盐、苹果酸盐、核糖、鼠李糖、果糖、乙酸盐、葡萄糖、胸苷、谷氨酸盐、山梨醇、岩藻糖、葡萄糖酸。
8.权利要求7所述的制剂，其特征在于因为所述微生物在与Krebs循环相关的分子和氨基酸的存在下正确地生长。
9.权利要求8所述的制剂，其特征在于，所述微生物在存在甘油的情况下以与所述介质中的甘油的量成比例地分泌胞外多糖(EPS)。
10.权利要求1所述的制剂，其特征在于，所述有机成分是由所述制剂的微生物所生产并分泌的生物聚合物，其中所述制剂中的所述生物聚合物的浓度在1至100mg/L之间。
11.权利要求10所述的制剂，其特征在于，所述生物聚合物对应于类似于麦芽糊精的高分子量糖类聚合物，在微生物和包括细菌和植物在内的多细胞生物体中具有低温保护能力。
12.权利要求1和9所述的制剂，其特征在于，所述有机成分是由所述制剂中微生物所分泌的生物聚合物制成的纳米颗粒，其中所述纳米颗粒的尺寸在50至500nm之间。
13.权利要求1所述的制剂，其特征在于，所述有机成分是生产自或源自本发明的至少一种微生物的挥发性有机物质，本发明的至少一种微生物相对于不利的环境条件对植物具有保护能力，所述不利的环境条件包括：水分应激、低温、冷冻和虫害。
14.本发明13的制剂，其特征在于因为所述挥发性有机物质可选自包括以下项的列表：二甲基二硫化物、1-壬烯、1-十一烷醇、2-十一烷酮、2-戊烷、3-甲基-丁醛、甲基二硒化物、2-庚烷、2-壬酮、1-十一烷醇、2-十一烷酮、由所述制剂的微生物生产的任何其他挥发性物质，及它们的组合。
15.权利要求1所述的制剂，其特征在于，其包括所述制剂的至少两种成分：i)所述微生物，ii)所述有机成分；其中所述微生物对应于GPI-1，并且其中所述有机成分对应于由GPI-1分泌的EPS。
16.权利要求1所述的制剂，其特征在于，其包括至少两种有机成分，所述至少两种有机成分可选自包括以下项的列表：源自所述微生物的EPS，来自所述源自所述微生物的EPS的纳米颗粒，源自所述微生物的挥发性物质，以及这些的任何组合。
17.权利要求1至16所述的制剂，其特征在于，所述制剂在所施用的植物、作物、水果或蔬菜中可保留至少18个月保持其对给定目标的保护活性。
18.一种保护农业植物和作物免受不利于其生长的环境条件影响的方法，其特征在于因为所述方法包括：
a.产品制备；
b.初始施用所述产品；
c.重复施用所述产品，频率为10至14天之间，取决于所述作物和一年中施用所述产品的季节。
19.权利要求19所述的方法，其特征在于因为所述产品制备包括制备含有至少以下项的制剂：
i.无冰成核活性(NINA)的微生物，其分离自存在于包括南极地区在内的不同极端环境中的植物，能够在碳水化合物和/或碳基基质的存在下生长，并且对包括水分应激、冷应激在内的环境应激有抵抗力；
ii.源自所述微生物的有机成分；
iii.用于溶解所述微生物和源自所述微生物的有机成分的介质；和
iv.稳定剂。
20.权利要求19所述的方法，其特征在于因为所述产品的初始施用包括1至10L/Ha之间，取决于想要保护的农业作物。
21.权利要求21所述的方法，其特征在于因为可a)通过喷洒在叶片组织上，以及b)通过直接灌溉在根部来施用在所述作物中。
22.用于保护植物和农业作物免受对其生长不利的环境条件影响的制剂，其特征在于因为所述制剂含有来自假单胞菌(Pseudomonas)属的细菌，以保护所述植物免受昆虫感染的影响并提供对环境应激条件的抵抗力，其中所述细菌中的至少一种可提供对包括冷应激和水分应激的环境应激的抵抗力；所述细菌对环境和水分应激有抵抗力，其中所述细菌由环境应激诱导，可生产为所述植物提供环境抵抗力的生物聚合物和挥发性物质。
23.制剂用于保护植物和农业作物免受对其生长不利的环境条件影响的用途，其特征在于因为所述制剂含有假单胞菌(Pseudomonas)属的细菌，能够保护植物和/或作物免受害虫和昆虫感染的影响，其中含有这种细菌的所述制剂的作用机制包括：I)接触作用，通过阻断所述害虫的呼吸孔或气门而引起窒息，以及ii)粘附作用，通过防止昆虫或螨虫的粘附而保护植物表面，从而使本发明能够作用于广谱的昆虫。
24.用于保护农业作物和植物免受对其生长不利的环境条件影响的组合物，其特征在于因为所述组合物至少包括：
a.无冰成核活性(NINA)的微生物，其分离并鉴定自植物所存在于包括南极地区在内的极端环境中，能够在碳水化合物和/或碳基基质的存在下生长，并且对包括冷应激和水分应激有环境抵抗力；其中无冰成核活性且无IBP基因的对极端条件有抵抗力的根围微生物、NINA细菌、无冰成核活性的重组微生物、NINA细菌分离的菌株、NINA假单胞菌菌株，以及在从包括极端环境条件下的不同物种植物的根围样本中分离出的无冰成核活性的任何其他微生物，并且其中所选择的微生物在包括以下项的经济和环境可持续的碳源上生长非常好：葡萄糖、工业甘油、粗甘油和源自生物柴油工业废弃物的任何其他碳源；
b.源自微生物的有机成分；其中所述有机成分包括以下项中的至少一项：生物聚合物和挥发性物质，两者均对包括冷应激在内的环境应激具有保护性；其中由制剂微生物在甘油存在下且以介质中存在的甘油的量成比例地生产和分泌的生物聚合物对应于类似于麦芽糊精的高分子量聚合物，所述高分子量聚合物对微生物和包括细菌和植物在内的多细胞生物具有低温保护能力；并且其中所述挥发性物质针对于包括水应激、低温、冷冻和害虫在内的不利环境条件具有植物保护能力；所述挥发性物质能够选自包括以下项的列表：二甲基二硫化物、1-壬烯、1-十一烷醇、2-十一烷酮、2-戊烷、3-甲基-丁醛、甲基二硒化物、2-庚烷、2-壬酮、1-十一烷醇、2-十一烷酮、由组合物的微生物生产的任何其他挥发性物质，及它们的组合；
c.用于溶解所述微生物和源自所述微生物的有机成分的介质；和
d.稳定剂。
CN202180063086.0A 2020-07-14 2021-07-13 保护植物和农业作物免受环境条件影响的微生物制剂及制备方法及用途 Pending CN116194425A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063051414P 2020-07-14 2020-07-14
US63/051,414 2020-07-14
PCT/CL2021/050061 WO2022011486A1 (es) 2020-07-14 2021-07-13 Formulación microbiana para la protección de plantas y cultivos agrícolas contra condiciones ambientales y métodos de fabricación y utilización del mismo

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116194425A true CN116194425A (zh) 2023-05-30

Family

ID=79555988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180063086.0A Pending CN116194425A (zh) 2020-07-14 2021-07-13 保护植物和农业作物免受环境条件影响的微生物制剂及制备方法及用途

Country Status (7)

Country Link
CN (1) CN116194425A (zh)
BR (1) BR112023000680A2 (zh)
CA (1) CA3189624A1 (zh)
CL (1) CL2021001865A1 (zh)
MX (1) MX2023000733A (zh)
PE (1) PE20230738A1 (zh)
WO (1) WO2022011486A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023225767A1 (es) * 2022-05-26 2023-11-30 Universidad Técnica Federico Santa María Cepas bacterianas psicrotolerantes amcr2b y/o amtr8 del género pseudomonas con actividades promotoras del crecimiento vegetal y protectoras de estrés por frío en plantas

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4432160A (en) * 1981-08-20 1984-02-21 The Regents Of The University Of California Microrganism inhibition of frost damage to plants

Also Published As

Publication number Publication date
PE20230738A1 (es) 2023-05-03
BR112023000680A2 (pt) 2023-01-31
CA3189624A1 (en) 2022-01-20
WO2022011486A1 (es) 2022-01-20
CL2021001865A1 (es) 2022-02-11
MX2023000733A (es) 2023-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Reddy et al. Salvadora persica, a potential species for industrial oil production in semiarid saline and alkali soils
JP2021518746A (ja) ケイ素分解機能を有するＢａｃｉｌｌｕｓ ａｒｙａｂｈａｔｔａｉ及びその使用
Cid et al. Bacterial community structures and ice recrystallization inhibition activity of bacteria isolated from the phyllosphere of the Antarctic vascular plant Deschampsia antarctica
CN108410470B (zh) 一种用于盐碱地的微生物土壤调理剂及其制备方法
Clark et al. Detoxication of isopropyl N-phenylcarbamate (IPC) and isopropyl N-3-chlorophenylcarbamate (CIPC) in soil, and isolation of IPC-metabolizing bacteria
WO2021212674A1 (en) Exiguobacterium undae mb338 and use thereof
CN108003888A (zh) 一种用于山体自修复的土壤修复剂及制备方法
Bertuzzi et al. Heat shock treatments for the control of lithobionts: a case study with epilithic green microalgae
CN116194425A (zh) 保护植物和农业作物免受环境条件影响的微生物制剂及制备方法及用途
CN108893436A (zh) 一株耐盐碱黄赭色链霉菌及其应用
KR100758997B1 (ko) 슈도모나스 속 미생물을 이용한 헤테로시그마 속편모조류를 억제하는 방법
KR101144987B1 (ko) 크리세오박테리움 ｆｂｆ-7 균주 배양물 및 이를 함유하는 뿌리혹선충 방제용 조성물
Gao et al. Drought adaptation of a terrestrial macroscopic cyanobacterium, Nostoc flagelliforme, in arid areas: a review
Caldwell et al. Preliminary report on observations on the development of ova of pig and human Ascaris under natural conditions, and studies of factors influencing development
JP2012183052A (ja) 発酵微生物資材（ｋｓ‐２３菌）による凍結融解システム
KR20110132930A (ko) 환경스트레스 완화 및 식물생장촉진 기능을 갖는 슈도모나스 오란티아카 ｉｂ５―１０ 및 이를 함유하는 미생물 제제 및 이를 이용한 사구식물의 복원방법
KR101222908B1 (ko) 환경스트레스 완화 및 식물생장촉진 기능을 갖는 슈도모나스 오란티아카 ｉｂ５―１４ 및 이를 함유하는 미생물 제제 및 이를 이용한 사구식물의 복원방법
Li et al. Cryptogam diversity and formation of soil crusts in temperate desert
Micheni et al. Response of soil microfauna to tillage methods and cropping systems in humic nitosols of Eastern Kenya
CN111662844A (zh) 一种耐盐复合微生物菌剂及其制备方法
TWI624544B (zh) 提高水耕植物在高鹽逆境生長之方法
Danxiang et al. 17 industrial production of microalgal cell-mass and secondary products–species of high potential
CN107987134A (zh) 一种蛋白质Dhw1及其编码基因dhw1和应用
KR100772917B1 (ko) 결빙방지용 포로사이라 속 극지 미세조류
CN108070534A (zh) 防治黄曲条跳甲的苏云金芽孢杆菌及制剂与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40093970

Country of ref document: HK