JP2018042562A - 改変された生物防除因子およびその使用 - Google Patents

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Abstract

【課題】改変された生物防除因子およびその使用を提供すること。
【解決手段】生物学的因子の集団が圃場環境において競合および生存する能力を改善するための方法が、提供される。上記生物学的因子の集団を改善することによって、因子の改変された集団は、増殖し、他の微生物株および真菌と競合し、病原体からの植物の保護を提供することができる。特に、除草剤寛容性もしくは抵抗性である改変された生物学的因子およびそのような因子の改変された集団が、選択もしくは操作設計される。このようにして、病気の原因となる因子からの保護が増強される。このような生物学的因子の改変された集団は、真菌病原体およびそれらが引き起こす病気を防止して、植物生長を増進するために土壌に添加され得る。従って、本発明は、改変された生物学的因子の競合性を増強するために、特に、除草剤抵抗性でない他の微生物因子を上回って増強するために有用である。
【選択図】なし

Description

関連出願との相互参照
本出願は、2014年1月31日に出願された米国仮出願第61/933,954号および2015年1月16日に出願された米国仮出願第62/104,122号に対する利益を主張し、両出願の内容は、その全体が参考として本明細書に援用される。
(発明の分野)
本発明は、改善された特性を有する、改変された生物防除因子および集団に関する。
(背景)
植物の病気および有害生物は、世界中の栽培者によって生産される食物、飼料、および繊維の品質および量を維持するために防除される必要がある。植物の病気は、真菌、細菌、ウイルスおよび線形動物によって主に引き起こされる。植物の有害生物としては、とりわけ、Lepdoptera、Coleoptera、およびHemipteraに由来する咀嚼昆虫、吸汁昆虫、および穿刺昆虫が挙げられる。化学農薬は、農作物をこのような有害生物および病気から保護するために農業において広く使用されている。これら化学製品は、農作物有害生物、病気、および雑草と戦って、改善された収量を生じる。農作物保護および有害生物防除がなければ、食物生産および生産された食物の品質は低下する。しかし、化学農薬の使用は、あるレベルのリスクを負わせる。なぜならその多くは、適切に使用されなければ健康および環境を危険にさらし得る特性を有するからである。
農薬、除草剤、もしくは他の農作物保護化学物質の使用の継続に伴う問題は、防除因子に対する抵抗性の発生である。農薬抵抗性は、種の大部分の個体を一度は死滅させた用量における防除因子に対する有害生物集団の感受性の低下である。従って、抵抗性管理の一助となるように異なる作用様式を伴う新製品が必要とされる。
系統発生的に多様な微生物が、種々の植物病原体および有害生物の天然の拮抗因子として作用し得ることは、長く公知であった。植物宿主と生物防除をもたらす微生物との間の相互作用としては、抗生作用、競合、宿主抵抗性の誘発、および捕食が挙げられ得る。単離物のスクリーニングおよび試験によって、商品化のための多くの候補がもたらされた。微生物の生物農薬は、植物の病気および有害生物の管理のための重要な選択肢を代表する。特に、商業的農業において一般に使用されており、かつ微生物に対して抗生物質効果を有し得る除草剤および殺真菌剤の存在下で、圃場条件下において競合することができる生物学的防除因子が必要とされている。
(要旨)
生物学的因子もしくは生物防除因子の集団が、圃場環境において競合しかつ生存する能力を改善するための組成物および方法が、提供される。生物学的因子の集団を改善することによって、因子の改変された集団は、増殖し、他の微生物株および真菌と競合し、病原体からの植物の保護を提供することができる。さらに、改変された生物学的防除因子は、植物生長および収量を増進する。特に、殺生物剤寛容性もしくは抵抗性であるか;除草剤寛容性もしくは抵抗性であるか;殺真菌剤寛容性もしくは抵抗性であるか;農薬寛容性もしくは抵抗性であるか;または農作物保護化学物質に対して寛容性もしくは抵抗性である、改変された生物学的因子およびこのような因子の改変された集団が、選択されるかまたは操作される。このようにして、病気の原因因子もしくは有害生物からの農作物の保護は、増強される。
上記改変された生物学的因子は、商業的農業において使用される少なくとも1種の除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質の存在下で増殖し得る。このような改変された生物学的因子は、このような除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質が適用された土壌の中で増殖および生殖し得る。上記改変された生物学的因子は、上記土壌を、病気の原因である病原体もしくは有害生物に対して抑制性もしくは抵抗性にする。このような生物学的因子の改変された集団は、真菌病原体およびこれらが引き起こす病気を防止するために、または昆虫有害生物もしくは線虫による摂食を阻害するために、土壌に添加され得、植物生長を増進しかつ農作物収量を増大させる。従って、本発明は、特に、除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質に対して抵抗性でない他の微生物因子を上回って、改変された生物学的因子の競合性を増強するために有用である。従って、本発明の組成物は、選択もしくは操作された生物学的因子および生物防除因子の改変された集団を含む。これら改変された生物学的因子は、接種物として、または植物および種子のための種子コーティングとして使用され得る。上記生物学的因子はまた、植物の地上部に直接スプレー適用として適用され得、それらが改変されて寛容性になった除草剤もしくは他の化学物質と混合され得る。示されるように、圃場条件下での上記改変された生物学的因子の存在は、病原体への上記植物の抵抗性を増強し、植物生長を増進する。本発明のこのような改変された生物学的因子は、植物生長および収量を増進するために、他の因子とともに使用され得る。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
生物防除因子を改善するための方法であって、該方法は、該生物防除因子を少なくとも1種の除草剤、殺真菌剤、農薬、または他の農作物保護化学物質に対して抵抗性であるように改変する工程を包含する方法。
(項目2)
前記生物防除因子は、除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質の存在下で増殖させて、抵抗性株を選択することによって改変される、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記生物防除因子は、前記除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質に対する抵抗性を付与する遺伝子で該生物防除因子を形質転換することによって改変される、項目1に記載の方法。
(項目4)
前記生物防除因子は、細菌性生物防除因子である、項目1〜3のいずれか1項に記載の方法。
(項目5)
前記生物防除因子は、Pseudomonas、Bacillus、Agrobacterium、Lysobacter、Trichoderma、Paecilomyces、Gliocladium、Ampelomyces、Pythium、Metschnikowia、Chromobacterium、Penicillium、Coniothyrium、Chaetomium、Myrothecium、Aureobasidium、Pantoea、Burkholderia、Streptomyces、Variovorax、Pasteuria、Lactobacillus、Paenibacillus、Xanthomonas属からなる群より選択される、項目1〜3のいずれか1項に記載の方法。
(項目6)
前記細菌性生物防除因子は、Pseudomonas細菌である、項目5に記載の方法。
(項目7)
前記Pseudomonasは、Pseudomonas fluorescensもしくはPseudomonas chlororaphisである、項目6に記載の方法。
(項目8)
前記除草剤は、グリホサート、グルホシネート(グルタミンシンターゼインヒビター)、スルホニルウレアおよびイミダゾリノン除草剤(分枝鎖アミノ酸合成インヒビター)からなる群より選択される、項目1〜7のいずれか1項に記載の方法。
(項目9)
改変された生物防除因子であって、ここで該生物防除因子は、除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質の圧の下で選択されており、該除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質に対して抵抗性である、改変された生物防除因子。
(項目10)
前記改変された生物防除因子は、細菌性生物防除因子である、項目9に記載の改変された生物防除因子。
(項目11)
前記生物防除因子は、Pseudomonas、Bacillus、Agrobacterium、Lysobacter、Trichoderma、Paecilomyces、Gliocladium、Ampelomyces、Pythium、Metschnikowia、Chromobacterium、Penicillium、Coniothyrium、Chaetomium、Myrothecium、Aureobasidium、Pantoea、Burkholderia、Streptomyces、Variovorax、Pasteuria、Xanthomonas属からなる群より選択される、項目9に記載の改変された生物防除因子。
(項目12)
前記細菌性生物防除因子は、Pseudomonas細菌である、項目10に記載の改変された生物防除因子。
(項目13)
前記Pseudomonasは、Pseudomonas fluorescensもしくはPseudomonas chlororaphisである、項目12に記載の改変された生物防除因子。
(項目14)
前記除草剤は、グリホサート、グルホシネート(グルタミンシンターゼインヒビター)、スルホニルウレアおよびイミダゾリノン除草剤(分枝鎖アミノ酸合成インヒビター)からなる群より選択される、項目9〜13のいずれか1項に記載の改変された生物防除因子。
(項目15)
組換え生物防除因子であって、ここで該生物防除因子は、該生物防除因子を除草剤抵抗性にする除草剤抵抗性遺伝子で形質転換されている、組換え生物防除因子。
(項目16)
前記改変された生物防除因子は、細菌性生物防除因子である、項目15に記載の組換え生物防除因子。
(項目17)
前記細菌性生物防除因子は、Pseudomonas、Bacillus、Agrobacterium、Lysobacter、Gliocladium、Pythium、Chromobacterium、Penicillium、Pantoea、Burkholderia、Streptomyces、Variovorax、Pasteuria、およびXanthomonas属からなる群より選択される、項目16に記載の組換え生物防除因子。
(項目18)
前記細菌性生物防除因子は、Pseudomonas細菌である、項目17に記載の組換え生物防除因子。
(項目19)
前記Pseudomonasは、Pseudomonas fluorescensもしくはPseudomonas chlororaphisである、項目18に記載の組換え生物防除因子。
(項目20)
前記除草剤は、グリホサート、グルホシネート(グルタミンシンターゼインヒビター)、スルホニルウレアおよびイミダゾリノン除草剤(分枝鎖アミノ酸合成インヒビター)からなる群より選択される、項目15〜19のいずれか1項に記載の組換え生物防除因子。
(項目21)
生物防除因子の改変された集団であって、ここで該集団は、項目1〜20のいずれか1項に記載の生物防除因子を実質的に含む、生物防除因子の改変された集団。
(項目22)
生物防除因子の改変された集団および適切なキャリアを含む、植物病原体を防除するための製剤であって、ここで該生物防除因子は、除草剤抵抗性である、製剤。
(項目23)
前記集団は、改変された細菌性生物防除因子を含む、項目22に記載の製剤。
(項目24)
前記集団は、組換え生物防除因子を含む、項目22に記載の製剤。
(項目25)
前記生物防除因子は、ある圃場適用割合の殺生物剤の存在下で、植物の健康状態、生長もしくは収量を改善するために十分な有効量で存在する、項目22〜24のいずれか1項に記載の製剤。
(項目26)
前記生物防除因子は、NRRL No.B−50897として受託された株を含み、前記殺生物剤は、グリホサートである、項目25に記載の製剤。
(項目27)
前記生物防除因子は、NRRL No.B−50999として受託された株を含み、前記殺生物剤は、グルホシネートである、項目25に記載の製剤。
(項目28)
生物防除因子が圃場環境において競合する能力を改善するための方法であって、該方法は、改変された生物防除因子が、除草剤の存在下で増殖することができるように該生物学的因子を改変する工程を包含する、方法。
(項目29)
植物生長を増進するための方法であって、該方法は、生物防除因子の改変された集団を含む組成物を、該植物が生長している土壌に適用する工程を包含する、方法。
(項目30)
前記生物防除因子は、グリホサートもしくはグルホシネートに対して抵抗性であるように改変されている、項目29に記載の方法。
(項目31)
農作物、種子もしくは栽培地に、殺生物剤の有効量および改変された生物防除因子の有効量の組み合わせを適用する工程を包含する、植物を生長させるための方法であって、ここで
(a)該殺生物剤の該有効量は、目的の生物を選択的に防除する一方で、該農作物は顕著に損害を受けないようなものであり;そして
(b)該改変された生物防除因子の該有効量は、同じ濃度の改変されていない生物防除因子が該殺生物剤の該有効量と組み合わせて適用される場合に起こる植物の健康状態、収量および/もしくは生長と比較したときに、該植物の健康状態、収量および/もしくは生長において統計的に有意な増大をもたらすために十分である、
方法。
(項目32)
前記改変された生物防除因子および前記殺生物剤は、同時に適用される、項目31に記載の方法。
(項目33)
前記改変された生物防除因子および前記殺生物剤は、逐次的に適用される、項目32に記載の方法。
(項目34)
前記生物防除因子は、NRRL No.B−50897として受託された株を含む、項目31〜33のいずれか1項に記載の方法。
(項目35)
前記殺生物剤は、グリホサートであり、グリホサートの前記有効量は、雑草を選択的に防除する一方で、前記農作物が顕著に損傷を受けないようなものである、項目34に記載の方法。
(項目36)
前記生物防除因子は、NRRL No.B−50999として受託された株AIP050999を含み、前記殺生物剤は、グルホシネートである、項目31〜33のいずれか1項に記載の方法。
(項目37)
前記殺生物剤は、グルホシネートであり、グルホシネートの前記有効量は、雑草を選択的に防除する一方で、前記農作物が顕著に損傷を受けないようなものである、項目36に記載の方法。
(項目38)
生物防除因子の培養された集団であって、ここで該培養された集団は、除草剤、殺真菌剤、農薬もしくは農作物保護化学物質の圧の下で因子の集団を増殖させて、該除草剤、殺真菌剤、農薬もしくは他の農作物保護化学物質に対して抵抗性である生物防除因子の精製された培養物を選択することによって生産される、生物防除因子の培養された集団。
(項目39)
前記生物防除因子は、ある圃場適用割合の殺生物剤の存在下で、植物の健康状態、生長もしくは収量を改善するために十分な有効量で存在する、項目38に記載の生物防除因子の培養された集団。
(項目40)
生物防除因子の単離された生物学的に純粋な培養物であって、ここで該生物防除因子は、除草剤、殺真菌剤、農薬もしくは農作物保護化学物質から選択される殺生物剤に対して抵抗性であり、該培養物は、該殺生物剤の存在下で増殖させることによって生産される、生物防除因子の単離された生物学的に純粋な培養物。
(項目41)
前記生物防除因子は、ある圃場適用割合の殺生物剤の存在下で、植物の健康状態、生長もしくは収量を改善するために十分な有効量で存在する、項目40に記載の生物防除因子の単離された生物学的に純粋な培養物。
(項目42)
前記組成物は、適切なキャリアを含む、項目38に記載の方法。
(項目43)
NRRL No.B−50897として受託された株から増殖される細菌培養物であって、ここで該細菌培養物は、抗真菌活性を有し、グリホサートの存在下で増殖できる、細菌培養物。
(項目44)
NRRL No.B−50897として受託された前記株は、ある圃場適用割合のグリホサートの存在下で、植物の健康状態、生長もしくは収量を改善するために十分な有効量で存在する、項目43に記載の細菌培養物。
(項目45)
NRRL No.B−50999として受託された株AIP050999から増殖される細菌培養物であって、ここで該細菌培養物は、抗真菌活性を有し、グルホシネートの存在下で増殖できる、細菌培養物。
(項目46)
NRRL No.B−50999として受託された前記株AIP050999は、ある圃場適用割合のグルホシネートの存在下で、植物の健康状態、生長もしくは収量を改善するために十分な有効量で存在する、項目45に記載の細菌培養物。
本発明の実施形態として、以下が挙げられる:
1. 生物防除因子を改善するための方法であって、該方法は、該生物防除因子を少なくとも1種の除草剤、殺真菌剤、農薬、または他の農作物保護化学物質に対して抵抗性であるように改変する工程を包含する方法。
2. 前記生物防除因子は、除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質の存在下で増殖させて、抵抗性株を選択することによって改変される、実施形態1に記載の方法。
3. 前記生物防除因子は、前記除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質に対する抵抗性を付与する遺伝子で該生物防除因子を形質転換することによって改変される、実施形態1に記載の方法。
4. 前記生物防除因子は、細菌性生物防除因子である、実施形態1〜3のいずれか1つに記載の方法。
5. 前記生物防除因子は、Pseudomonas、Bacillus、Agrobacterium、Lysobacter、Trichoderma、Paecilomyces、Gliocladium、Ampelomyces、Pythium、Metschnikowia、Chromobacterium、Penicillium、Coniothyrium、Chaetomium、Myrothecium、Aureobasidium、Pantoea、Burkholderia、Streptomyces、Variovorax、Pasteuria、Lactobacillus、Paenibacillus、Xanthomonas属からなる群より選択される、実施形態1〜3のいずれか1つに記載の方法。
6. 前記細菌性生物防除因子は、Pseudomonas細菌である、実施形態5に記載の方法。
7. 前記Pseudomonasは、Pseudomonas fluorescensもしくはPseudomonas chlororaphisである、実施形態6に記載の方法。
8. 前記除草剤は、グリホサート、グルホシネート(グルタミンシンターゼインヒビター)、スルホニルウレアおよびイミダゾリノン除草剤(分枝鎖アミノ酸合成インヒビター)からなる群より選択される、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の方法。
9. 改変された生物防除因子であって、ここで該生物防除因子は、除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質の圧の下で選択されており、該除草、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質に対して抵抗性である、改変された生物防除因子。
10. 前記改変された生物防除因子は、細菌性生物防除因子である、実施形態9に記載の改変された生物防除因子。
11. 前記生物防除因子は、Pseudomonas、Bacillus、Agrobacterium、Lysobacter、Trichoderma、Paecilomyces、Gliocladium、Ampelomyces、Pythium、Metschnikowia、Chromobacterium、Penicillium、Coniothyrium、Chaetomium、Myrothecium、Aureobasidium、Pantoea、Burkholderia、Streptomyces、Variovorax、Pasteuria、Xanthomonas属からなる群より選択される、実施形態9に記載の改変された生物防除因子。
12. 前記細菌性生物防除因子は、Pseudomonas細菌である、実施形態10に記載の改変された生物防除因子。
13. 前記Pseudomonasは、Pseudomonas fluorescensもしくはPseudomonas chlororaphisである、実施形態12に記載の改変された生物防除因子。
14. 前記除草剤は、グリホサート、グルホシネート(グルタミンシンターゼインヒビター)、スルホニルウレアおよびイミダゾリノン除草剤(分枝鎖アミノ酸合成インヒビター)からなる群より選択される、実施形態9〜13のいずれか1つに記載の改変された生物防除因子。
15. 組換え生物防除因子であって、ここで該生物防除因子は、該生物防除因子を除草剤抵抗性にする除草剤抵抗性遺伝子で形質転換されている、組換え生物防除因子。
16. 前記改変された生物防除因子は、細菌性生物防除因子である、実施形態15に記載の組換え生物防除因子。
17. 前記細菌性生物防除因子は、Pseudomonas、Bacillus、Agrobacterium、Lysobacter、Gliocladium、Pythium、Chromobacterium、Penicillium、Pantoea、Burkholderia、Streptomyces、Variovorax、Pasteuria、およびXanthomonas属からなる群より選択される、実施形態16に記載の組換え生物防除因子。
18. 前記細菌性生物防除因子は、Pseudomonas細菌である、実施形態17に記載の組換え生物防除因子。
19. 前記Pseudomonasは、Pseudomonas fluorescensもしくはPseudomonas chlororaphisである、実施形態18に記載の組換え生物防除因子。
20. 前記除草剤は、グリホサート、グルホシネート(グルタミンシンターゼインヒビター)、スルホニルウレアおよびイミダゾリノン除草剤(分枝鎖アミノ酸合成インヒビター)からなる群より選択される、実施形態15〜19のいずれか1つに記載の組換え生物防除因子。
21. 生物防除因子の改変された集団であって、ここで該集団は、実施形態1〜20のいずれか1項に記載の生物防除因子を実質的に含む、生物防除因子の改変された集団。
22. 生物防除因子の改変された集団および適切なキャリアを含む、植物病原体を防除するための製剤であって、ここで該生物防除因子は、除草剤抵抗性である、製剤。
23. 前記集団は、改変された細菌性生物防除因子を含む、実施形態22に記載の製剤。
24. 前記集団は、組換え生物防除因子を含む、実施形態22に記載の製剤。
25. 前記生物防除因子は、ある圃場適用割合の殺生物剤の存在下で、植物の健康状態、生長もしくは収量を改善するために十分な有効量で存在する、実施形態22〜24のいずれか1つに記載の製剤。
26. 前記生物防除因子は、NRRL No.B−50897として受託された株を含み、前記殺生物剤は、グリホサートである、実施形態25に記載の製剤。
27. 前記生物防除因子は、NRRL No.B−50999として受託された株AIP050999を含み、前記殺生物剤は、グルホシネートである、実施形態25に記載の製剤。
28. 生物防除因子が圃場環境において競合する能力を改善するための方法であって、該方法は、改変された生物防除因子が、除草剤の存在下で増殖することができるように該生物学的因子を改変する工程を包含する、方法。
29. 植物生長を増進するための方法であって、該方法は、生物防除因子の改変された集団を含む組成物を、該植物が生長している土壌に適用する工程を包含する、方法。
30. 前記生物防除因子は、グリホサートもしくはグルホシネートに対して抵抗性であるように改変されている、実施形態29に記載の方法。
31. 農作物、種子もしくは栽培地に、殺生物剤の有効量および改変された生物防除因子の有効量の組み合わせを適用する工程を包含する、植物を生長させるための方法であって、ここで
(a)該殺生物剤の該有効量は、目的の生物を選択的に防除する一方で、該農作物は顕著に損害を受けないようなものであり;そして
(b)該改変された生物防除因子の該有効量は、同じ濃度の改変されていない生物防除因子が該殺生物剤の該有効量と組み合わせて適用される場合に起こる植物の健康状態、収量および/もしくは生長と比較したときに、該植物の健康状態、収量および/もしくは生長において統計的に有意な増大をもたらすために十分である、
方法。
32. 前記改変された生物防除因子および前記殺生物剤は、同時に適用される、実施形態31に記載の方法。
33. 前記改変された生物防除因子および前記殺生物剤は、逐次的に適用される、実施形態32に記載の方法。
34. 前記生物防除因子は、NRRL No.B−50897として受託された株を含む、実施形態31〜33のいずれか1つに記載の方法。
35. 前記殺生物剤は、グリホサートであり、グリホサートの前記有効量は、雑草を選択的に防除する一方で、前記農作物が顕著に損傷を受けないようなものである、実施形態34に記載の方法。
36. 前記生物防除因子は、NRRL No.B−50999として受託された株AIP050999を含み、前記殺生物剤は、グルホシネートである、実施形態31〜33のいずれか1つに記載の方法。
37. 前記殺生物剤は、グルホシネートであり、グルホシネートの前記有効量は、雑草を選択的に防除する一方で、前記農作物が顕著に損傷を受けないようなものである、実施形態36に記載の方法。
38. 生物防除因子の培養された集団であって、ここで該培養された集団は、除草剤、殺真菌剤、農薬もしくは農作物保護化学物質の圧の下で因子の集団を増殖させて、該除草剤、殺真菌剤、農薬もしくは他の農作物保護化学物質に対して抵抗性である生物防除因子の精製された培養物を選択することによって生産される、生物防除因子の培養された集団。
39. 前記生物防除因子は、ある圃場適用割合の殺生物剤の存在下で、植物の健康状態、生長もしくは収量を改善するために十分な有効量で存在する、実施形態38に記載の生物防除因子の培養された集団。
40. 生物防除因子の単離された生物学的に純粋な培養物であって、ここで該生物防除因子は、除草剤、殺真菌剤、農薬もしくは農作物保護化学物質から選択される殺生物剤に対して抵抗性であり、該培養物は、該殺生物剤の存在下で増殖させることによって生産される、生物防除因子の単離された生物学的に純粋な培養物。
41. 前記生物防除因子は、ある圃場適用割合の殺生物剤の存在下で、植物の健康状態、生長もしくは収量を改善するために十分な有効量で存在する、実施形態40に記載の生物防除因子の単離された生物学的に純粋な培養物。
42. 前記組成物は、適切なキャリアを含む、実施形態38に記載の方法。
43. NRRL No.B−50897として受託された株から増殖される細菌培養物であって、ここで該細菌培養物は、抗真菌活性を有し、グリホサートの存在下で増殖できる、細菌培養物。
44. NRRL No.B−50897として受託された前記株は、ある圃場適用割合のグリホサートの存在下で、植物の健康状態、生長もしくは収量を改善するために十分な有効量で存在する、請求項43に記載の細菌培養物。
45. NRRL No.B−50999として受託された株AIP050999から増殖される細菌培養物であって、ここで該細菌培養物は、抗真菌活性を有し、グルホシネートの存在下で増殖できる、細菌培養物。
46. NRRL No.B−50999として受託された前記株AIP050999は、ある圃場適用割合のグルホシネートの存在下で、植物の健康状態、生長もしくは収量を改善するために十分な有効量で存在する、請求項45に記載の細菌培養物。
図1は、グリホサートの存在下での種々の株の増殖曲線を提供する。
(詳細な説明)
生物学的防除因子を改善するための組成物および方法が提供される。本発明の目的の生物学的因子もしくは生物防除因子は、病気の原因となる植物病原体および植物有害生物を防除するために使用される微生物を説明するために使用される。本発明の生物学的防除因子は、これらが少なくとも1種の殺生物剤の存在下で増殖できるように改変されている。殺生物剤は、化学的手段もしくは生物学的手段によって生物に対して防除効果を発揮し得る化学物質である。殺生物剤としては、農薬、例えば、殺真菌剤;除草剤;殺虫剤、他の農作物保護化学物質などが挙げられる。本発明の組成物は、殺生物剤(例えば、除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質)に対する抵抗性に関して選択された1種またはより多くの単離された生物防除因子;除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質への抵抗性遺伝子を含むように形質転換された組換え生物防除因子;少なくとも1種の除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質に対して抵抗性である、生物防除因子の改変された集団;ならびにこれら生物防除因子の改変された集団を含む組成物を含む。上記改変された集団は、除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質への抵抗性について選択されたか、またはこのような除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質への抵抗性もしくは寛容性を付与する遺伝子で形質転換された微生物を含み得る。従って、本発明は、このような改変された生物防除因子もしくは改変された生物学的因子の、実質的に純粋な培養物もしくは生物学的に純粋な培養物を含む。「生物学的に純粋な細菌培養物」とは、通常の細菌学技術によって検出される量で、他の細菌種を含まない細菌の培養物を指す。別の方法で述べると、それは、存在する上記細菌細胞の事実上全てが選択された株である培養物である。改変された生物防除因子として、選択圧に起因する形質を獲得した生物防除因子、および少なくとも1種の除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質への抵抗性もしくは寛容性を付与する遺伝子で形質転換された組換え生物防除因子が挙げられる。
本発明は、特定の改変された生物学的防除因子をさらに包含する。このような因子は、AIP1620を含む。AIP1620は、グリホサート寛容性に関して選択されたPseudomonas株である。さらなる因子は、AIP050999を含む。AIP050999は、グルホシネート寛容性に関して選択されたPseudomonas株である。
AIP1620を、Patent Depository of the National Center for Agricultural Utilization Research Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture(1815 North University Street, Peoria, Illinois 61604 U.S.A.)に2014年1月31日に寄託し、NRRL No.B−50897が割り当てられた。AIP050999を、Patent Depository of the National Center for Agricultural Utilization Research Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture(1815 North University Street, Peoria, Illinois 61604 U.S.A.)に2015年1月23日に寄託し、NRRL No.B−50999が割り当てられた。これら寄託物の各々は、特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約の条項の下で維持される。この寄託は当業者の便宜としてのみ行われたものであり、寄託が米国特許法第112条の下で要求されるという自認ではない。
「除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質への寛容性または除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質への抵抗性」とは、生物(すなわち、植物、生物防除因子、生物防除細菌因子など)が、その野生型生物に対して通常は致死的である除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質のある用量への曝露後に、生存しかつ生殖する能力を意図する。
本発明の生物学的因子もしくは生物防除因子として、病気の原因となる植物病原体を防除しかつ植物の健康状態、生長、および収量を増進する、微生物および真菌が挙げられる。これら生物学的もしくは生物防除因子のうちのいずれも、選択もしくは形質転換によって改変され得、改変された生物学的もしくは生物防除因子または組換えの生物学的もしくは生物防除因子を生産し得る。従って、本発明は、単離され改変された生物防除因子を包含する。上記改変された生物防除因子は、生物防除因子の集団を生産するために増殖させられ得る。「生物学的もしくは生物防除因子の改変された集団」とは、目的の形質(例えば、除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質に対する抵抗性)を有する、選択された因子もしくは組換え因子の培養物を実質的に含む因子の集団を意図する。実質的に含むとは、上記集団が上記改変されたもしくは上記組換えの生物防除因子から増殖および生産されていることを意図する。すなわち、上記改変されたもしくは組換えの生物防除因子は、生物学的に純粋な培養物を生産するために増殖させられ得る。このような生物学的に純粋な培養物が植物の健康状態、生長、もしくは収量を増強するために一緒に使用され得ることが、認識されている。
任意の生物学的もしくは生物防除因子は、本発明の方法において使用され得る。特定の目的の微生物としては、以下の細菌株が挙げられる:Pseudomonas、Bacillus、Agrobacterium、Lysobacter、Gliocladium、Pythium、Chromobacterium、Penicillium、Pantoea、Lactobacillus、Paenibacillus、Burkholderia、Streptomyces、Variovorax、Pasteuria、Xanthomonasなど。目的の真菌としては、Aureobasidium、Ampelomyces、Beauveria、Metarhizium、Metschnikowia、Myrothecium、Lecanicillium、Chaetomium、Cordyceps、Coniothyrium、Dactylella、Gliocladium、Aspergillis、Paecilomyces、Trichoderma、Pisolithus、Glomusなどが挙げられる。例えば、米国特許第5,348,742号;同第5,496,547号;同第5,756,087号;同第5,955,348号;同第6,060,051号;同第6,635,425号;および米国特許出願公開番号20130142759(これらは全て本明細書に参考として援用される)を参照のこと。多くの生物防除因子は市場に出ており、それらのうちのいずれも、本発明に従って改変され得る。そのような因子として、以下が挙げられる:Agrobacterium radiobacter K84;Trichoderma atroviride;Bacillus subtilis GB03;Bacillus firmus I−1582;Trichoderma asperellum(ICC 012);T. gamsii(ICC 080);Bacillus pumilus株QST 2808;Bacillus subtilis株QST 713;B. subtilis株MBI 600;Paecilomyces fumosoroseus;Gliocladium catenulatum;Trichoderma harzianum rifai株KRL−AG2;Trichoderma harzianum T−22;Trichoderma harzianum T−22;Trichoderma virens株G−41;Trichoderma harzianum T−22;Bacillus subtilis QST 713;Bacillus amyloliquefaciens株D747;Trichoderma (Gliocladium) virens GL−21;Paecilomyces lilacinus;Paecilomyces fumosoroseus;Ampelomyces quisqualis;B. subtilis DSM 17231;B. licheniformis DSM 17236;Pythium oligandrum DV 74;Bacillus subtilis GB03;Trichoderma asperellum;T. gamsii;Pseudomonas syringae ESC−10;Metschnikowia fructicola;Trichoderma harzianum T−22;Pseudomonas chlororaphis MA 342;B. amyloliquifaciens;Chrombacterium subtsugae株PRAA4−1;B. subtilis amyloliquefaciens FZB24;Penicillium bilaii;Paecilomyces fumosoroseus FE 9901;Streptomyces lydicus WYEC 108;P. syringae A506;Coniothyrium minitans;Paecilomyces lilacinus株251;Streptomyces lydicus WYEC−108;Bacillus amyloliquifaciens;Trichoderma virens;Trichoderma viride;Ampelomyces quisqualis;Chaetomium globosum;Pseudomonas fluorescens;Bacillus subtilis;Bacillus pumulis;Myrothecium verrucaria AARC−0255;Streptomyces actinobacterium株K61;Gliocladium catenulatum J1446;Aureobasidium pullulans株DSM 14940;およびA. pullulans株DSM 14941。さらなる生物学的な病気の防除製品は、nevegetable.org/table−22−biological−disease−control−productsのワールドワイドウェブ上で見出され得る。
病気の原因となる病原体としては、真菌、細菌、ウイルスおよび線形動物が挙げられる。本発明の生物防除因子は、植物病原体のうちのいずれかを標的とするものである。標的病原体としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:Alternaria, Botrytis、Fusarium、Erwinia、Pseudomonas、Xanthomonas、Cercospora、Colletotrichum、Cladosporium、−Erisyphae spp.、Microsphaera syringae、Peronospora spp.、Plasmopara spp.、Phytophthora、Pythium、Rhizoctonia、Diplocarpon、Venturia、Mycosphaerella、Phomopsis、Taphrina、Elsinoe、Sclerotinia、Verticillum、Gnomonia、Fusicladium、Nectria、Phyllosticta、Diplocarpon、Albugo、Guignardia、Botrytis、Exobasidium、Entomosporium、Exobasidium、Pestalotia、Phoma、Cristulariella、Phakopsora、Thelaviopsis、Puccinia、Peronospora、Bremia、Pantoea、Clavibacter。
除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質への抵抗性は、ある生物が、その野生型生物に対して通常は致死的であるか、またはその野生型生物の増殖を実質的に低減する除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質のある用量への曝露後に生存しかつ生殖する能力である。抵抗性は、選択に起因して誘発もしくは同定されてもよいし、遺伝的操作を通じて誘発されてもよい。選択を通じて改変された生物防除因子の集団を同定および生産するために、上記生物防除因子は、選択圧としての除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質の存在下で増殖させられる。感受性の因子は死滅する一方で、抵抗性の因子は競合なしに生存して生殖する。上記生物防除因子は、除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質の存在下で増殖させられるので、抵抗性の生物防除因子は、成功裡に生殖し、集団の中で優勢になり、生物防除因子の改変された集団になる。抵抗性株を選択するための方法は公知であり、米国特許第4,306,027号および同第4,094,097号(本明細書に参考として援用される)を含む。従って、本発明は、抵抗性の生物防除株の生物学的に純粋な培養物を含む。本発明の抵抗性株は、これらが特定の除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質に対して顕著により寛容性であることを除いて、その元の感受性株と同じ同定特徴を有する。従って、それらの同定は、公知の感受性株の特徴との比較によって容易に可能である。
除草剤としては、グリホサート、ACCaseインヒビター(アリールオキシフェノキシ(Arloxyphenoxy)プロピオネート(FOPS));ALSインヒビター(スルホニルウレア(SU))、イミダゾリノン(Imidazonlinone)(IMI)、ピリミジン(PM));微小管タンパク質インヒビター(ジニトロアニリン(DNA));合成オーキシン(フェノキシ(P))、安息香酸(BA)、カルボン酸(CA));光合成系IIインヒビター(トリアジン(TZ))、トリアジノン(TN)、ニトリル(NT)、ベンゾチアジアジノン(BZ)、ウレア(US));EPSPシンターゼインヒビター(グリシン(GC));グルタミン合成インヒビター(ホスフィン酸(PA));DOXPシンターゼインヒビター(イソオキサゾリジノン(IA));HPPDインヒビター(ピラゾール(PA))、トリケトン(TE));PPOインヒビター(ジフェニルエーテル(DE)、N−フェニルフタルイミド(NP)(アリールトリアジノン(Ary triazinone)(AT));VLFAインヒビター(クロロアセトアミド(CA))、オキシアセトアミド(OA));光合成系Iインヒビター(ビピリジリウム(Bipyridyliums)(BP));などが挙げられる。
農薬としては、イミダクロプリドクロチアニジン、アリールピラゾール化合物(WO2007103076);有機リン、フェニルピラゾール、ピレスロイド(pyrethoids)カラモイルオキシム(caramoyloximes)、ピラゾール、アミジン、ハロゲン化炭化水素、カルバメートおよびその誘導体、テルブホス、クロルピリホス(chloropyrifos)、フィプロニル、クロルエトキシホス、テフルトリン(telfuthrin)、カルボフラン、イミダクロプリド、テブピリムホス(5,849,320)が挙げられる。
殺真菌剤としては、以下が挙げられる:脂肪族窒素殺真菌剤(ブチルアミン、シモキサニル、ドジシン、ドジン、グアザチン、イミノクタジン);アミド殺真菌剤(ベンゾビンジフルピル、カルプロパミド、クロラニホルメタン、シフルフェナミド、ジクロシメット、ジクロシメット、ジモキシストロビン、フェナミンストロビン、フェノキサニル、フルメトベル、フラメトピル、イソフェタミド、イソピラザム、マンデストロビン、マンジプロパミド、メトミノストロビン、オリサストロビン、ペンチオピラド、プロクロラズ、キナザミド、シルチオファム、トリホリン);アシルアミノ酸殺真菌剤(ベナラキシル、ベナラキシルM、フララキシル、メタラキシル、メタラキシルM、ペフラゾエート、バリフェナレート);アニリド殺真菌剤(ベナラキシル、ベナラキシルM、ビキサフェン、ボスカリド、カルボキシン、フェンヘキサミド、フルキサピロキサド、イソチアニル、メタラキシル、メタラキシルM、メトスルホバックス、オフレース、オキサジキシル、オキシカルボキシン、ペンフルフェン、ピラカルボリド、セダキサン、チフルザミド、チアジニル、バンガード(vanguard));ベンズアニリド殺真菌剤(ベノダニル、フルトラニル、メベニル、メプロニル、サリチルアニリド、テクロフタラム);フルアニリド(furanilide)殺真菌剤(フェンフラム、フララキシル、フルカルバニル、メトフロキサム);スルホンアニリド殺真菌剤(フルスルファミド);ベンズアミド殺真菌剤(ベンゾヒドロキサム酸、フルオピコリド、フルオピラム、チオキシミド、トリクラミド、ザリラミド、ゾキサミド);フラミド殺真菌剤(シクラフラミド、フルメシクロックス);フェニルスルファミド殺真菌剤(ジクロフルアニド、トリルフルアニド);スルホンアミド殺真菌剤(アミスルブロム、シアゾファミド);バリンアミド殺真菌剤(ベンチアバリカルブ、イプロバリカルブ);抗生物質殺真菌剤(オーレオファンギン(aureofungin)、ブラストサイジンS、シクロヘキシミド、グリセオフルビン、カスガマイシン、モロキシジン、ナタマイシン、ポリオキシン、ポリオキソリム(polyoxorim)、ストレプトマイシン、バリダマイシン);ストロビルリン殺真菌剤(フルオキサストロビン、マンデストロビン);メトキシアクリレートストロビルリン殺真菌剤(アゾキシストロビン、ビフジュンチ(bifujunzhi)、クモキシストロビン、エノキサストロビン、フルフェノキシストロビン、ジアシアンジュンチ(jiaxiangjunzhi)、ピコキシストロビン、ピラオキシストロビン);メトキシカルバニレート(methoxycarbanilate)ストロビルリン殺真菌剤(ピラクロストロビン、ピラメトストロビン、トリクロピリカルブ);メトキシイミノアセトアミドストロビルリン殺真菌剤(ジモキシストロビン、フェナミンストロビン、メトミノストロビン、オリサストロビン);メトキシイミノアセテートストロビルリン殺真菌剤(クレソキシムメチル、トリフロキシストロビン);芳香族殺真菌剤(ビフェニル、クロロジニトロナフタレン、クロロネブ、クロロタロニル、クレゾール、ジクロラン、フェンジュントン(fenjuntong)、ヘキサクロロベンゼン、ペンタクロロフェノール、キントゼン、ナトリウムペンタクロロフェノキシド、テクナゼン、トリクロロトリニトロベンゼン);ヒ素を含む殺真菌剤(アソメート、ウルバシド(urbacide));アリールフェニルケトン殺真菌剤(メトラフェノン、ピリオフェノン);ベンゾイミダゾール殺真菌剤(アルベンダゾール、ベノミル、カルベンダジム、クロルフェナゾール、シペンダゾール、デバカルブ、フベリダゾール、メカルビンジド、ラベンザゾール、チアベンダゾール);ベンゾイミダゾール前駆体殺真菌剤(フロファネート、チオファネート、チオファネートメチル);ベンゾチアゾール殺真菌剤(ベンタルロン、ベンチアバリカルブ、ベンチアゾール(benthiazole)、クロベンチアゾン、プロベナゾール);植物性殺真菌剤(アリシン、ベルベリン、カルバクロール、カルボン、オストール、サンギナリン、サントニン);架橋ジフェニル殺真菌剤(ビチオノール、ジクロロフェン、ジフェニルアミン、ヘキサクロロフェン、パリノール);カルバメート殺真菌剤(ベンチアバリカルブ、フロファネート、ヨードカルブ(iodocarb)、イプロバリカルブ、ピカルブトラゾクス、プロパモカルブ、ピリベンカルブ、チオファネート、チオファネートメチル、トルプロカルブ);ベンゾイミダゾリルカルバメート殺真菌剤(アルベンダゾール、ベノミル、カルベンダジム、シペンダゾール、デバカルブ、メカルビンジド);カルバニレート殺真菌剤(ジエトフェンカルブ、ピラクロストロビン、ピラメトストロビン、トリクロピリカルブ);コナゾール殺真菌剤、コナゾール殺真菌剤(イミダゾール)(クリンバゾール、クロトリマゾール、イマザリル、オキスポコナゾール、プロクロラズ、トリフルミゾール);コナゾール殺真菌剤(トリアゾール)(アザコナゾール、ブロムコナゾール、シプロコナゾール、ジクロブトラゾール、ジフェノコナゾール、ジニコナゾール、ジニコナゾールM、エポキシコナゾール、エタコナゾール、フェンブコナゾール、フルキンコナゾール、フルシラゾール、フルトリアホール、フルコナゾール、フルコナゾール・シス、ヘキサコナゾール、イミベンコナゾール、イプコナゾール、メトコナゾール、ミクロブタニル、ペンコナゾール、プロピコナゾール、プロチオコナゾール、キンコナゾール、シメコナゾール、テブコナゾール、テトラコナゾール、トリアジメホン、トリアジメノール、トリチコナゾール、ウニコナゾール、ウニコナゾールP);銅殺真菌剤(アシペタックス−銅、ボルドー液(Bordeaux mixture)、バーガンディー液(Burgundy mixture)、チェスハント液(Cheshunt mixture)、酢酸銅、炭酸銅、塩基性、水酸化銅、ナフテン酸銅、オレイン酸銅、オキシ塩化銅(copper oxychloride)、ケイ酸銅、硫酸銅、硫酸銅、塩基性、クロム酸銅亜鉛(copper zinc chromate)、クフラネブ、クプロバム、酸化銅(I)、マンカッパー、オキシン銅、サイセントン(saisentong)、チオジアゾール銅(thiodiazole−copper));シアノアクリレート殺真菌剤(ベンザマクリル、フェナマクリル(phenamacril));ジカルボキシイミド殺真菌剤(ファモキサドン、フルオロイミド);ジクロロフェニルジカルボキシイミド殺真菌剤(クロゾリネート、ジクロゾリン、イプロジオン、イソバレジオン、ミクロゾリン、プロシミドン、ビンクロゾリン);フタルイミド殺真菌剤(カプタホール、キャプタン、ジタリムホス、ホルペット、チオクロルフェンヒム);ジニトロフェノール殺真菌剤(ビナパクリル、ジノブトン、ジノカップ、ジノカップ−4、ジノカップ−6、メプチルジノカップ、ジノクトン、ジノペントン、ジノスルホン、ジノテルボン、DNOC);ジチオカルバメート殺真菌剤(アモバム、アソメート、アジチラム、カルバモルフ、クフラネブ、クプロバム、ジスルフィラム、フェルバム、メタム、ナバム、テコラム、チウラム、ウルバシド(urbacide)、ジラム);環式ジチオカルバメート殺真菌剤(ダゾメット、エテム、ミルネブ);ポリマージチオカルバメート殺真菌剤(マンカッパー、マンコゼブ、マネブ、メチラム、ポリカルバメート、プロピネブ、ジネブ);ジチオラン殺真菌剤(イソプロチオラン、サイジュンマオ(saijunmao));燻蒸用殺真菌剤(二硫化炭素、シアン、ジチオエーテル、臭化メチル、ヨウ化メチル、テトラチオ炭酸ナトリウム);ヒドラジド殺真菌剤(ベンキノックス、サイジュンマオ(saijunmao));イミダゾール殺真菌剤(シアゾファミド、フェナミドン、フェナパニル、グリオジン、イプロジオン、イソバレジオン、ペフラゾエート、トリアゾキシド);コナゾール殺真菌剤(イミダゾール)(クリンバゾール、クロトリマゾール、イマザリル、オキスポコナゾール、プロクロラズ、トリフルミゾール);無機性殺真菌剤(アジ化カリウム、チオシアン酸カリウム、アジ化ナトリウム、硫黄、銅殺真菌剤もまた参照のこと、無機水銀殺真菌剤もまた参照のこと);水銀殺真菌剤;無機水銀殺真菌剤(塩化水銀(II)、酸化水銀(II)、塩化水銀(I));有機水銀殺真菌剤(臭化(3−エトキシプロピル)水銀(II)、酢酸エチル水銀(II)、臭化エチル水銀(II)、塩化エチル水銀(II)、エチル水銀2,3−ジヒドロキシプロピルメルカプチド(ethylmercury 2,3−dihydroxypropyl mercaptide)、エチル水銀ホスフェート、N−(エチル水銀)−p−トルエンスルホンアニリド、ヒドラルガフェン、塩化2−メトキシエチル水銀、安息香酸メチル水銀、メチル水銀ジシアンジアミド、メチル水銀ペンタクロロフェノキシド、8−フェニル水銀オキシキノリン(8−phenylmercurioxyquinoline)、フェニル水銀ウレア(phenylmercuriurea)、酢酸フェニル水銀、塩化フェニル水銀、ピロカテコールのフェニル水銀誘導体、硝酸フェニル水銀、サリチル酸フェニル水銀、チメロサール(thiomersal)、トリル水銀アセテート);モルホリン殺真菌剤(アルジモルフ、ベンザモルフ、カルバモルフ、ジメトモルフ、ドデモルフ、フェンプロピモルフ、フルモルフ、トリデモルフ);有機リン殺真菌剤(アンプロピルホス、ジタリムホス、EBP、エジフェンホス、ホセチル、ヘキシルチオホス、イネジン、イプロベンホス、イゾパムホス(izopamfos)、ケジュンリン(kejunlin)、ホスダイフェン、ピラゾホス、トルクロホスメチル、トリアミホス);有機スズ殺真菌剤(デカフェンチン、フェンチン、酸化トリブチルスズ);オキサチイン(oxathiin)殺真菌剤(カルボキシン、オキシカルボキシン);オキサゾール殺真菌剤(クロゾリネート、ジクロゾリン、ドラゾキソロン、ファモキサドン、ヒメキサゾール、メタゾキソロン、ミクロゾリン、オキサジキシル、オキサチアピプロリン、ピリソキサゾール、ビンクロゾリン);ポリスルフィド殺真菌剤(多硫化バリウム(barium polysulfide)、多硫化カルシウム(calcium polysulfide)、多硫化カリウム(potassium polysulfide)、多硫化ナトリウム(sodium polysulfide));ピラゾール殺真菌剤(ベンゾビンジフルピル、ビキサフェン、フェンピラザミン、フルキサピロキサド、フラメトピル、イソピラザム、オキサチアピプロリン、ペンフルフェン、ペンチオピラド、ピラクロストロビン、ピラメトストロビン、ピラオキシストロビン、ラベンザゾール、セダキサン);ピリジン殺真菌剤(ボスカリド、ブチオベート、ジピリチオン、フルアジナム、フルオピコリド、フルオピラム、パリノール、ピカルブトラゾクス、ピリベンカルブ、ピリジニトリル、ピリフェノックス、ピリソキサゾール、ピロキシクロル、ピロキシフル、トリクロピリカルブ);ピリミジン殺真菌剤(ブピリメート、ジフルメトリム、ジメチリモール、エチリモール、フェナリモール、フェリムゾン、ヌアリモール、トリアリモール);アニリノピリミジン殺真菌剤(シプロジニル、メパニピリム、ピリメタニル);ピロール殺真菌剤(ジメタクロン(dimetachlone)、フェンピクロニル、フルジオキソニル、フルオロイミド);四級アンモニウム殺真菌剤(ベルベリン、サンギナリン);キノリン殺真菌剤(エトキシキン、ハラクリネート、8−ヒドロキシキノリンスルフェート、キナセトール、キノキシフェン、テブフロキン);キノン殺真菌剤(クロラニル、ジクロン、ジチアノン);キノキサリン殺真菌剤(キノメチオネート、クロルキノックス、チオキノックス);チアジアゾール殺真菌剤(エトリジアゾール、サイセントン(saisentong)、チアジアゾール銅(thiodiazole−c
opper)、亜鉛チアゾール(zinc thiazole));チアゾール殺真菌剤(エタボキサム、イソチアニル、メトスルホバックス、オクチリノン、オキサチアピプロリン、チアベンダゾール、チフルザミド);チアゾリジン殺真菌剤(フルチアニル、チアジフルオール);チオカルバメート殺真菌剤(メタスルホカルブ、プロチオカルブ);チオフェン殺真菌剤(エタボキサム、イソフェタミド、シルチオファム);トリアジン殺真菌剤(アニラジン);トリアゾール殺真菌剤(アミスルブロム、ビテルタノール、フルオトリマゾール、トリアズブチル);コナゾール殺真菌剤(トリアゾール)(アザコナゾール、ブロムコナゾール、シプロコナゾール、ジクロブトラゾール、ジフェノコナゾール、ジニコナゾール、ジニコナゾールM、エポキシコナゾール、エタコナゾール、フェンブコナゾール、フルキンコナゾール、フルシラゾール、フルトリアホール、フルコナゾール、フルコナゾール・シス、ヘキサコナゾール、フアンジュンズオ(huanjunzuo)、イミベンコナゾール、イプコナゾール、メトコナゾール、ミクロブタニル、ペンコナゾール、プロピコナゾール、プロチオコナゾール、キンコナゾール、シメコナゾール、テブコナゾール、テトラコナゾール、トリアジメホン、トリアジメノール、トリチコナゾール、ウニコナゾール、ウニコナゾールP);トリアゾロピリミジン殺真菌剤(アメトクトラジン);ウレア殺真菌剤(ベンタルロン、ペンシクロン、キナザミド);亜鉛殺真菌剤(アシペタックス亜鉛、クロム酸銅亜鉛、クフラネブ、マンコゼブ、メチラム、ポリカルバメート、ポリオキソリム−亜鉛、プロピネブ、ナフテン酸亜鉛、亜鉛チアゾール(zinc thiazole)、亜鉛トリクロロフェノキシド(zinc trichlorophenoxide)、ジネブ、ジラム);未分類殺真菌剤(アシベンゾラル、アシペタックス、アリルアルコール、塩化ベンザルコニウム、ベトキサジン、ブロモタロニル(bromothalonil)、キトサン、クロロピクリン、DBCP、デヒドロ酢酸、ジクロメジン、ジエチルピロカーボネート、エチリシン(ethylicin)、フェナミノスルフ、フェニトロパン、フェンプロピジン、ホルムアルデヒド、フルフラール、ヘキサクロロブタジエン、メチルイソチオシアネート、ニトロスチレン、ニトロタル−イソプロピル、OCH、ペンタクロロフェニルラウレート、2−フェニルフェノール、フタリド、ピペラリン、プロパミジン、プロキナジド、ピロキロン、ナトリウムオルトフェニルフェノキシド、スピロキサミン、スルトロペン、チシオフェン、トリシクラゾール)またはメフェノキサム。
示されるように、除草剤、殺真菌剤、農薬、もしくは他の農作物保護化学物質に対する抵抗性を有する組換え生物防除因子は、遺伝子操作技術を通じて作製され得、このように操作されたかもしくは組換えの生物防除因子は、生物防除因子の改変された集団を生産するために増殖させられ得る。組換え生物防除因子は、ポリヌクレオチドを、形質転換によって生物防除宿主細胞の中に導入することによって、生産される。微生物を形質転換するための方法は公知であり、当該分野で利用可能である。一般には、Hanahan, D. (1983) Studies on transformation of Escherichia coli with plasmids J. Mol. Biol. 166, 557−77; Seidman, C.E. (1994) In: Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel, F.M. et al. eds., John Wiley and Sons, NY; Choi et al. (2006) J. Microbiol. Methods 64:391−397; Wang et al. 2010. J. Chem. Technol. Biotechnol. 85:775−778を参照のこと。形質転換は、実験室において、コンピテント細胞によるそれらの環境からの裸のDNAの天然の取り込みによって起こり得る。あるいは、細胞は、冷たい条件下での二価カチオンへの曝露によって、エレクトロポレーションによって、ポリエチレングリコールへの曝露によって、線維性ナノ粒子での処理、または当該分野で周知の他の方法によって、コンピテントにされ得る。
組換え生物防除因子を形質転換するにあたって使用するための除草剤抵抗性遺伝子としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:フモニシン解毒遺伝子(米国特許第5,792,931号);除草剤抵抗性(特に、スルホニルウレアタイプの除草剤)をもたらすアセトラクテートシンターゼ(ALS)変異体(例えば、S4および/もしくはHra変異);グルタミンシンターゼのインヒビター(例えば、ホスフィノスリシンもしくはバスタ(例えば、bar遺伝子));ならびにグリホサート抵抗性(EPSPS遺伝子));ならびにHPPD抵抗性(WO96/38576、米国特許第6,758,044号;同第7,250,561号;同第7,935,869号;および同第8,124,846号)、または当該分野で公知の他のこのような遺伝子。それらの開示は、本明細書で参考として援用される。bar遺伝子は、除草剤バスタに対する抵抗性をコードし、nptII遺伝子は、抗生物質カナマイシンおよびジェネティシンに対する抵抗性をコードし、ALS遺伝子変異体は、スルホニルウレア除草剤(クロルスルフロン、メトスルフロン、スルホメツロン、ニコスルフロン、リムスルフロン、フラザスルフロン、スルホスルフロン、およびトリアスルフロンが挙げられる)ならびにイミダゾリノン(imadizolinone)除草剤(イマゼタピル、イマザキン、イマザピル、およびイマザメタベンズが挙げられる)に対する抵抗性をコードする。
本発明の生物学的防除因子の改変された集団は、水和剤、粉末(dust)、顆粒、水性もしくは油ベースの液体製品などとして製剤化され得る。このような製剤は、キャリアおよび他の因子に加えて、改変された生物学的防除因子を含む。上記製剤は、生物防除、種子コーティングなどのための圃場接種物として使用され得る。すなわち、上記改変された生物防除集団は、当該分野で公知の任意の様式で、改変された因子の有効量で種子をコーティングすること、土壌への直接的な改変された生物防除集団の畝間適用において、葉面適用において、鉢上げ用混合物への混合、および収穫後の病気防除においてを含めて、使用され得る。このような方法は、当該分野で公知であり、例えば、米国特許第5,348,742号において、および欧州出願公開EP0472494 A2において(これらはともに、本明細書に参考として援用される)記載されている。生物防除としては、定住性の生物集団の管理および病気を低減するための特定の生物の導入が挙げられる。
本明細書で提供される生物防除因子は、その活性もしくは上記生物防除因子が添加された化合物の活性を増強するために、殺真菌剤、殺虫剤、もしくは除草剤と混合され得る。いくつかの場合には、生物防除因子および化学物質の組み合わせは、相乗作用的活性を示し得、ここで、上記2種の混合物はそれらの単純な相加効果から予測されるものを超える。
本発明の改変された生物学的防除因子は、病気を顕著に低減し、植物生長および収量を増進し、そして旧来の農薬に頼ることを低減するために使用され得る。本発明の改変された因子は、有効な統合された有害生物管理プログラムのために他の農薬とともに使用され得る。一実施形態において、上記改変された生物防除集団は、WO94/10845(本明細書に参考として援用される)に記載される様式において、公知の農薬とともに製剤中に混合され得る。
改変された生物防除集団は、有効量で適用される。改変された生物防除集団の有効量は、病原体を防除もしくは阻害するために十分な量である。他の実施形態において、改変された生物防除因子の有効量は、ある圃場適用割合の殺生物剤の存在下で、植物の健康状態、生長もしくは収量を増進するもしくは増大させるために十分な量である。改変された生物防除因子および/もしくは殺生物剤の適用割合は、標的となっている病原体、保護されるべき農作物、改変された生物防除集団の効力、病気の重篤度、気候条件などに従って変動し得る。圃場接種に関しては一般に、改変された生物防除因子適用の割合は、1012〜1016コロニー形成単位(CFU)/ヘクタールである。(これは、a.i.が1000億CFU/gである場合に、約10g〜10kgの活性成分/ヘクタールに相当する。)。他の実施形態において、圃場接種に関して、改変された生物防除因子適用の割合は、3×1015〜1×1017コロニー形成単位(CFU)/ヘクタールである。(これは、a.i.が1000億CFU/gである場合に、約30kg〜1000kgの活性成分/ヘクタールに相当する。)。他の実施形態において、圃場接種に関して、改変された生物防除因子適用の割合は、3×1015〜1×1017コロニー形成単位(CFU)/ヘクタール;約1×1012〜約1×1013コロニー形成単位(CFU)/ヘクタール、約1×1013〜約1×1014コロニー形成単位(CFU)/ヘクタール、約1×1014〜約1×1015コロニー形成単位(CFU)/ヘクタール、約1×1015〜約1×1016コロニー形成単位(CFU)/ヘクタールもしくは約1×1016〜約1×1017コロニー形成単位(CFU)/ヘクタールである。他の実施形態において、圃場接種に関して、改変された生物防除因子適用の割合は、少なくとも約1×1013、約1×1014、1×1015、約1×1016もしくは約1×1017のコロニー形成単位(CFU)/ヘクタールである。さらに他の実施形態において、改変された生物防除因子適用の割合は、a.i.が1000億CFU/gである場合、10g〜50kg、50kg〜100kg、100kg〜200kg、200kg〜300kg、300kg〜400kg、400kg〜500kg、500kg〜600kg、600kg〜700kg、700kg〜800kg、800kg〜900kg、900kg〜1000kgの活性成分/ヘクタールである。さらに他の実施形態において、改変された生物防除因子適用の割合は、a.i.が1000億CFU/gである場合、少なくとも10g、50kg、100kg、200kg、300kg、400kg、500kg、600kg、700kg、800kg、900kg、1000kgの活性成分/ヘクタールである。具体的実施形態において、適用される改変された生物防除因子は、NRRL No.B−50897として受託された株および/もしくはNRRL No.B−50999として受託された株AIP050999を含む。
任意の適切な農業適用割合の殺生物剤が、農作物に適用され得、例えば、所定の生物(すなわち、目的の有害生物(例えば、真菌、昆虫、雑草、病気など)を防除する殺生物剤の有効量が適用され得る。改変された生物防除因子の有効量についてアッセイするための方法は、例えば、同じ濃度の改変されていない生物防除因子が殺生物剤の有効量と組み合わせて適用される場合に起こる植物の健康状態、収量および/もしくは生長と比較したときに、生物防除因子の有効量および圃場適用割合の殺生物剤の適用の際に起こる植物の健康状態、収量および/もしくは生長における任意の統計的に有意な増大を含む。
従って、本発明のさらなる実施形態は、本発明の改変された生物学的防除因子の集団を、植物病原体が増殖し得る環境へと適用することによって、植物病原体の増殖を防除もしくは阻害するための方法を提供する。上記適用は、植物に対するもの、植物の一部に対するものへ、保護されるべき植物の種子に対するもの、または保護されるべき植物が生長しつつあるかもしくは将来的に生長する土壌に対するものであり得る。植物もしくは植物の部分への適用は、収穫前もしくは収穫後であり得る。種子への適用は、種子を種蒔きする前である。
他の実施形態において、農作物、栽培地、種子および/もしくは雑草は、改変された防除因子の有効量および殺生物剤の有効量の組み合わせで処理され得る。農作物、栽培地もしくは圃場に対して改変された生物防除因子および殺生物剤「の組み合わせで処理される」、または「の組み合わせを適用する」とは、特定の圃場、植物農作物、種子および/もしくは雑草のうちの1またはより多くが、望ましい効果が達成されるように改変された生物防除因子のうちの1またはより多く、および1またはより多くの殺生物剤で処理されることを意図する。さらに、改変された生物防除因子および殺生物剤のうちの一方もしくは両方の適用は、農作物を植える前に(例えば、土壌、記種子、もしくは植物に対して)起こり得る。さらに、改変された生物防除因子および殺生物剤の適用は同時であってもよいし、上記適用は、望ましい効果が達成される限りにおいて、異なる時間(逐次的)であってもよい。
1つの非限定的実施形態において、改変された生物防除因子は、グリホサートに対して抵抗性であり、有効量で適用される場合に、植物の健康状態、収量もしくは生長をさらに増大させ、かつ殺生物剤は、グリホサートもしくはその活性誘導体を含む。このような方法において、種子、植物もしくは栽培地は、グリホサートに抵抗性である改変された生物防除因子の有効量およびグリホサートの有効量の組み合わせで処理され、ここでグリホサートの有効量は、雑草を選択的に防除する一方で、農作物が顕著に損傷を受けないようなものである。このような実施形態において、改変された生物防除因子の有効量は、同じ濃度の改変されていない生物防除因子がグリホサートもしくはその活性誘導体の有効量と組み合わせて適用される場合に起こる植物の健康状態、収量および/もしくは生長と比較したときに、上記植物の健康状態、収量および/もしくは生長において統計的に有意な増大を生じるために十分である。さらなる実施形態において、生物防除因子は、AIP1620の有効量を含む。
もう一つの非限定的実施形態において、改変された生物防除因子は、グルホシネートに対して抵抗性であり、有効量で適用される場合に植物の健康状態、収量もしくは生長をさらに増大させ、そして殺生物剤は、グルホシネートもしくはその活性誘導体を含む。このような方法において、種子、植物もしくは栽培地は、グルホシネートに対して抵抗性である改変された生物防除因子の有効量およびグルホシネートの有効量の組み合わせで処理され、ここでグルホシネートの有効量は、雑草を選択的に防除する一方で、農作物が顕著に損害を受けないようなものである。このような実施形態において、改変された生物防除因子の有効量は、同じ濃度の改変されていない生物防除因子が上記グルホシネートもしくはその活性誘導体の有効量と組み合わせて適用される場合に起こる植物の健康状態、収量および/もしくは生長と比較したときに、上記植物の健康状態、収量および/もしくは生長において統計的に有意な増大を生じるために十分である。さらなる実施形態において、生物防除因子は、AIP050999の有効量を含む。
本明細書で使用される場合、用語である植物は、植物細胞、植物プロトプラスト、その植物が再生され得る植物細胞組織培養物、植物カルス、植物凝集塊(plant clumps)、および植物もしくは植物の一部において無傷である植物細胞(例えば、胚、花粉、胚珠、種子、葉、花、枝、果実、仁、穂、穂軸、殻、茎、根、根端、葯など)を含む。穎果(grain)は、種を生長させるもしくは生殖させる以外の目的で、商業栽培者によって生産される成熟種子を意味することが意図される。再生された植物の子孫、改変体、および変異体はまた、本発明の範囲内に含まれるが、ただしこれらの部分、導入されたポリヌクレオチドを含む。
改変された生物防除因子は、任意の植物種(単子葉植物および双子葉植物が挙げられるが、これらに限定されない)とともに使用され得る。目的の植物種の例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:トウモロコシ(Zea mays)、Brassica sp.(例えば、B.napus、B.rapa、B.juncea)、特に、種子油の供給源として有用なそれらBrassica種、アルファルファ(Medicago sativa)、コメ(Oryza sativa)、ライ(Secale cereale)、ソルガム(Sorghum bicolor、Sorghum vulgare)、雑穀(例えば、トウジンビエ(Pennisetum glaucum)、キビ(Panicum miliaceum)、アワ(Setaria italica)、シコクビエ(Eleusine coracana))、ヒマワリ(Helianthus annuus)、ベニバナ(Carthamus tinctorius)、コムギ(Triticum aestivum)、ダイズ(Glycine max)、タバコ(Nicotiana tabacum)、ジャガイモ(Solanum tuberosum)、ラッカセイ(Arachis hypogaea)、ワタ(Gossypium barbadense、Gossypium hirsutum)、サツマイモ(Ipomoea batatus)、キャッサバ(Manihot esculenta)、コーヒー(Coffea spp.)、ココヤシ(Cocos nucifera)、パイナップル(Ananas comosus)、柑橘類の木(Citrus spp.)、カカオ(Theobroma cacao)、チャ(Camellia sinensis)、バナナ(Musa spp.)、アボカド(Persea americana)、イチジク(Ficus casica)、グアバ(Psidium guajava)、マンゴー(Mangifera indica)、オリーブ(Olea europaea)、パパイヤ(Carica papaya)、カシュー(Anacardium occidentale)、マカダミア(Macadamia integrifolia)、アーモンド(Prunus amygdalus)、テンサイ(Beta vulgaris)、サトウキビ(Saccharum spp.)、エンバク、オオムギ、野菜、観賞植物、および球果植物。
野菜としては、トマト(Lycopersicon esculentum)、レタス(例えば、Lactuca sativa)、サヤインゲン(Phaseolus vulgaris)、ライマメ(Phaseolus limensis)、エンドウ(Lathyrus spp.)、およびCucumis属のメンバー、例えば、キュウリ(C.sativus)、カンタロープ(C.cantalupensis)、およびマスクメロン(C.melo)が挙げられる。観賞植物としては、アザレア(Rhododendron spp.)、アジサイ(Macrophylla hydrangea)、ハイビスカス(hibiscus)(Hibiscus rosasanensis)、バラ(Rosa spp.)、チューリップ(Tulipa spp.)、スイセン(Narcissus spp.)、ペチュニア(Petunia hybrida)、カーネーション(Dianthus caryophyllus)、ポインセチア(Euphorbia pulcherrima)、およびキクが挙げられる。
本発明を実施するにあたって使用され得る球果植物としては、以下が挙げられる:例えば、マツ(例えば、テーダマツ(Pinus taeda)、スラッシュパイン(Pinus elliotii)、ポンデローサマツ(Pinus ponderosa)、ロッジポールパイン(Pinus contorta)、およびラジアータパイン(Pinus radiata));ベイマツ(Pseudotsuga menziesii);アメリカツガ(Tsuga canadensis);シトカスプルース(Picea glauca);セコイア(Sequoia sempervirens);モミ(true firs)(例えば、ヨーロッパモミ(Abies amabilis)およびバルサムモミ(Abies balsamea));ならびにシダー(例えば、ベイスギ(Thuja plicata)およびアラスカイエローシダー(Alaska yellow−cedar)(Chamaecyparis nootkatensis)。具体的実施形態において、本発明の植物は、農作物植物(例えば、トウモロコシ、アルファルファ、ヒマワリ、Brassica、ダイズ、ワタ、ベニバナ、ラッカセイ、ソルガム、コムギ、雑穀、タバコなど)である。他の実施形態において、トウモロコシもしくはダイズ植物が使用される。
以下の実施例は、例証のために提供されるのであって、限定のために提供されるのではない。
(実験)
実施例1:AIP0069のグリホサート抵抗性変異体の生産。
導入
生物学的因子は、リスクを軽減しかつ収量を改善するために農業において現在使用されつつある。これら生物学的因子の1つの重要な属性は、上記生物学的因子が、商業的農業実務においてまた適用され得る化学物質と適合性でなければならないことである。グリホサートは、全世界の除草剤市場のうちの約25%を占め、かつ1年あたり約2億ポンドの割合で適用される化学的除草剤である。この除草剤は、植物および多くの細菌において芳香族アミノ酸生合成の中の1工程を触媒する酵素である5−エノールピルビルシキメート−3−ホスフェート(EPSP)シンターゼ(EPSPS)を阻害する。従って、グリホサートは、EPSPSに依存する任意の生物防除因子を含む生物の生存性を低減し、植物微生物群衆を変化させることが報告されている。この報告は、グリホサート寛容性を、いくつかの重量な真菌植物病原体(農業上重要な「苗立ち枯れ」病複合体(complex)の原因因子であるPythiumおよびRhizoctoniaを含む)の生物学的防除において使用されるPseudomonas fluorescens株に成功裡に導入したことを記載する。この生物防除因子の化学的適合性を改善することに加えて、グリホサート抵抗性の導入は、商業生産においてさらなる利点を提供する。
ここで提供されるグリホサートの例に加えて、他の農業用化学物質が、望ましい生物学的防除もしくは植物生長を増進する細菌の増殖を阻害し得る。例としては、除草剤グルホシネート(グルタミンシンターゼインヒビター)、スルホニルウレアおよびイミダゾリノン除草剤(分枝鎖アミノ酸合成インヒビター)ならびに抗生物質ストレプトマイシン、オキシテトラサイクリンおよびカスガマイシンが挙げられる。
材料および方法および結果
生物学的防除株Pseudomonas fluorescens AIP0069を、0mMもしくは5mM グリホサートを含む寒天プレート上に画線培養した。基礎培地は、脱イオン水1Lあたり、11.3g NaHPO 7HO、3g KHPO、1g NHCl、10g グルタミン酸一ナトリウム、31g 糖蜜、493mg MgSO 7HO、50mg ZnSO 7HO、5mg FeSO 7HO、および0.3g チアミンからなった。グリホサートの非存在下では、25℃で一晩インキュベートした後に多くの細菌コロニーが見えた。5mM グリホサートの存在下では、同様のインキュベーション後にコロニーは全く見えなかったが、数日間の延長したインキュベーション後には、少数のコロニーが見えた。これらコロニーを単離し、複数のグリホサート濃度の液体培地中で増殖させた。1つの単離物(GlyphR1と名付けた)は、親のAIP0069株より10倍高くグリホサートに対して抵抗性であった(図1)。この改善された株は、グリホサートが土壌および農作物に存在する農業システムにおいて、AIP0069もしくは類似のグリホサート感受性株より競合的であり、従って生物防除としてより有効であると予測される。また、グリホサートは、他の細菌による汚染を防止するために、この株の生産、製剤化および/もしくは貯蔵の間に選択的因子として使用され得る。
実施例2: グリホサート抵抗性変異体の生物学的防除活性
細菌を、脱イオン水1Lあたり、11.3g NaHPO 7HO、3g KHPO、1g NHCl、10g グルタミン酸一ナトリウム、30g 糖蜜、493mg MgSO 7HO、50mg ZnSO 7HO、および5mg FeSO 7HOからなるブロス培地のうちの50mlへと接種した。培養物を、28℃、250rpmで2日間、振盪インキュベーターにおいて250ml 三角フラスコ(baffled flask)の中で増殖させた。細胞を、3500×gで10分間の遠心分離によって集めた。培養上清を廃棄し、細胞を、元の培養物の体積になるように滅菌脱イオン水に再懸濁した。AIP0323(抗真菌活性を有しないAIP0069の変異体)を、陰性対照として含めた。
Rhizoctonia solani感染したコメ穎果を、以前に記載されるように生産した(K.A. Holmes and D.M. Benson, 1994. Evaluation of Phytophthora parasitica var. nicotianae as a biocontrol for Phytophthora parasitica on Catharanthus roseus. Plant Disease 78:193−199)。感染したコメを、ブレンダー中で砕き、#10シーブ(2mm開口)を通してふるいにかけた。砕いた穎果を、2g/Lの割合で発芽培地と混合した。
ホウセンカの種子を、サイズ402プラグトレイにおいて感染発芽培地へと蒔き、1プラグあたり0.3mlの再懸濁細菌で処理し、標準的温室生産条件下で生長させた。1反復(replicate)あたり20プラグを用いて、各実験処理につき2回反復を行った。健康な実生の数を、2週間後に評価した。以下の表1中のデータは、グリホサート抵抗性改変体AIP0404およびAIP1620が、先祖株AIP0069と比較して完全な抗真菌活性を保持することを示す。
Figure 2018042562
生物防除株は、赤カビ病(Fusarium head blight)、アジアダイズサビ病(Asian Soybean Rust)、Rhizoctonia、Botrytis、Pythium、芝生の病気などを防除するために使用され得る。
実施例3:
グリホサート寛容性EPSPS酵素をコードする遺伝子は、種々の細菌から得られ得る(A. Schulz et al, 1985. Differential sensitivity of bacterial 5−enolpyruvylshikimate−3−phosphate synthases to the herbicide glyphosate. FEMS Microbiology Letters, 28:297−301)。特に、Agrobacterium tumefaciens CP4由来のEPSPS遺伝子(G.F. Barry et al, 1992. Inhibitors of amino acid biosynthesis: Strategies for imparting gluphosate tolerance to crop plants. p. 139−145. In B.K. Singh et al. (e.) Biosynthesis and molecular regulation of amino acids in plants. Am. Soc. Plant Physiologists, Rockville, MD)およびArthrobacter globiformis由来のEPSPS遺伝子(C.L. Peters et al, 2010, GRG23 and GRG51 genes conferring herbicide resistance.米国特許第7,674,958号)は、非常に抵抗性である。
適切な遺伝子を、PCRによって増幅するか、または当該分野で周知の技術を使用して人工的に作製する。そのオープンリーディングフレームを、プラスミドベクターpKK223−3(Pharmacia)へとtacIプロモーターとrrnB転写ターミネーターとの間にクローニングする。tacIプロモーターは、Pseudomonasにおいて遺伝子の強力な恒常的な発現を提供する。株AIP0069由来のゲノムDNA配列をプロモーター−遺伝子−ターミネーターカセットの各側に組み込んで、AIP0069染色体への相同組換えを指向する。
得られるプラスミドを、E. coliからPseudomonas fluorescens AIP0069へと、当該分野で周知の技術であるコンジュゲーションおよび100mM グリホサートを含む規定された培地上での選択によって移動させる。上記プラスミドは、狭い宿主範囲のcolE1複製起点を含み、従って、Pseudomonasでは複製できない。グリホサート抵抗性コロニーは、プロモーター−遺伝子−ターミネーターカセットが相同組換えによってPseudomonas染色体の中に組み込まれる場合に得られる。単一の交差事象(ここではプラスミド全体が染色体に組み込まれる)は、二重交差事象(ここでは所望のプロモーター−遺伝子−ターミネーターカセットのみが組み込まれる)から、PCR、サザンブロッティング、もしくは当該分野で周知の他の技術によって区別される。二重交差事象が、使用のために選択される。
実施例4.
AIP1620スターター培養物を、Luria寒天プレートからのコロニーを使用して接種し、0.1×NBYブロス(脱イオン水1Lあたり、0.8gのDifco Nutrient Broth粉末および0.5gの酵母抽出物粉末)中で増殖させ、28℃、250rpmで増殖させた。生産培養物を、脱イオン水1Lあたり:11.3g NaHPO 7HO、3.0g KHPO、1.0g NHCl、10g グルタミン酸一ナトリウム、3.0g 糖蜜、0.49g MgSO 7HO、50mg ZnSO 7HO、5mg FeSO 7HOおよびpHを約6.2に調節するために十分な塩酸を含むブロス中で増殖させた。50mlの生産ブロスを、250ml 三角培養フラスコ中に入れ、0.5mlのスターター培養物を接種し、28℃、250rpmでインキュベートした。生産培養物は、種々の時点で接種し、次いで、同時に採取して、インキュベーション時間15時間、24時間、33時間、および43時間での培養物を得た。各培養物のうちの40mlを、遠心分離によって採取した。使用済の培養ブロスを廃棄し、細胞を、40mlの最終体積になるようにオートクレーブにかけた脱イオン水中に再懸濁した。
真菌接種物を、Holmes and Benson(K.A. Holmes and D.M. Benson, 1994. Evaluation of Phytophthora parasitica var. nicotianae for biocontrol of Phytophthora parasitica on Catharanthus roseus. Plant Disease, 78:193−199.)によって記載されるコメ穎果法を使用して調製した。感染したコメ穎果を、ブレンダー中で砕き、#10シーブを通してふるいにかけた。この接種物を、Fafardスーパーファイン発芽ミックスに、1.0g/Lの割合で混合した。
上記接種した発芽ミックスを、392温室プラグトレイ(Landmark Plastic Corporation, Akron, OH)の中に入れ、1個のホウセンカ種子を各セルに蒔いた。AIP1620細胞懸濁物を、0.3ml/セルの割合で適用した。上記種子を、標準的温室条件下で発芽させた。1反復あたり20セルを用いて各処理につき3回反復で行った。10〜14日後、各処理における健康な実生の数を計数することによって、上記アッセイをスコア付けした。結果を、以下の表2にまとめる。
Figure 2018042562
実施例5.
10ヶ月の期間にわたって、AIP1620細胞の複数の温室試験を行った。各試験に関して、AIP1620培養物を、培養時間約24時間を使用して、本質的に実施例4に記載されているとおり、増殖させ、採取し、オートクレーブにかけた脱イオン水中に再懸濁した。上記温室発芽試験もまた、実施例4に記載されるとおりに行ったが、R.solani接種物割合を、試験に依存して、発芽ミックス1Lあたり、0.25g〜1.0gの砕いたコメ穎果で変化させた。17試験から編集した結果を、以下の表3に示し、これは苗立ち枯れ病を防除するにあたってのAIP1620の一貫した性能を示している。
Figure 2018042562
実施例6.
50gのAIP1620細胞ペーストを、水分活性0.3未満へと乾燥させた50gのMin−U−Gel 400もしくはMin−U−Gel 200アタパルジャイトクレイ(Active Minerals International, LLC, Sparks, MD)と混合した。各製剤の一部を4℃で貯蔵し、別の一部を22℃で貯蔵した。これら製剤の生存性を、希釈プレート法(dilution plating)によって種々の時点で試験し、その結果を、以下の表4に示す。貯蔵して21日後に、4℃で貯蔵していたサンプルを温室種子発芽アッセイで試験したところ、Rhizoctonia solaniに対する抗真菌活性を保持していたことが見出された。
Figure 2018042562
実施例7.
100gのAIP1620細胞ペーストを、フードプロセッサーを使用して20gの合成ケイ酸カルシウム(MicroCel E, Imerys Filtration Minerals, Lompoc, CA)と混合した。得られた材料は、希釈プレート法によって決定した場合、2.7×1010コロニー形成単位/g(CFU/g)のAIP1620を含んだ。この材料を0.30未満の水分活性になるように40℃で乾燥させた。その時点では、上記材料は、1.4×10 CFU/gのAIP1620を含んでいた。乾燥させた粉末製剤を、真空密封マイラーパウチ(mylar pouch)の中で22℃で貯蔵した。85日後、上記粉末は、1.1×10 CFU/gのAIP1620を含み、温室種子発芽アッセイによって決定した場合、Rhizoctonia solaniに対する抗真菌活性を保持していた。
実施例8.
100gのAIP1620細胞ペーストを、フードプロセッサーを使用して5gのグリセロールおよび20gの合成ケイ酸カルシウムと混合した。得られた材料は、希釈プレート法によって決定した場合、5.7×1011 CFU/gのAIP1620を含んでいた。この材料を、水分活性0.30未満になるように40℃で乾燥させた。その時点では、上記材料は、3.1×10 CFU/gのAIP1620を含んでいた。乾燥させた粉末製剤を、真空密封マイラーパウチの中で22℃で貯蔵した。61日後、上記粉末は、6.2×10 CFU/gのAIP1620を含み、温室種子発芽アッセイによって決定した場合、Rhizoctonia solaniに対する抗真菌活性を保持していた。
実施例9.
100gのAIP1620細胞ペーストを、フードプロセッサーを使用して5gのトレハロースおよび20gの合成ケイ酸カルシウムと混合した。得られた材料は、希釈プレート法によって決定した場合、5.7×1011 CFU/gのAIP1620を含んでいた。この材料を、水分活性0.30未満になるように40℃で乾燥させた。この時点では、上記材料は、4.0×10 CFU/gのAIP1620を含んでいた。乾燥させた粉末製剤を、真空密封マイラーパウチの中で22℃で貯蔵した。54日後、上記粉末は、2.7×10 CFU/gのAIP1620を含んでいた。
実施例10.
4gのキサンタンガムを、4gのダイズ油の中に分散させた。得られた混合物を、100gのAIP1620細胞ペーストと合わせ、約5分間、室温で濃縮した。濃縮混合物を、フードプロセッサーを使用して20gの合成ケイ酸カルシウムの中にブレンドした。得られた材料は、9.4×1011 CFU/gのAIP1620を含んでおり、これを2つの50g部分へと分けた。一方の部分を、水分活性<0.30となるように40℃で乾燥させた。この時点で、上記部分は、7.0×10 CFU/gのAIP1620を含んでいた。
他方の部分を、水分活性<0.10になるようにシリカゲルで室温において乾燥させた。この時点で、上記部分は、1.18×1010 CFU/gのAIP1620を含んでいた。
実施例11.
5種の異なる製剤を、以下の表5に示される賦形剤および割合を使用して、本質的に上記実施例4に記載されるとおりに調製した。これら製剤を、水分活性0.30未満になるように40℃で乾燥させ、4℃で貯蔵した。
真菌接種物を、Holmes and Benson (K.A. Holmes and D.M. Benson, 1994. Evaluation of Phytophthora parasitica var. nicotianae for biocontrol of Phytophthora parasitica on Catharanthus roseus. Plant Disease, 78:193−199.)によって記載されるコメ穎果法を使用して調製した。感染させたコメ穎果を、ブレンダーの中で砕き、#10シーブを通してふるいにかけた。この接種物を、Fafardスーパーファイン発芽ミックスに0.25g/Lの割合で混合した。
上記接種したミックスを分け、製剤化したAIP1620を、5g/Lの割合で添加した。ホウセンカ種子を、接種しかつ処理したミックスの中に蒔いた。上記種子を、標準的温室条件下で発芽させた。10日後に、各処理における健康な実生の数を計数することによって、上記アッセイをスコア付けした。結果を、以下の表6にまとめる。
Figure 2018042562
Figure 2018042562
実施例12.
数種の製剤を、種々の時点で、上記実施例4〜8に記載されるとおりに調製した。異なる製剤の組成を、以下の表7に示す。水分活性0.30またはそれ未満になるまで乾燥させた後、製剤化した材料を、マイラーパウチの中へ入れて真空密封し、22℃で貯蔵した。
真菌接種物を、Holmes and Benson(K.A. Holmes and D.M. Benson, 1994. Evaluation of Phytophthora parasitica var. nicotianae for biocontrol of Phytophthora parasitica on Catharanthus roseus. Plant Disease, 78:193−199.)によって記載される上記コメ穎果法を使用して調製した。感染させたコメ穎果を、ブレンダーの中で砕き、#10シーブを通してふるいにかけた。この接種物を、Fafardスーパーファイン発芽ミックスの中に0.25g/Lの割合で混合した。
上記接種したミックスを分け、製剤化したAIP1620を、5g/Lの割合で添加した。同日に、各製剤の部分サンプルを希釈プレートして、AIP1620のCFU/gを決定した。ホウセンカ種子を、接種しかつ処理したミックスに蒔いた。上記種子を、標準的温室条件下で発芽させた。10〜14日後に、各処理における健康な実生の数を計数することによって、上記アッセイをスコア付けした。結果を、以下の表8にまとめる。
Figure 2018042562
Figure 2018042562
これらの結果は、製剤化AIP1620が、生存性および活性、すなわち、苗立ち枯れ病から実生を保護する能力を保持することを示す。
実施例13
50gのAIP1620細胞ペーストを、水分活性0.2未満へと乾燥させた50gのMin−U−Gel 400もしくはMin−U−Gel 200アタパルジャイトクレイ(Active Minerals International, LLC, Sparks, MD)と混合し、22℃で貯蔵した。これら製剤の生存性を、希釈プレート法によって種々の時点で試験した。その結果を、以下の表9に示す。21日後に、両方の製剤を温室種子発芽アッセイにおいて試験したところ、Rhizoctonia solaniに対する抗真菌活性を保持していたことが見出された。
Figure 2018042562
実施例14.
温室実験を行って、Botrytis cinereaの防除におけるAIP1620の効力を実証した。
AIP1620スターター培養物を、Luria寒天プレートからのコロニーを使用して接種し、0.1×NBYブロス(脱イオン水1Lあたり、0.8gのDifco Nutrient Broth粉末および0.5gの酵母抽出物粉末)中で増殖させ、28℃、250rpmで増殖させた。生産培養物を、脱イオン水1Lあたり:11.3g NaHPO 7HO、3.0g KHPO、1.0g NHCl、10g グルタミン酸一ナトリウム、3.0g 糖蜜、0.49g MgSO 7HO、50mg ZnSO 7HO、5mg FeSO 7HOおよびpHを約6.2へと調節するために十分な塩酸を含むブロス中で増殖させた。50mlの生産ブロスを、250ml 三角培養フラスコ中に入れ、0.5mlのスターター培養物を接種し、28℃、250rpmでインキュベートした。生産培養物は、種々の時点で接種し、次いで、同時に採取して、インキュベーション時間15時間、24時間、33時間および43時間での培養物を得た。各培養物のうちの40mlを、遠心分離によって採取した。使用済培養ブロスを廃棄し、細胞を、オートクレーブにかけた脱イオン水中に40ml最終体積になるように再懸濁した。
Botrytis cinereaを、ポテトデキストロースブロスで、1〜2週間にわたって振盪なしで増殖させた。得られた菌糸の集まり(mycelial mat)を、ブロスから取り出し、オートクレーブにかけた脱イオン水中でホモジナイズして、液体接種物を生産した。
有機栽培したイチゴを、地元のマーケットから購入した。傷のない果実を選択し、上記B. cinerea接種物の中に2〜3秒間浸し、次いで、処理前に60秒間乾燥させた。AIP1620処理を、上記接種した果実を上記細胞懸濁物の中に2〜3秒間浸すことによって適用した。次いで、果実を、密封プラスチック容器の中に湿らせたペーパータオルとともに入れて、高湿度を維持し、室温で72〜84時間貯蔵した。各処理において14反復(ベリー)を行った。各ベリーを、0=損傷なし、1=25%、2=50%損傷、3=75%損傷、および4=100%(すなわち、真菌がベリーを完全に覆っている)という視覚的腐敗重篤度スケールで評価した。結果を、以下の表10にまとめる。
Figure 2018042562
実施例15.
温室実験を行って、卵菌植物病原体Pythium aphanadermatumによって引き起こされる苗立ち枯れ病の防除におけるAIP1620の効力を実証した。
AIP1620スターター培養物を、Luria寒天プレートからのコロニーを使用して接種し、0.1×NBYブロス(脱イオン水1Lあたり、0.8gのDifco Nutrient Broth粉末および0.5gの酵母抽出物粉末)中で増殖させ、28℃、250rpmで増殖させた。生産培養物を、脱イオン水1Lあたり:11.3g NaHPO 7HO、3.0g KHPO、1.0g NHCl、10g グルタミン酸一ナトリウム、3.0g 糖蜜、0.49g MgSO 7HO、50mg ZnSO 7HO、5mg FeSO 7HOおよびpHを約6.2へと調節するために十分な塩酸を含むブロス中で増殖させた。50mlの生産ブロスを、250ml三角培養フラスコ中に入れ、0.5mlのスターター培養物を接種し、28℃、250rpmでインキュベートした。生産培養物は、種々の時点で接種し、次いで、同時に採取して、インキュベーション時間15時間、24時間、33時間、および43時間での培養物を得た。各培養物のうちの40mlを遠心分離によって採取した。使用済培養ブロスを廃棄し、上記細胞を、オートクレーブにかけた脱イオン水中で40ml最終体積になるように再懸濁した。
P. aphanadermatumの接種物を、Holmes and Benson(K.A. Holmes and D.M. Benson, 1994. Evaluation of Phytophthora parasitica var. nicotianae for biocontrol of Phytophthora parasitica on Catharanthus roseus. Plant Disease, 78:193−199.)によって記載されるコメ穎果法を使用して調製した。感染させたコメ穎果を、ブレンダーの中で砕き、#10シーブを通してふるいにかけた。この接種物を、Fafardスーパーファイン発芽ミックスに6.0g/Lの割合(試験1〜4)もしくは7.0g/Lの割合(試験5)で混合した。
接種した発芽ミックスを、392温室プラグトレイ(Landmark Plastic Corporation, Akron, OH)の中に入れ、各セルに1個のホウセンカ種子を蒔いた。AIP1620細胞懸濁物を、0.3ml/セルの割合で適用した。上記種子を、標準的温室条件下で発芽させた。1反復あたり20セルを用いて、各処理につき2もしくは3回の反復を行った。7〜17日後に、各処理における健康な実生の数を計数することによって、上記アッセイをスコア付けした。結果を、以下の表11にまとめる。
Figure 2018042562
実施例16. AIP1620でのアジアダイズサビ病の防除
AIP1620細胞を、以前の実施例に記載されるとおりに生産した。Phakopsora pachyrhiziを、感受性のダイズ植物上で増殖させ、夏胞子(ureidinospore)を、隆起した葉焼け(erupted pustule)を現した感染葉から真空吸引することによって採取した(Twizeyimana, M., and Hartman, G. L. 2010. Culturing Phakopsora pachyrhizi on detached leaves and urediniospore survival at different temperatures and relative humidities. Plant Disease 94:1453−1460)。
Williams 82ダイズ植物を、当該分野で周知の技術を使用して、植物生長チャンバの中で生長させた。植物がV3ステージにあるときに、最初の完全に展開した三小葉の葉に、再懸濁したAIP1620細胞、化学殺真菌剤標準物、もしくは脱イオン水(接種対照)をスプレーした。1日後、上記葉に、P.pachyrhizi夏胞子(1×10/ml)の懸濁物を接種した。接種および株/殺真菌剤の両方を、空気コンプレッサーに取り付けた噴霧器を使用して適用した。上記植物を、95% RHで、それぞれ、21℃および23℃における12時間の明および12時間の暗の一日サイクルを用いて、生長チャンバの中で維持した。2週間後、上記接種した葉上の無作為に選択した1cm直径の円の中にある胞子形成している夏胞子堆の数を計数することによって、病気の重篤度をスコア付けした。各処理について3つの反復(植物)および各反復について3回の夏胞子堆計数を行った。結果を、以下の表12に示し、これは、AIP1620の適用が、Phakopsora pachyrhiziによって引き起こされるアジアダイズサビ病を効率的に防除することを実証している。
Figure 2018042562
実施例17. 市販の殺真菌剤とのAIP1620の適合性
AIP1620の生存性を、この株を3つの市販の殺真菌剤(各々、異なる活性成分を含む(表13))と混合した後に測定した。殺真菌剤濃度は、圃場適用のための典型的なタンク混合における濃度を摸倣するように選択した。
AIP1620を、10mLチューブにおける3mLのLB培地中で、24時間、28C、250rpmで増殖させた。細胞ペレットを、遠心分離によって採取し、3mLのdHO中に懸濁した。細胞懸濁物のうちの900マイクロリットルを、100マイクロリットルの10×殺真菌剤ストックと混合し、28℃で5分間もしくは120分間インキュベートした。
Figure 2018042562
殺真菌剤とのインキュベーション後に、細胞を、上記のように遠心分離によって採取し、脱イオン水中に再懸濁した。アリコートを、脱イオン水中で連続希釈し、LB寒天にプレートし、当該分野で周知の技術を使用して28℃で2日間インキュベートした。細菌コロニーを計数し、元の溶液におけるコロニー形成単位/ml(CFU/ml)の数を計算した。そのデータを、以下の表14に示し、これは、AIP 1620の生存性が、これら製剤化した殺真菌剤との混合によって有害に影響を受けないことを実証している。
Figure 2018042562
実施例18. Phakopsora pachyrhiziによって引き起こされるアジアダイズサビ病に対するAIP1620および殺真菌剤の混合物の保護活性の評価
細菌を、脱イオン水1Lあたり、11.3g NaHPO 7HO、3g KHPO、1g NHCl、10g グルタミン酸一ナトリウム、30g 糖蜜、493mg MgSO 7HO、50mg ZnSO 7HO、および5mg FeSO 7HOからなるブロス培地50mlへと接種する。培養物を、28℃、250rpmにおいて2日間、振盪インキュベーターの中で、250ml三角フラスコ中で増殖させる。細胞を、3500×gで10分間の遠心分離によって集める。培養上清を廃棄し、細胞を、滅菌脱イオン水中に元の培養物の体積になるように再懸濁する。AIP0323(抗真菌活性を有しないAIP0069の変異体)を、陰性対照として含める。
Phakopsora pachyrhiziの夏胞子を、隆起した葉焼けを現す真菌に感染した葉から真空吸引することによって採取する。上記胞子を、10/mLで水の中に再懸濁し、当該分野で公知の技術を使用してエアブラシを使用して、エアロゾルとして、外したダイズの葉に接種する(Twizeyimana, M., and Hartman, G. L. 2010. Culturing Phakopsora pachyrhizi on detached leaves and urediniospore survival at different temperatures and relative humidities. Plant Disease
94:1453−1460)。
水に再懸濁したAIP1620細胞および殺菌性活性成分の混合物を、10、10、10、10もしくは1010のAIP1620細胞/mLを含む種々の割合で調製し、1/10×、1/3×、1/2×、もしくは1×の通常圃場使用割合の殺菌性活性成分と混合した(スプレー体積/ヘクタールもしくはエーカーについての想定に基づいて、圃場割合を公開されたラベルからg/mLに変換することによって計算した)。
接種したダイズ葉に、上記の力価の上記生物防除因子で、および上記の割合の殺真菌剤で、ならびに上記で特定される力価および割合の種々の組み合わせにおける生物防除因子および殺真菌剤の混合物で処理する。さらに、いくつかの接種した外した葉を、未処理のままにするか、または対照としてAIP0323で処理する。少なくとも3枚の葉(もしくは葉の部分)を、生物防除因子、化学物質、もしくは混合物の各処理について使用する。外した葉を、高湿度で、生長チャンバの中、12時間明、21℃/12時間暗、23℃でインキュベートする。10〜14日後、上記葉を観察し、cmあたりの見える夏胞子堆の数に従ってスコア付けする。
Colbyの式を使用して、上記混合物から予測される殺菌効果を決定する。(Colby, S. R., Calculation of the synergistic and antagonistic response of herbicide combinations.Weeds 1967, 15, 20−22(その全体が本明細書に参考として援用される)を参照のこと。)
以下の式を使用して、2種の活性成分、AおよびBを含む混合物の予測活性を計算する:
予測=A+B−(A×B/100)
A=混合物中で使用されるものと同じ濃度での活性成分Aの観察される効力;
B=混合物中で使用されるものと同じ濃度での活性成分Bの観察される効力。
使用される適用割合および得られる病気防除を含め、代表的な相乗作用を観察し、以下のように記録する:
% DC=パーセント病気防除
% DC Obs=%観察される病気防除
% DC Exp=%予測される病気防除
相乗作用係数=% DC Obs/% DC Exp。
実施例19. 除草剤グルホシネートに対する抵抗性を獲得した生物学的防除株Pseudomonas fluorescens AIP000069の集団の選択
AIP000069培養物(0.5×LB中で24時間、28℃で増殖させた)50マイクロリットルを、0mMもしくは100mM グルホシネートを含むM63プラス培地を含むプレートに拡げた。M63プラス培地は、脱イオン水1Lあたり、13.6g KHPO、9.92g C12、2g (NHSO、5.5mg CaCl、0.278mg FeSO 7HO、および10.16mg MgCl 6HOからなった。グルホシネートの非存在下では、多くの細菌コロニー(菌叢)が、プレートを28℃で2日間インキュベートした後に見えた。100mM グルホシネートの存在下では、コロニーは同様のインキュベーション後に全く見えなかったが、数日間の延長したインキュベーションの後には、単一のコロニーが成長した。このコロニーを、100mM グルホシネートを含むM63寒天プレート上で単離まで画線培養した。得られた単離物を、AIP050999と名付けた。AIP050999の増殖を、親株AIP000069、およびこの株のグリホサート抵抗性バージョンAIP001620と比較した。結果を、以下の表15にまとめる。
Figure 2018042562
明細書中で言及される全ての刊行物および特許出願は、本発明が属する当業者の技術レベルを示す。全ての刊行物および特許出願は、各個々の刊行物もしくは特許出願が具体的にかつ個々に参考として援用されることを示されるのと同程度まで、本明細書に参考として援用される。
前述の発明は、理解を明瞭にする目的で例証および例示によっていくらか詳細に記載されてきたが、ある種の変更および改変が、添付の特許請求の範囲内で実施され得ることは明らかである。

Claims (1)

  1. 本願明細書に記載の発明。
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