JP2024517408A - 農業用途のための殺有害生物性ミニ細胞及びその組成物 - Google Patents

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Abstract

本開示は、殺有害生物性ミニ細胞、殺有害生物性ミニ細胞を含む組成物、及び殺有害生物性ミニ細胞を作製する方法を提供する。【選択図】図4C

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2021年4月15日に出願された米国仮特許出願第63/175,488号の優先権を主張し、該特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
ASCIIテキストファイル上の配列表の提出
ASCIIテキストファイル上の以下の提出の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる:配列表のコンピュータ可読形態(CRF)(ファイル名:165852001840SEQLIST.TXT、記録日:2022年4月13日、サイズ:1,410バイト)。
本開示は、殺有害生物性ミニ細胞、殺有害生物性ミニ細胞を含む組成物、及び殺有害生物性ミニ細胞を作製する方法に関する。
細胞を標的とし、生物学的薬剤を送達することができる送達ベクター、そのような送達ベクターを含む組成物、及び前記ベクターを細胞に送達し、それによって動物、植物、及び昆虫の細胞、組織、並びに生物を含む生物学的系を調節する関連方法が必要とされている。特に、送達ベクター及び活性成分(例えば、殺有害生物性活性成分)の両方として機能する送達ベクターの必要性が存在する。
従って、本開示は、殺有害生物性ミニ細胞を含む組成物を提供する。殺有害生物性ミニ細胞は、昆虫、真菌、及び線虫を含む有害生物を抑制することができる殺有害生物性親細菌から生成される。殺有害生物性ミニ細胞は、親細胞の殺有害生物活性を保持し、自然に分解される。さらに、殺有害生物性ミニ細胞は、タンパク質毒素及び核酸を含む様々な生物学的活性成分を生成、増幅、及び送達するために使用することができる。本開示はさらに、殺有害生物性親細菌の細胞分割機能を改変することによって殺有害生物性ミニ細胞を生成する方法を提供する。
本開示の態様は、液体担体相と、担体相中に分散した複数の殺有害生物性ミニ細胞とを含む殺有害生物性組成物を含み、複数の殺有害生物性ミニ細胞は、親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む複数の殺有害生物性親細菌に由来し、複数の殺有害生物性ミニ細胞は、組成物が植物に施用された際に、植物中又は植物上の少なくとも1つの有害生物を防除するのに十分な粒子濃度で存在する。この態様のいくつかの実施形態では、防除は、組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物上の有害生物数の減少、及び組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物への物理的損傷の減少のうちの少なくとも1つを含む。この態様のさらなる実施形態では、有害生物数の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少であり、物理的損傷の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少である。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態において、複数の殺有害生物性ミニ細胞の少なくとも一部はさらに、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、及び外因性の殺有害生物性活性成分のうちの少なくとも1つを含む。この態様のいくつかの実施形態において、複数の殺有害生物性ミニ細胞の一部は、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素及び外因性の殺有害生物性核酸のいずれか又は両方を発現するようにコードされた外因性発現カセットをさらに含む。この態様のいくつかの実施形態において、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素は、Pir毒素又はCry毒素のうちの少なくとも1つを含む。この態様のいくつかの実施形態において、外因性の殺有害生物性核酸は、二本鎖RNA(dsRNA)又はヘアピンRNA(hpRNA)である。この態様のいくつかの実施形態において、外因性の殺有害生物性活性成分は、殺真菌活性を有する成分、殺有害生物活性を有する成分、殺線虫活性を有する成分、選択的除草活性を有する成分、殺菌活性を有する成分、又は広範囲の活性を有する成分の群から選択される。
前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、親細菌の細胞分割機能における改変は、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つにおける改変を含む。この態様のさらなる実施形態では、zリング阻害タンパク質は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、又はminEポリペプチドの群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子は、minEポリペプチド又はDivIVAポリペプチドの群から選択され、隔壁機構構成要素は、ftsZポリペプチド又はftsAポリペプチドの群から選択される。
前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、ストレプトマイセス・アベルミティリス(Streptomyces avermitilis)、サッカロポリスポラ・スピノセ(Saccharopolyspora spinose)、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)、ブレビバチルス・ラテロスポラス(Brevibacillus laterosporus)、クロストリジウム・ビフェルメンタンス(Clostridium bifermentans)、乳化病菌(Bacillus popilliae)、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)、キセノラブダス・ネマトフィラ(Xenorhabdus nematophila)、セラチア・エントモフィラ(Serratia entomophila)、エルシニア・エントモファーガ(Yersinia entomophaga)、シュードモナス・エントモフィラ(Pseudomonas entomophila)、バークホルデリア属(Burkholderia spp.)、クロモバクテリウム・サブツガエ(Chromobacterium subtsugae)、又は大腸菌(Escherichia coli)の群から選択される。この態様のさらなる実施形態では、殺有害生物性親細菌は、枯草菌(Bacillus subtilis)株RTI477、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC6633、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC21332、枯草菌(Bacillus subtilis)株168、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC9943、枯草菌(Bacillus subtilis)株QST713、及び枯草菌(Bacillus subtilis)株NCIB3610、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI02A DSM32019、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI03 DSM32285、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI05 DSM24918、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株RTI301、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB24、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB42、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株BA-1、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株LMG5-29032、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株MBI600、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株CECT8836、又はバチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株M4(S499)の群から選択される。この態様のいくつかの実施態様では、殺有害生物性親細菌はフォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)であり、殺有害生物性ミニ細胞は、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素Pirを含む。この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は枯草菌(Bacillus subtilis)であり、殺有害生物性ミニ細胞は、外因性の殺有害生物性分子を含む。この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、一般に、1つ以上の外因性の殺有害生物性活性成分を発現する遺伝子改変された大腸菌(Escherichia coli)である。
前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、組成物は、葉面処理、注入処理、発芽前処理、及び発芽後処理のうちの少なくとも1つとして植物に施用される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態では、組成物は、使用準備完了(RTU)製剤、懸濁濃縮物、タンクミックス、エアロゾル、種子処理剤、根浸漬剤、土壌処理剤、潅漑製剤、スプリンクラー製剤、及び灌注処理剤(drench treatment)のうちの少なくとも1つとして製剤化される。この態様のいくつかの実施形態では、組成物は、種子処理剤として製剤化される。この態様のさらなる実施形態では、組成物は、約1×10~約1×10粒子/種子の割合で施用され、該割合は種子の大きさに基づいて決定される。この態様のさらなる実施形態では、組成物は、約1×10粒子/種子の割合で施用される。この態様の他の実施形態では、組成物は根浸漬剤として製剤化される。この態様のさらなる実施形態では、組成物は、約1×10~約1×10粒子/植物根系の割合で施用される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができるこの態様のさらなる実施形態は、農薬界面活性剤をさらに含み、農薬界面活性剤は、噴霧性、展延性、及び注入性の特徴のうちの少なくとも1つを改善する。この態様のさらなる実施形態では、液体担体相は、水性又は油性である。
前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態は、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、及び外因性の殺有害生物性活性成分のうちの少なくとも1つをさらに含む。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素は、Pir毒素又はCry毒素を含む。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性核酸は、二本鎖RNA(dsRNA)若しくはその前駆体、ヘアピンRNA(hpRNA)若しくはその前駆体、又はマイクロRNA(miRNA)若しくはその前駆体である。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性活性成分は、殺真菌活性を有する成分、殺有害生物活性を有する成分、殺線虫活性を有する成分、選択的除草活性を有する成分、殺菌活性を有する成分、又は広範囲の活性を有する成分の群から選択される。この態様のさらなる実施形態では、組成物は、種子処理剤として製剤化される。この態様のいくつかの実施形態では、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分は、種子100kg当たり約1g~約10gの量で存在する。この態様のいくつかの実施形態では、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分は、約1×10粒子/種子の量で存在する。この態様のさらなる実施形態では、組成物は、根浸漬剤として製剤化される。この態様のいくつかの実施形態では、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分は、約25mg~約200mg活性成分/Lで存在する。この態様のいくつかの実施形態では、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分は、約1×10~約1×10粒子/植物根系の量で存在する。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、ミニ細胞粒子濃度は約1×10~約8×1014である。この態様のいくつかの実施形態では、ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性は、同じ有害生物を標的とする。この態様の他の実施形態では、ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性は、異なる有害生物を標的とする。担体相中に分散した外因性成分を有する、前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性と、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性は、同じ有害生物を標的とする。担体相中に分散した外因性成分を有する、前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態では、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性と、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性は、異なる有害生物を標的とする。
前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、少なくとも1つの有害生物は、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム(Asian spotted bollworm)、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)及びセルコスポラ属(Cercospora spp.)の群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性ミニ細胞は安定なままであり、少なくとも8ヶ月間、少なくとも9ヶ月間、少なくとも10ヶ月間、少なくとも11ヶ月間、少なくとも12ヶ月間、又は少なくとも13ヶ月間、殺有害生物活性を保持する。
本開示のさらなる態様は、(a)親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む殺有害生物性親細菌を提供する工程;(b)殺有害生物性ミニ細胞の形成を可能にする条件下で殺有害生物性親細菌を増殖させる工程;並びに(c)遠心分離、タンジェンシャルフローろ過(TFF)、又はTFF及び遠心分離を使用して殺有害生物性ミニ細胞を精製する工程を含む、殺有害生物性ミニ細胞を作製する方法を含む。この態様のいくつかの実施態様では、工程(c)は、1リットル当たり約1010の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1011の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1012の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1013の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1014の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1015の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1016の殺有害生物性ミニ細胞、又は1リットル当たり約1017の殺有害生物性ミニ細胞を生成する。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態は、殺有害生物性ミニ細胞を乾燥させて、保存安定性の殺有害生物性ミニ細胞組成物を生成する工程(d)をさらに含む。この態様のいくつかの実施形態では、保存安定性殺有害生物性ミニ細胞組成物は、少なくとも8ヶ月間、少なくとも9ヶ月間、少なくとも10ヶ月間、少なくとも11ヶ月間、少なくとも12ヶ月間、又は少なくとも13ヶ月間、殺有害生物活性を保持する。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、親細菌の細胞分割機能における改変は、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つにおける改変を含む。この態様のさらなる実施形態では、zリング阻害タンパク質は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、又はminEポリペプチドの群から選択され;細胞分裂トポロジー特異性因子は、minEポリペプチド又はDivIVAポリペプチドの群から選択され、隔壁機構構成要素は、ftsZポリペプチド又はftsAポリペプチドの群から選択される。
本開示のさらなる態様は、(i)殺有害生物性親細菌が親細菌の細胞分割機能を改変する遺伝子突然変異を含み、(ii)殺有害生物性親細菌が100mg/kg未満の少なくとも1つの植物有害生物に対するLD50を有する商業的に関連する殺有害生物活性を示す、殺有害生物性ミニ細胞生成親細菌を含む。この態様の他の実施形態では、親細菌の細胞分割機能を改変することは、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つのレベル又は活性を改変することを含む。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、zリング阻害タンパク質はminCポリペプチド、minDポリペプチド、又はminEポリペプチドの群から選択され;細胞分裂トポロジー特異性因子はminEポリペプチド又はDivIVAポリペプチドの群から選択され、隔壁機構成分はftsZポリペプチド又はftsAポリペプチドの群から選択される。
本開示のさらに別の態様は、有害生物を防除する方法を含み、この方法は、前述の実施形態のいずれか1つの殺有害生物性組成物を、植物又は植え付けられる領域に散布することを含む。この態様のいくつかの実施形態では、散布は、注入散布、葉面散布、発芽前散布、又は発芽後散布のうちの少なくとも1つを含む。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、防除は、組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物上の有害生物数の減少、及び組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物への物理的損傷の減少のうちの少なくとも1つを含む。この態様のさらなる実施形態では、有害生物数の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少であり、物理的損傷の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少である。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態では、組成物は、使用準備完了(RTU)製剤、懸濁濃縮物、タンクミックス、エアロゾル、種子処理剤、根浸漬剤、土壌処理剤、潅漑製剤、スプリンクラー製剤、又は灌注処理剤のうちの少なくとも1つとして製剤化される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、有害生物は、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)又はセルコスポラ属(Cercospora spp.)の群から選択される。
本開示のさらに別の態様は、親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む複数の殺有害生物性親細菌に由来する複数の乾燥殺有害生物性ミニ細胞を含む水和性粉末を含み、水和性粉末は、組成物が植物に散布されるときに、植物内又は植物上の少なくとも1つの有害生物を防除するための殺有害生物性組成物を作り出すために、水性担体中に分散しるように構成される。この態様のいくつかの実施形態は、粘土成分、カオリン成分、タルク成分、白亜成分、カルサイト成分、石英成分、軽石成分、珪藻土成分、バーミキュライト成分、ケイ酸塩成分、二酸化ケイ素成分、シリカ粉末成分、アルミニウム成分、硫酸アンモニウム成分、リン酸アンモニウム成分、炭酸カルシウム成分、尿素成分、糖成分、デンプン成分、おがくず成分、粉砕ココナッツ殻成分、粉砕コーンコブ成分、及び粉砕タバコ柄成分のうちの少なくとも1つを含む、農薬として許容される固体担体成分をさらに含む。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、水性担体は水を含む。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、防除は、組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物上の有害生物数の減少、及び組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物への物理的損傷の減少のうちの少なくとも1つを含む。この態様のさらなる実施形態では、有害生物数の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少であり、物理的損傷の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少である。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、少なくとも1つの有害生物は、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)又はセルコスポラ属(Cercospora spp.)の群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態では、親細菌の細胞分割機能を改変することは、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つのレベル又は活性を改変することを含む。この態様のさらなる実施形態では、zリング阻害タンパク質はminCポリペプチド、minDポリペプチド、又はminEポリペプチドの群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子はminEポリペプチド又はDivIVAポリペプチドの群から選択され、隔壁機構成分はftsZポリペプチド又はftsAポリペプチドの群から選択される。
本開示のさらなる態様は、種子と、種子を覆うコーティングとを含む植物用(plantable)組成物を含み、コーティングは、親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの突然変異を含む複数の殺有害生物性親細菌に由来する複数の殺有害生物性ミニ細胞を含み、前記複数の殺有害生物性ミニ細胞は、種子又はそれから出現する実生を食べる少なくとも1つの有害生物に対して殺有害生物活性をもたらすのに十分な粒子濃度で存在する。この態様のいくつかの実施形態では、親細菌の細胞分割機能における改変は、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つにおける改変を含む。この態様のさらなる実施形態では、zリング阻害タンパク質はminCポリペプチド、minDポリペプチド、又はminEポリペプチドの群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子はminEポリペプチド又はDivIVAポリペプチドの群から選択され、隔壁機構構成要素はftsZポリペプチド又はftsAポリペプチドの群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、本態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、ストレプトマイセス・アベルミティリス(Streptomyces avermitilis)、サッカロポリスポラ・スピノセ(Saccharopolyspora spinose)、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)、ブレビバチルス・ラテロスポラス(Brevibacillus laterosporus)、クロストリジウム・ビフェルメンタンス(Clostridium bifermentans)、乳化病菌(Bacillus popilliae)、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)、キセノラブダス・ネマトフィラ(Xenorhabdus nematophila)、セラチア・エントモフィラ(Serratia entomophila)、エルシニア・エントモファーガ(Yersinia entomophaga)、シュードモナス・エントモフィラ(Pseudomonas entomophila)、バークホルデリア属(Burkholderia spp.)、クロモバクテリウム・サブツガエ(Chromobacterium subtsugae)、又は大腸菌(Escherichia coli)の群から選択される。この態様のさらなる実施形態では、殺有害生物性親細菌は、枯草菌(Bacillus subtilis)株RTI477、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 6633、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 21332、枯草菌(Bacillus subtilis)株168、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 9943、枯草菌(Bacillus subtilis)株QST713、及び枯草菌(Bacillus subtilis)株NCIB3610、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI02A DSM32019、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI03 DSM32285、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI05 DSM24918、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株RTI301、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB24、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB42、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株BA-1、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株LMG5-29032、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株MBI600、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株CECT8836、又はバチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株M4(S499)の群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、コーティングは約1×10~約1×10粒子/種子の粒子濃度を含み、濃度は、種子の大きさに基づいて決定される。この態様のさらなる実施形態では、粒子濃縮物は約1×10粒子/種子を含む。)。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、少なくとも1つの有害生物は、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)及びセルコスポラ属(Cercospora spp.)の群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、種子はダイズ、イチゴ、クロスグリ、ホワイトカラント、アカフサスグリ、ブラックベリー、ラズベリー、トマト、コショウ、チリ、ジャガイモ、ナス、キュウリ、レタス、チコリー、アブラナ属、トウモロコシ、コムギ、イネ、キャノーラ、メロン、ケール、ニンジン、又はマメの群から選択される植物である。
本開示のさらなる態様は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、minEポリペプチド、ftsZポリペプチド、ftsAポリペプチド、parAポリペプチド、parBポリペプチド、DivIVAポリペプチド、又はそれらの組み合わせの群から選択される1つ以上の細胞分割機能因子のレベル又は活性の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む殺有害生物性親細菌に由来する、殺有害生物性ミニ細胞を含む殺有害生物性組成物を含む。本態様のいくつかの実施態様では、殺有害生物性ミニ細胞は、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、及び外因性の殺有害生物性活性成分のうちの少なくとも1つを含む。この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性ミニ細胞は、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素及び外因性の殺有害生物性核酸のいずれか又は両方を発現するようにコードされた外因性発現カセットをさらに含む。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素は、Pir毒素又はCry毒素のうちの少なくとも1つを含む。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性核酸は、二本鎖RNA(dsRNA)又はヘアピンRNA(hpRNA)である。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性活性成分は、殺真菌活性を有する成分、殺有害生物活性を有する成分、殺線虫活性を有する成分、選択的除草活性を有する成分、殺菌活性を有する成分、又は広範囲の活性を有する成分の群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性は、同じ有害生物を標的とする。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態では、ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性は、異なる有害生物を標的とする。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、少なくとも1つの有害生物は、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)及びセルコスポラ属(Cercospora spp.)の群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性ミニ細胞は安定なままであり、少なくとも8ヶ月間、少なくとも9ヶ月間、少なくとも10ヶ月間、少なくとも11ヶ月間、少なくとも12ヶ月間、又は少なくとも13ヶ月間、殺有害生物活性を保持する。
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下の本発明の説明においてより詳細に記載される。
本出願は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによって理解することができる。
フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)ftsZ遺伝子が発現ベクターに首尾よく挿入されたことを示す配列決定マップを示す。プライマーoLK015は左から、プライマーoAF086は右から読み取る(表1のプライマー配列)。 48時間にわたる増殖について試験した種々の培地におけるP.ルミネッセンス(P.luminescens)のOD600を示す図である。 P.ルミネッセンス(P.luminescens)から生産された殺有害生物性ミニ細胞を特徴付けるアッセイを示す。図3Aは、ミニ細胞単離前(左側、「親細胞」)及びミニ細胞単離後(右側、「ADAS粒子」)のミニ細胞生成P.ルミネッセンス(P.luminescens)株の培養物の位相差顕微鏡画像である。親細菌細胞は左側に矢印で示され、一方、ミニ細胞は右側に矢印で示される。図3Bは、P.ルミネッセンス(P.luminescens)株TT01(黒色)及びP.ルミネッセンス(P.luminescens)株クレイニイ(Kleinni)(灰色)についての、Spectradyne nCS1で計数することによって測定された粒径分布及び濃度のグラフである。図3Cは、サイトゾルシャペロンGroELについてのウェスタンブロットの画像を示す。単離したミニ細胞はGroELを含む。 プルテラ・キシロステラ(Plutella xylostella)(コナガ;DBM)を、P.ルミネッセンス(P.luminescens)から生成されたミニ細胞を含む殺有害生物性組成物で処理したLD50アッセイの結果を示す。図4Aは、DBM幼虫に、P.ルミネッセンス(P.luminescens)株TT01に由来するミニ細胞粒子の一連の濃度を与えた人工食餌LD50アッセイの結果を示す。図4Bは、DBM幼虫に、P.ルミネッセンス(P.luminescens)株クレイニイ(Kleinni)に由来するミニ細胞粒子の一連の濃度を給餌した人工食餌LD50アッセイの結果を示す。図4A~4Bにおいて、死亡率は、給餌の3日後に記録された。図4Cは、DBM幼虫に、P.ルミネッセンス(P.luminescens)株TT01又はKleiniに由来するミニ細胞粒子の一連の濃度を与え、3日後に死亡率を記録した、リーフディスクアッセイLD50アッセイの結果を示す。 コナガ(DBM)、ツマジロクサヨトウ(FAW)、ビート・アーミー・ワーム(Beet Army Worm)(BAW)、及びヨーロッパ・コーン・ボーラー(European Corn Borer)(ECB)に対する、P.ルミネッセンス(P.luminescens)から生成されたミニ細胞の効果を比較する昆虫死亡率アッセイの結果を示す。図5Aは、P.ルミネッセンス(P.luminescens)株TT01に由来するミニ細胞を用いた死亡率アッセイを示す。図5Bは、P.ルミネッセンス(P.luminescens)株クレイニイ(Kleinii)に由来するミニ細胞を用いた死亡率アッセイを示す。
以下の説明は、例示的な方法、パラメータなどを示す。しかしながら、そのような説明は本開示の範囲に対する限定を意図するものではなく、例示的な実施形態の説明として提供されることを認識するべきである。
殺有害生物性組成物及びその製剤
本開示の態様は液体担体相と、担体相中に分散した複数の殺有害生物性ミニ細胞とを含む殺有害生物性組成物を含み、複数の殺有害生物性ミニ細胞は、親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む複数の殺有害生物性親細菌に由来し、複数の殺有害生物性ミニ細胞は、組成物が植物に施用された際に、植物中又は植物上の少なくとも1つの有害生物を防除するのに十分な粒子濃度で存在する。この態様のいくつかの実施形態では、防除は、組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物上の有害生物数の減少、及び組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物への物理的損傷の減少のうちの少なくとも1つを含む。この態様のいくつかの実施形態では、物理的損傷は、食害及び穿孔損傷を含む。物理的損傷は、かまれた又は破れた葉、欠落した葉、葉のトンネル、茎の穴、葉の歪み、葉の変色、葉の斑点、しおれ、発育阻害、帯状若しくは死滅した茎、黄変、破損、又は根の損傷を含むが、これらに限定されない、様々な植物表現型において現れ得る。この態様のさらなる実施形態では、有害生物数の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも35%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも45%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも55%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも65%の減少、少なくとも70%の減少、少なくとも75%の減少、又は少なくとも80%の減少であり、物理的損傷の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも35%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも45%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも55%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも65%の減少、少なくとも70%の減少、少なくとも75%の減少、又は少なくとも80%の減少である。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態では、複数の殺有害生物性ミニ細胞の少なくとも一部はさらに、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、及び外因性の殺有害生物性活性成分のうちの少なくとも1つを含む。この態様のいくつかの実施形態では、複数の殺有害生物性ミニ細胞の一部は、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素及び外因性の殺有害生物性核酸のいずれか又は両方を発現するようにコードされた外因性発現カセットをさらに含む。外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性殺有害生物活性成分は、ミニ細胞内にあるか、ミニ細胞膜に付着している。「外因性」という用語は、本明細書で使用される場合、外因性プラスミドによって発現される天然タンパク質を含む。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素は、Pir毒素又はCry毒素のうちの少なくとも1つを含む。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性核酸は、二本鎖RNA(dsRNA)又はヘアピンRNA(hpRNA)である。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性活性成分は、殺真菌活性を有する成分、殺有害生物活性を有する成分、殺線虫活性を有する成分、選択的除草活性を有する成分、殺菌活性を有する成分、又は広範囲の活性を有する成分の群から選択される。選択的除草活性を有する成分は、ハマウツボ(オロバンチェ属(Orobanche spp.))などの寄生植物を標的とすることができる。
前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、親細菌の細胞分割機能における改変は、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つにおける改変を含む。この態様のさらなる実施形態では、zリング阻害タンパク質は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、又はminEポリペプチドの群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子は、minEポリペプチド又はDivIVAポリペプチドの群から選択され、隔壁機構構成要素はftsZポリペプチド又はftsAポリペプチドの群から選択される。改変は、過剰発現又は過小発現(例えば、突然変異、欠失など)を含み得る。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、ftsZポリペプチドの過剰発現を含む。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドの過小発現を含む。
前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、ストレプトマイセス・アベルミティリス(Streptomyces avermitilis)、サッカロポリスポラ・スピノセ(Saccharopolyspora spinose)、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)、ブレビバチルス・ラテロスポラス(Brevibacillus laterosporus)、クロストリジウム・ビフェルメンタンス(Clostridium bifermentans)、乳化病菌(Bacillus popilliae)、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)、キセノラブダス・ネマトフィラ(Xenorhabdus nematophila)、セラチア・エントモフィラ(Serratia entomophila)、エルシニア・エントモファーガ(Yersinia entomophaga)、シュードモナス・エントモフィラ(Pseudomonas entomophila)、バークホルデリア属(Burkholderia spp.)、クロモバクテリウム・サブツガエ(Chromobacterium subtsugae)、又は大腸菌(Escherichia coli)の群から選択される。この態様のさらなる実施形態では、殺有害生物性親細菌は、枯草菌(Bacillus subtilis)株RTI477、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 6633、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 21332、枯草菌(Bacillus subtilis)株168、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC9943、枯草菌(Bacillus subtilis)株QST713、及び枯草菌(Bacillus subtilis)株NCIB3610、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI02A DSM32019、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI03 DSM32285、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI05 DSM24918、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株RTI301、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB24、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB42、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株BA-1、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株LMG5-29032、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株MBI600、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株CECT8836、又はバチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株M4(S499)の群から選択される。この態様のいくつかの実施態様では、殺有害生物性親細菌はフォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)であり、殺有害生物性ミニ細胞は、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素Pirを含む。この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は枯草菌(Bacillus subtilis)であり、殺有害生物性ミニ細胞は外因性の殺有害生物性分子を含む。この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、1つ以上の外因性の殺有害生物性活性成分を発現する遺伝子改変大腸菌(Escherichia coli)である。
前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、組成物は、葉面処理、注入処理、発芽前処理、及び発芽後処理のうちの少なくとも1つとして植物に施用される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態では、組成物は、使用準備完了(RTU)製剤、懸濁濃縮物(例えば、液体流動性製剤)、タンクミックス、エアロゾル、種子処理剤、根浸漬剤、土壌処理剤、潅漑製剤、スプリンクラー製剤、及び灌注処理剤のうちの少なくとも1つとして製剤化される。この態様のさらなる実施形態では、組成物は、乾燥流動性製剤(例えば、水分散性顆粒)、可溶性粉末製剤、マイクロカプセル化製剤、又は乳化性濃縮製剤として製剤化される。この態様のいくつかの実施形態では、組成物は、種子処理剤として製剤化される。この態様のさらなる実施形態では、組成物は、約1×10~約1×10粒子/種子の割合で施用され、該割合は種子の大きさに基づいて決定される。この態様のさらなる実施形態では、組成物は、約1×10粒子/種子の割合で施用される。この態様の他の実施形態では、組成物は根浸漬剤として製剤化される。この態様のさらなる実施形態では、組成物は、約1×10~約1×10粒子/植物根系の割合で施用される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のさらなる実施形態は、農薬界面活性剤をさらに含み、農薬界面活性剤は、噴霧性、展延性、及び注入性の特徴のうちの少なくとも1つを改善する。この態様のさらなる実施形態では、液体担体相は、水性又は油性である。
前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態は、担体相中に分散した、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、及び外因性の殺有害生物性活性成分のうちの少なくとも1つをさらに含む。外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分は担体相中にあり、ミニ細胞内にないか、又はミニ細胞膜に付着していない。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素は、Pir毒素又はCry毒素を含む。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性核酸は、二本鎖RNA(dsRNA)若しくはその前駆体、ヘアピンRNA(hpRNA)若しくはその前駆体、又はマイクロRNA(miRNA)若しくはその前駆体である。トランスジェニック植物において発現され得る組換えmiRNA前駆体、及びmiRNA前駆体の設計(例えば、特定の配列を切断するための成熟miRNAを生成するための)は、米国特許第7,786,350号及び米国特許第8,410,334号に開示されている。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性活性成分は、殺真菌活性を有する成分、殺有害生物活性を有する成分、殺線虫活性を有する成分、選択的除草活性を有する成分、殺菌活性を有する成分、又は広範囲の活性を有する成分の群から選択される。選択的除草活性を有する成分は、ハマウツボ(オロバンチェ属(Orobanche spp.))などの寄生植物を標的とすることができる。この態様のさらなる実施形態では、組成物は、種子処理剤として製剤化される。この態様のいくつかの実施形態では、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分は、種子100kg当たり約1g~約10gの量で存在する。この態様のいくつかの実施形態では、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分は、約1×10粒子/種子の量で存在する。この態様のさらなる実施形態では、組成物は根浸漬剤として製剤化される。この態様のいくつかの実施形態では、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分は、約25mg~約200mg活性成分/L存在する。この態様のいくつかの実施形態では、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分は、約1×10~約1×10粒子/植物根系で存在する。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、ミニ細胞粒子濃度は1×10~約8×1014である。この態様のいくつかの実施形態では、ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分(例えば、ミニ細胞内又はミニ細胞膜に付着した)の殺有害生物活性は、同じ有害生物を標的とする。この態様の他の実施形態では、ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分(例えば、ミニ細胞内又はミニ細胞膜に付着した)の殺有害生物活性は、異なる有害生物を標的とする。担体相中に分散した外因性成分を有する、前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分(例えば、ミニ細胞内又はミニ細胞膜に付着した)の殺有害生物活性と、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性は、同じ有害生物を標的とする。担体相中に分散した外因性成分を有する、前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態では、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分(例えば、ミニ細胞内、又はミニ細胞膜に付着した)の殺有害生物活性と、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性有害生物活性成分の殺有害生物活性は、異なる有害生物を標的とする。
前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、少なくとも1つの有害生物は、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.)、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)及びセルコスポラ属(Cercospora spp.)の群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性ミニ細胞は安定なままであり、少なくとも8ヶ月間、少なくとも9ヶ月間、少なくとも10ヶ月間、少なくとも11ヶ月間、少なくとも12ヶ月間、又は少なくとも13ヶ月間、殺有害生物活性を保持する。
本開示のさらに別の態様は、親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む複数の殺有害生物性親細菌に由来する複数の乾燥殺有害生物性ミニ細胞を含む水和剤を含み、水和剤は、組成物が植物に施用された際に、植物内又は植物上の少なくとも1つの有害生物を防除するための殺有害生物性組成物を作り出すために、水性担体中に分散するように構成されている。この態様のいくつかの実施形態は、粘土成分、カオリン成分、タルク成分、白亜成分、カルサイト成分、石英成分、軽石成分、珪藻土成分、バーミキュライト成分、ケイ酸塩成分、二酸化ケイ素成分、シリカ粉末成分、アルミニウム成分、硫酸アンモニウム成分、リン酸アンモニウム成分、炭酸カルシウム成分、尿素成分、糖成分、デンプン成分、おがくず成分、粉砕ココナッツ殻成分、粉砕コーンコブ成分、及び粉砕タバコ柄成分のうちの少なくとも1つを含む、農薬的に許容される固体担体成分をさらに含む。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、水性担体は水を含む。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、防除は、組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物上の有害生物数の減少、及び組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物への物理的損傷の減少のうちの少なくとも1つを含む。この態様のいくつかの実施形態では、物理的損傷は食害及び穿孔損傷を含む。物理的損傷は、かまれた又は破れた葉、欠落した葉、葉のトンネル、茎の穴、葉の歪み、葉の変色、葉の斑点、しおれ、発育阻害、帯状又は死滅した茎、黄変、破損、又は根の損傷を含むが、これらに限定されない、様々な植物表現型において現れ得る。この態様のさらなる実施形態では、有害生物数の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも35%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも45%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも55%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも65%の減少、少なくとも70%の減少、少なくとも75%の減少、又は少なくとも80%の減少であり、物理的損傷の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも35%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも45%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも55%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも65%の減少、少なくとも70%の減少、少なくとも75%の減少、又は少なくとも80%の減少である。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、少なくとも1つの有害生物は、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム(Asian spotted bollworm)、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)又はセルコスポラ属(Cercospora spp.)からなる群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態では、親細菌の細胞分割機能を改変することは、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つのレベル又は活性を改変することを含む。この態様のさらなる実施形態では、zリング阻害タンパク質は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、又はminEポリペプチドの群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子は、minEポリペプチド又はDivIVAポリペプチドの群から選択され、隔壁機構構成要素は、ftsZポリペプチド又はftsAポリペプチドの群から選択される。改変は、過剰発現又は過小発現(例えば、突然変異、欠失など)を含み得る。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌はftsZポリペプチドの過剰発現を含む。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドの過小発現を含む。
本開示のさらなる態様は、種子と、種子を覆うコーティングとを含む植物用組成物を含み、コーティングは、親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの突然変異を含む複数の殺有害生物性親細菌に由来する複数の殺有害生物性ミニ細胞を含み、前記複数の殺有害生物性ミニ細胞は、種子又はそれから出現する実生を摂食する少なくとも1つの有害生物に対して殺有害生物活性をもたらすのに十分な粒子濃度で存在する。この態様のいくつかの実施形態では、親細菌の細胞分割機能における改変は、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つにおける改変を含む。この態様のさらなる実施形態では、zリング阻害タンパク質は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、又はminEポリペプチドの群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子は、minEポリペプチド又はDivIVAポリペプチドの群から選択され、隔壁機構構成要素は、ftsZポリペプチド又はftsAポリペプチドの群から選択される。改変は、過剰発現又は過小発現(例えば、突然変異、欠失など)を含み得る。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌はftsZポリペプチドの過剰発現を含む。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドの過小発現を含む。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、ストレプトマイセス・アベルミティリス(Streptomyces avermitilis)、サッカロポリスポラ・スピノセ(Saccharopolyspora spinose)、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)、ブレビバチルス・ラテロスポラス(Brevibacillus laterosporus)、クロストリジウム・ビフェルメンタンス(Clostridium bifermentans)、乳化病菌(Bacillus popilliae)、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)、キセノラブダス・ネマトフィラ(Xenorhabdus nematophila)、セラチア・エントモフィラ(Serratia entomophila)、エルシニア・エントモファーガ(Yersinia entomophaga)、シュードモナス・エントモフィラ(Pseudomonas entomophila)、バークホルデリア属(Burkholderia spp.)、クロモバクテリウム・サブツガエ(Chromobacterium subtsugae)、又は大腸菌(Escherichia coli)の群から選択される。この態様のさらなる実施形態では、殺有害生物性親細菌は、枯草菌(Bacillus subtilis)株RTI477、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 6633、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 21332、枯草菌(Bacillus subtilis)株168、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC9943、枯草菌(Bacillus subtilis)株QST713、及び枯草菌(Bacillus subtilis)株NCIB3610、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI02A DSM32019、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI03 DSM32285、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI05 DSM24918、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株RTI301、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB24、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB42、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株BA-1、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株LMG5-29032、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株MBI600、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株CECT8836、又はバチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株M4(S499)の群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、コーティングは、約1×10~約1×10粒子/種子の粒子濃度を含み、濃度は、種子の大きさに基づいて決定される。この態様のさらなる実施形態では、粒子濃度は約1×10粒子/種子を含む。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、少なくとも1つの有害生物は、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)又はセルコスポラ属(Cercospora spp.)の群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、種子は、ダイズ、イチゴ、クロスグリ、ホワイトカラント、アカフサスグリ、ブラックベリー、ラズベリー、トマト、コショウ、チリ、ジャガイモ、ナス、キュウリ、レタス、チコリー、アブラナ属、トウモロコシ、コムギ、イネ、キャノーラ、メロン、ケール、ニンジン、又はマメの群から選択される植物である。
本開示のさらなる態様は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、minEポリペプチド、ftsZポリペプチド、ftsAポリペプチド、parAポリペプチド、parBポリペプチド、DivIVAポリペプチド、又はそれらの組み合わせの群から選択される1つ以上の細胞分割機能因子のレベル又は活性の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む殺有害生物性親細菌に由来する、殺有害生物性ミニ細胞を含む殺有害生物性組成物を含む。改変は、過剰発現又は過小発現(例えば、突然変異、欠失など)を含み得る。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌はftsZポリペプチドの過剰発現を含む。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドの過小発現を含む。この態様のいくつかの実施態様では、殺有害生物性ミニ細胞は、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、及び外因性の殺有害生物性活性成分のうちの少なくとも1つを含む。この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性ミニ細胞は、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素及び外因性の殺有害生物性核酸のいずれか又は両方を発現するようにコードされた外因性発現カセットをさらに含む。外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性殺有害生物活性成分は、ミニ細胞内にあるか、ミニ細胞膜に付着している。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素は、Pir毒素又はCry毒素のうちの少なくとも1つを含む。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性核酸は、二本鎖RNA(dsRNA)又はヘアピンRNA(hpRNA)である。この態様のいくつかの実施形態では、外因性の殺有害生物性活性成分は、殺真菌活性を有する成分、殺有害生物活性を有する成分、殺線虫活性を有する成分、選択的除草活性を有する成分、殺菌活性を有する成分、又は広範囲の活性を有する成分の群から選択される。選択的除草活性を有する成分は、ハマウツボ(オロバンチェ属(Orobanche spp.))などの寄生植物を標的とすることができる。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性は、同じ有害生物を標的とする。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態では、ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性は、異なる有害生物を標的とする。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、少なくとも1つの有害生物は、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)又はセルコスポラ属(Cercospora spp.)の群から選択される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、殺有害生物性ミニ細胞は安定なままであり、少なくとも8ヶ月間、少なくとも9ヶ月間、少なくとも10ヶ月間、少なくとも11ヶ月間、少なくとも12ヶ月間、又は少なくとも13ヶ月間、殺有害生物活性を保持する。
有効量は、粒子の数、好ましくは殺有害生物性親細胞又は殺有害生物性ミニ細胞の活性粒子の数によって測定することができる。親細胞の活性粒子の数は、コロニー形成単位(cfu)を評価することによって測定することができる。ミニ細胞の活性粒子の数は、フローサイトメトリーのような技術を用いてミニ細胞小胞の数を計数することによって測定することができる。
種子処理として使用される場合、本開示の組成物は、種子の大きさに応じて、約1×10~約1×10粒子/種子の割合で施用される。いくつかの実施形態では、施用量は、1×10~約1×10粒子/種子である。いくつかの実施形態では、施用量は、約1×10~約1×10、約1×10~約1×10、約1×10~約1×10、約1×10~約1×10、約1×10~約1×10、約1×10~約1×10、約1×10~約1×10又は好ましくは約1×10粒子/種子である。前記組成物を少なくとも1つの追加の活性成分(“ai”)と組み合わせるか又は使用する場合、少なくとも1つの追加の活性成分は、約0.001~約1000グラム、約0.01~約500グラム、約0.1~約300グラム、約1~約100グラム、約1~約50グラム、約1~約25グラム、好ましくは約1~約10グラム/100kg種子、及び/又は約1×10~約1×10、約1×10~約1×10、約1×10~約1×10、約1×10~約1×10、約1×10~約1×10、約1×10~約1×10、約1×10~約1×10、若しくは好ましくは約1×10粒子/種子の量で存在し得る。
本組成物は、約1×10~約1×10粒子/植物根系の割合で根浸漬剤として施用することもできる。前記組成物が少なくとも1つの追加の活性成分と組み合わされるか又は使用される場合、少なくとも1つの追加の活性成分は、約0.001~約1000mg、約0.01~約500、約0.1~約400、約1~約300、約10~約250、好ましくは約25~約200mg ai/L、及び/又は約1×10~約1×10粒子/植物根系の量で存在し得る。
土壌処理剤として使用される場合、本開示の組成物は、土壌表面灌注(soil surface drench)、シャンクイン(shanked-in)、畝間(in-furrow)注入及び/若しくは施用として、又は潅漑水との混合によって施用することができる。植え付け時、播種中若しくは播種後、又は移植後、及び植物成長の任意の段階で施用することができる、灌注土壌処理のための施用量は、約4×10~約8×1014、約4×10~約8×1013、約4×1011~約8×1012 約2×1012~約6×1013、約2×1012~約3×1013、又は約4×1013~約2×1014粒子/エーカー(1.6×10~3.2×1014、1.6×10~3.2×1013、1.6×1011~3.2×1012、8×1011~2.4×1013、8×1011~1.2×1013又は1.6×1013~8×1013粒子/ha)である。いくつかの実施形態では、施用量は、約1×1012~約6×1012又は約1×1013~約6×1013粒子/エーカー(4×1011~2.4×1012又は4×1012~2.4×1013粒子/ha)である。植え付け時に施用される畝間処理のための施用量は、約2.5×1010~約5×1011粒子/1000作条フィート(8.3×10~1.7×1011粒子/1000作条m)である。いくつかの実施形態では、施用量は、約6×1010~約3×1012、約6×1010~約4×1011、約6×1011~約3×1012、又は約6×1011~約4×1012粒子/1000作条フィート(2×1010~1012、20×1010~1.3×1011、2×1011~1012又は2×1011~1.3×1012粒子/1000作条m))である。土壌中にシャンク又は注入される場合の施用量は、約4×10~約8×1014、約4×1013~約2×1014 約4×10~約8×1013、約4×10~約8×1012 約2×1010~約6×1011、約4×10~約8×1013、約4×10~約8×1012、約4×10~約8×1011、約4×10~約8×1010、約4×10~約8×10、又は約4×10~約8×10粒子/エーカー(1.6×10~3.2×1014、1.6×1013~8×1013、1.6×10~3.2×1013、1.6×10~3.2×1012、8×10~2.4×1011、1.6×10~3.2×1013、1.6×10~3.2×1012、1.6×10~3.2×1011、1.6×10~3.2×1010、1.6×10~3.2×10、1.6×10~3.2×10粒子/ha)である。
当業者は、ブロードキャスト処理(施用がより低い割合であるが、より頻繁に行われる)及び他のあまり一般的でない土壌処理のために割合を調整する方法を理解するであろう。前記組成物が、少なくとも1つの追加の活性成分と組み合わされるか、又は使用される場合、少なくとも1つの追加の活性成分は、約10~約1,000、約10~約750、約10~約500、約25~約500、約25~約250、好ましくは約50~約200gのai/ha、及び/又は約4×10~約8×1014、約4×1013~約2×1014、約4×10~約8×1013、約4×10~約8×1012 約2×1010~約6×1011、約4×10~約8×1013、約4×10~約8×1012、約4×10~約8×1011、約4×10~約8×1010、約4×10~約8×10、若しくは約4×10~約8×10粒子/エーカー(1.6×10~3.2×1014、1.6×1013~8×1013、1.6×10~3.2×1013、1.6×10~3.2×1012、8×10~2.4×1011、1.6×10~3.2×1013、1.6×10~3.2×10121.6×10~3.2×1011、1.6×10~3.2×1010、1.6×10~3.2×10、1.6×10~3.2×10粒子/ha)の量で存在することができる。
本開示の組成物は、植え付け前又は種子の発芽前に土壌に導入することができる。本開示の組成物はまた、植物の場所、植物の根と接触する土壌、植物の基部の土壌、又は植物の基部の周囲の土壌(例えば、植物の基部の約5cm、約10cm、約15cm、約20cm、約25cm、約30cm、約35cm、約40cm、約45cm、約50cm、約55cm、約60cm、約65cm、約70cm、約75cm、約80cm、約85cm、約90cm、約95cm、約100cm、若しくはそれ以上の距離以内の周囲又は下方)に導入することができる。組成物は、滴下潅漑、スプリンクラー、土壌注入又は土壌灌注を含むが、これらに限定されない様々な技術を利用することによって施用することができる。組成物はまた、異なる植物の場所に移植する前に、プラグトレイ内の土壌及び/若しくは植物に、又は実生に施用されてもよい。植物の根と接触している土壌、植物の基部、又は植物の基部の周囲の特定の距離内の土壌に施用する場合(土壌浸漬処理としてを含む)、組成物は、単一の施用として又は複数の施用として施用することができる。組成物(少なくとも1つの追加の活性成分を有するものを含む)は、灌漑処理について上記に示した量で、又は約1×10~約1×10粒子/土壌グラム、1×10~約1×10粒子/土壌グラム、1×10~約1×10粒子/土壌グラム、7×10~約1×10粒子/土壌グラム、1×10~約5×10粒子/土壌グラム、若しくは1×10~約3×10粒子/土壌グラム、及び/又は約4×10~約8×1014、約4×10~約8×1013、約4×10~約8×1012約2×1010~約6×1011、約4×10~約8×1013、約4×10~約8×1012、約4×10~約8×1011、約4×10~約8×1010、約4×10~約8×10、若しくは約4×10~約8×10粒子/エーカー(1.6×10~3.2×1014、1.6×1013~8×1013、1.6×10~3.2×1013、1.6×10~3.2×1012、8×10~2.4×1011、1.6×10~3.2×1013、1.6×10~3.2×1012、1.6×103.2×10111.6×10~3.2×1010、1.6×10~3.2×10、1.6×10~3.2×10粒子/ha)の量で施用され得る。一実施形態では、本開示の組成物は、1gの土壌当たり約7×10~約1×10粒子の割合で単一施用として施用される。別の実施形態では、本開示の組成物は、1gの土壌当たり約1×10~約5×10粒子の割合で単一施用として施用される。他の実施形態では、本開示の組成物は、1gの土壌当たり約1×10~約3×10の割合で複数の施用として施用される。
殺有害生物性ミニ細胞の作製方法
本開示のさらなる態様は、(a)親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む殺有害生物性親細菌を提供する工程;(b)殺有害生物性ミニ細胞の形成を可能にする条件下で殺有害生物性親細菌を増殖させる工程;並びに(c)遠心分離、タンジェンシャルフローろ過(TFF)、又はTFF及び遠心分離を使用して殺有害生物性ミニ細胞を精製する工程を含む、殺有害生物性ミニ細胞を作製する方法を含む。この態様のいくつかの実施態様では、工程(c)は、1リットル当たり約1010の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1011の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1012の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1013の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1014の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1015の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1016の殺有害生物性ミニ細胞、又は1リットル当たり約1017の殺有害生物性ミニ細胞を生成する。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態は、殺有害生物性ミニ細胞を乾燥させて、保存安定性の殺有害生物性ミニ細胞組成物を生成する工程(d)をさらに含む。この態様のいくつかの実施形態では、保存安定性殺有害生物性ミニ細胞組成物は、少なくとも8ヶ月間、少なくとも9ヶ月間、少なくとも10ヶ月間、少なくとも11ヶ月間、少なくとも12ヶ月間、又は少なくとも13ヶ月間、殺有害生物活性を保持する。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、親細菌の細胞分割機能における改変は、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つにおける改変を含む。この態様のさらなる実施形態では、zリング阻害タンパク質は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、又はminEポリペプチドの群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子は、minEポリペプチド又はDivIVAポリペプチドの群から選択され、隔壁機構構成要素は、ftsZポリペプチド又はftsAポリペプチドの群から選択される。改変は、過剰発現又は過小発現(例えば、突然変異、欠失など)を含み得る。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、ftsZポリペプチドの過剰発現を含む。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドの過小発現を含む。
殺有害生物性ミニ細胞生成親細菌
本開示のさらなる態様は、(i)殺有害生物性親細菌が親細菌の細胞分割機能を改変する遺伝子突然変異を含み、(ii)殺有害生物性親細菌が100mg/kg未満の少なくとも1つの植物有害生物に対するLD50を有する商業的に関連する殺有害生物活性を示す、殺有害生物性ミニ細胞生成親細菌を含む。この態様の他の実施形態では、親細菌の細胞分割機能を改変することは、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つのレベル又は活性を改変することを含む。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、zリング阻害タンパク質は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、又はminEポリペプチドの群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子は、minEポリペプチド又はDivIVAポリペプチドの群から選択され、隔壁機構構成要素は、ftsZポリペプチド又はftsAポリペプチドの群から選択される。改変は、過剰発現又は過小発現(例えば、突然変異、欠失など)を含み得る。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌はftsZポリペプチドの過剰発現を含む。いくつかの実施形態では、殺有害生物性親細菌は、minCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドの過小発現を含む。例示的な殺有害生物性ミニ細胞生成親細菌を表1A~1Bに提供する。
有害生物を防除する方法
本開示のさらに別の態様は、有害生物を防除する方法を含み、この方法は、前述の実施形態のいずれか1つの殺有害生物性組成物を、植物又は植え付けられる領域に施用することを含む。この態様のいくつかの実施形態では、施用は、注入施用、葉面施用、発芽前施用、又は発芽後施用のうちの少なくとも1つを含む。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、防除は、組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物上の有害生物数の減少、及び組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物への物理的損傷の減少のうちの少なくとも1つを含む。この態様のいくつかの実施形態では、物理的損傷は、食害及び穿孔損傷を含む。物理的損傷は、かまれた又は破れた葉、欠落した葉、葉のトンネル、茎の穴、葉の歪み、葉の変色、葉の斑点、しおれ、発育阻害、帯状若しくは死滅した茎、黄変、破損、又は根の損傷を含むが、これらに限定されない、様々な植物表現型において現れ得る。この態様のさらなる実施形態では、有害生物数の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも35%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも45%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも55%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも65%の減少、少なくとも70%の減少、少なくとも75%の減少、又は少なくとも80%の減少であり、物理的損傷の減少は、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも35%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも45%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも55%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも65%の減少、少なくとも70%の減少、少なくとも75%の減少、又は少なくとも80%の減少である。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様の他の実施形態では、組成物は、使用準備完了(RTU)製剤、懸濁濃縮物、タンクミックス、エアロゾル、種子処理剤、根浸漬剤、土壌処理剤、潅漑製剤、スプリンクラー製剤、又は灌注処理剤のうちの少なくとも1つとして製剤化される。前述の実施形態のいずれかと組み合わせることができる、この態様のいくつかの実施形態では、有害生物は、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)又はセルコスポラ属(Cercospora spp.)の群から選択される。
定義
本明細書で使用される「防除」という用語は、植物有害生物の任意の又は全ての生活段階の死滅、数の減少、及び/若しくは成長、摂食若しくは正常な生理学的発達の減少、並びに/又は植物有害生物感染及び/若しくは寄生の影響の減少を意味する。有効量は、有害生物の成長、摂食、根の浸透、根の成熟、及び/又は植物有害生物感染から生じる一般的な正常な生理学的発達及び/又は症状を顕著に減少させることができる量である。いくつかの実施形態では、植物有害生物感染から生じる症状及び/又は植物有害生物粒子の数は、未処理対照に対して、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、又は少なくとも約90%減少する。
線虫有害生物については、本明細書で使用される「防除」という用語は、線虫の任意の又は全ての生活段階の死滅、数の減少、及び/若しくは成長、摂食若しくは正常な生理学的発達(ネコブセンチュウについては根に侵入し、根内で発達する能力を含む)の減少、線虫感染及び/若しくは寄生の影響(例えば、かじり、侵入及び/又は根内での発達)の減少、線虫による感染及び/若しくは寄生に対する植物の抵抗性、線虫感染及び/若しくは寄生の影響(例えば、かじり及び/又は侵入)に対する植物の抵抗性、線虫による感染及び/若しくは寄生に対する植物の耐性、線虫感染及び/若しくは寄生の影響(例えば、かじり及び/又は侵入)に対する植物の耐性、又はそれらの任意の組み合わせを意味する。寄生線虫に対する植物の抵抗性及び耐性は、Trudgill,D.L.”Resistance to and Tolerance of Plant Parasitic Nematodes in Plants.”Annual Review of Phytopathology.1991;29:167-192(これは、それが教示する全てについて、参照により具体的且つ完全に本明細書に組み込まれる)によって示されるように、当業者に知られている。有効量は、有害生物の成長、摂食、根の浸透、根の成熟、並びに/又は線虫感染から生じる一般的な正常な生理学的発達及び症状を顕著に減少させることができる量である。いくつかの実施形態では、症状及び/又は線虫は、未処置対照に対して、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、又は少なくとも約90%減少する。
「ミニ細胞」という用語は、少なくとも1つの膜を含み、カーゴ(例えば、核酸、プラスミド、ポリペプチド、タンパク質、酵素、アミノ酸、小分子、遺伝子編集系、ホルモン、免疫調節剤、炭水化物、脂質、有機粒子、無機粒子、又はリボ核タンパク質複合体(RNP)のうちの1つ以上)を含むのに適した内部容積を有する、無染色体非複製包囲膜系を指す。ミニ細胞は異常な細胞分裂の産物であり、RNA及びタンパク質を含むが、染色体DNAをほとんど又は全く含有しない無染色体細胞である。ミニ細胞は、プラスミド指向性合成が可能である。ミニ細胞は、好ましくは例えば、親細胞の細胞分裂機構を破壊する親細胞の遺伝子操作を使用して、親細菌細胞(例えば、グラム陰性又はグラム陽性細菌細胞)に由来し得る。いくつかの実施形態では、ミニ細胞は、親細胞表面の1つ以上の内因性又は異種性の特徴、例えば、細胞壁、細胞壁修飾、鞭毛、若しくは線毛、及び/又は親細胞の内部容積の1つ以上の内因性又は異種性の特徴、例えば、核酸、プラスミド、タンパク質、小分子、転写機構、若しくは翻訳機構を含み得る。他の実施形態では、ミニ細胞は、親細胞の1つ以上の特徴を欠いていてもよい。さらに他の実施形態では、ミニ細胞は、親細胞に含まれない特徴を装填されるか、又はそうでなければ該特徴で修飾され得る。
「殺有害生物性ミニ細胞」は、殺有害生物性親細菌細胞から得られるミニ細胞を指す。好ましい実施形態では、殺有害生物性ミニ細胞は、特許細菌細胞の殺有害生物活性の全部又は一部を保持する。
「殺有害生物性親細菌細胞」は、植物有害生物に対して直接的な毒性活性を有する親細菌細胞を指す。直接的な毒性活性は、作物植物との相互作用を必要とすることなく、植物有害生物を死滅させることができることを意味する。好ましい実施形態では、殺有害生物性親細胞のLD50は、100mg/kg未満である。LD50は、試験標的有害生物群の50%(半分)の死亡を引き起こす、全て一度に与えられる、物質の量である。
本明細書で使用される場合、「親細菌細胞」という用語は、ミニ細胞が由来する細胞(例えば、グラム陰性又はグラム陽性細菌細胞)を指す。親細菌細胞は、典型的には生存細菌細胞である。「生存細菌細胞」という用語は、ゲノムを含み、細胞分裂が可能な細菌細胞を指す。好ましい親細菌細胞を表2Aに示す。親細菌細胞は、親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む。
「細胞分裂トポロジー特異性因子」という用語は、細菌種における細胞分裂機構の構成要素を指し、これは、隔壁の場所の決定に関与し、細胞分裂機構の他の構成要素の位置を制限することによって、例えば、1つ以上のZリング阻害タンパク質の位置を制限することによって機能する。例示的な細胞分裂トポロジー特異性因子としては、大腸菌(E.coli)において最初に発見され、広範囲のグラム陰性細菌種及びグラム陽性細菌種において以来同定されているminEが挙げられる(Rothfield et al.,Nature Reviews Microbiology,3:959-968,2005)。minEは、Zリング阻害タンパク質minC及びminDを細胞の極に制限することによって機能する。第2の例示的な細胞分裂トポロジー特異性因子は、枯草菌(Bacillus subtilis)において最初に発見されたDivIVAである(Rothfield et al.,Nature Reviews Microbiology,3:959-968,2005)。
「Zリング阻害タンパク質」という用語は、細菌種における細胞分裂機構の構成要素を指し、これは、隔壁の場所の決定に関与し、安定なFtsZリングの形成を阻害することによって、又はそのような構成要素を膜に固定することによって機能する。Zリング阻害タンパク質の局在化は、細胞分裂トポロジー特異性因子、例えば、MinE及びDivIVAによって調節され得る。例示的なZリング阻害タンパク質としては、大腸菌(E.coli)において最初に発見され、広範囲のグラム陰性細菌種及びグラム陽性細菌種において以来同定されているminC及びminDが挙げられる(Rothfield et al.,Nature Reviews Microbiology,3:959-968,2005)。大腸菌(E.coli)及び他の種において、minC、minD、及びminEは、「minオペロン」、minCDEオペロン、又はmin若しくはminCDE遺伝子座と称され得る同じ遺伝子座に存在する。
列挙された実施形態
以下に列挙された実施形態は、本発明のいくつかの態様を代表するものである。
1.殺有害生物性組成物であって、
液体担体相、及び
担体相中に分散した複数の殺有害生物性ミニ細胞
を含み、
複数の殺有害生物性ミニ細胞が、親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む複数の殺有害生物性親細菌に由来し、
複数の殺有害生物性ミニ細胞が、組成物が植物に施用された際に、植物中又は植物上の少なくとも1つの有害生物を防除するのに十分な粒子濃度で存在する、殺有害生物性組成物。
2.防除が以下の少なくとも1つを含む、実施形態1の殺有害生物性組成物:
組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物上の有害生物数の減少、及び
組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の、植物に対する物理的損傷の減少。
3.有害生物数の減少が、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少であり、
物理的損傷の減少が、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少である、実施形態2の殺有害生物性組成物。
4.複数の殺有害生物性ミニ細胞の少なくとも一部が、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、及び外因性の殺有害生物性活性成分の少なくとも1つをさらに含む、実施形態1~3のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
5.複数の殺有害生物性ミニ細胞の一部が、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素及び外因性の殺有害生物性核酸のいずれか又は両方を発現するようにコードされた外因性発現カセットをさらに含む、実施形態4の殺有害生物性組成物。
6.外因性の殺有害生物性タンパク質毒素が、Pir毒素及びCry毒素のうちの少なくとも1つを含む、実施形態4又は5の殺有害生物性組成物。
7.外因性の殺有害生物性核酸が、二本鎖RNA(dsRNA)又はヘアピンRNA(hpRNA)である、実施形態4又は5の殺有害生物性組成物。
8.外因性の殺有害生物性活性成分が、殺真菌活性を有する成分、殺有害生物活性を有する成分、殺線虫活性を有する成分、選択的除草活性を有する成分、殺菌活性を有する成分、及び広範囲の活性を有する成分からなる群から選択される、実施形態4の殺有害生物性組成物。
9.親細菌の細胞分割機能における改変が、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つにおける改変を含む、実施形態1~8のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
10.zリング阻害タンパク質が、minCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドからなる群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子が、minEポリペプチド及びDivIVAポリペプチドからなる群から選択され、隔壁機構構成要素が、ftsZポリペプチド及びftsAポリペプチドからなる群から選択される、実施形態9の殺有害生物性組成物。
11.殺有害生物性親細菌が、ストレプトマイセス・アベルミティリス(Streptomyces avermitilis)、サッカロポリスポラ・スピノセ(Saccharopolyspora spinose)、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)、ブレビバチルス・ラテロスポラス(Brevibacillus laterosporus)、クロストリジウム・ビフェルメンタンス(Clostridium bifermentans)、乳化病菌(Bacillus popilliae)、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)、キセノラブダス・ネマトフィラ(Xenorhabdus nematophila)、セラチア・エントモフィラ(Serratia entomophila)、エルシニア・エントモファーガ(Yersinia entomophaga)、シュードモナス・エントモフィラ(Pseudomonas entomophila)、バークホルデリア属(Burkholderia spp.)、クロモバクテリウム・サブツガエ(Chromobacterium subtsugae)、及び大腸菌(Escherichia coli)からなる群から選択される、実施形態1~10のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
12.殺有害生物性親細菌が、枯草菌(Bacillus subtilis)株RTI477、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 6633、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 21332、枯草菌(Bacillus subtilis)株168、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC9943、枯草菌(Bacillus subtilis)株QST713、及び枯草菌(Bacillus subtilis)株NCIB3610、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI02A DSM32019、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI03 DSM32285、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI05 DSM24918、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株RTI301、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB24、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB42、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株BA-1、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株LMG5-29032、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株MBI600、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株CECT8836、及びバチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株M4(S499)からなる群から選択される、実施形態11の殺有害生物性組成物。
13.殺有害生物性親細菌が、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)であり、殺有害生物性ミニ細胞が、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素Pirを含む、実施形態1~11のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
14.殺有害生物性親細菌が枯草菌(Bacillus subtilis)であり、殺有害生物性ミニ細胞が外因性の殺有害生物性分子を含む、実施形態1~11のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
15.殺有害生物性親細菌が、1つ以上の外因性の殺有害生物性活性成分を発現する遺伝子改変大腸菌(Escherichia coli)である、実施形態1~10のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
16.組成物が、葉面処理、注入処理、発芽前処理、及び発芽後処理の少なくとも1つとして植物に施用される、実施形態1~15のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
17.組成物が、使用準備完了(RTU)製剤、懸濁濃縮物、タンクミックス、エアロゾル、種子処理剤、根浸漬剤、土壌処理剤、潅漑製剤、スプリンクラー製剤、及び灌注処理剤のうちの少なくとも1つとして製剤化される、実施形態1~16のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
18.組成物が種子処理剤として製剤化される、実施形態17の殺有害生物性組成物。
19.組成物が、約1×10~約1×10粒子/種子の割合で施用され、割合が種子の大きさに基づいて決定される、実施形態18の殺有害生物性組成物。
20.組成物が、約1×10粒子/種子の割合で施用される、実施形態19の殺有害生物性組成物。
21.組成物が、根浸漬剤として製剤化される、実施形態17の殺有害生物性組成物。
22.組成物が、約1×10~約1×10粒子/植物根系の割合で施用される、実施形態21の殺有害生物性組成物。
23.農薬界面活性剤をさらに含み、農薬界面活性剤が、噴霧性、展延性、及び注入性の特徴の少なくとも1つを改善する、実施形態1~22のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
24.液体担体相が、水性又は油性である、実施形態1~23のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
25.担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、及び外因性の殺有害生物性活性成分の少なくとも1つをさらに含む、実施形態1~24のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
26.外因性の殺有害生物性タンパク質毒素が、Pir毒素及びCry毒素を含む、実施形態25の殺有害生物性組成物。
27.外因性の殺有害生物性核酸が、二本鎖RNA(dsRNA)若しくはその前駆体、ヘアピンRNA(hpRNA)若しくはその前駆体、又はマイクロRNA(miRNA)若しくはその前駆体である、実施形態25の殺有害生物性組成物。
28.外因性の殺有害生物性活性成分が、殺真菌活性を有する成分、殺有害生物活性を有する成分、殺線虫活性を有する成分、選択的除草活性を有する成分、殺菌活性を有する成分、及び広範囲の活性を有する成分からなる群から選択される、実施形態25の殺有害生物性組成物。
29.組成物が種子処理剤として製剤化される、実施形態25~28のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
30.担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分が、種子100kg当たり約1g~約10gの量で存在する、実施形態29の殺有害生物性組成物。
31.担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分が、約1×10粒子/種子の量で存在する、実施形態29の殺有害生物性組成物。
32.組成物が根浸漬剤として製剤化される、実施形態25~28のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
33.担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分が、約25mg~約200mg活性成分/Lで存在する、実施形態32の殺有害生物性組成物。
34.担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分が、約1×10~約1×10の粒子/植物根系の量で存在する、実施形態32の殺有害生物性組成物。
35.ミニ細胞粒子濃度が約1×10~約8×1014である、実施形態1~34のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
36.ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性が、同じ有害生物を標的とする、実施形態4~35のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
37.ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性が、異なる有害生物を標的とする、実施形態4~35のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
38.外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性と、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性が同じ有害生物を標的とする、実施形態25~37のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
39.外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性と、担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性が異なる有害動植物を標的とする、実施形態25~37のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
40.少なくとも1つの有害生物が、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)及びセルコスポラ属(Cercospora spp.)からなる群から選択される、実施形態1~39のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
41.殺有害生物性ミニ細胞が安定なままであり、少なくとも8ヶ月、少なくとも9ヶ月、少なくとも10ヶ月、少なくとも11ヶ月、少なくとも12ヶ月、又は少なくとも13ヶ月間、殺有害生物活性を保持する、実施形態1~40のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
42.殺有害生物性ミニ細胞を作製する方法であって、
a)親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む殺有害生物性親細菌を提供する工程と、
b)殺有害生物性ミニ細胞の形成を可能にする条件下で、殺有害生物性親細菌を増殖させる工程と、
c)遠心分離、タンジェンシャルフローろ過(TFF)、又はTFF及び遠心分離を用いて殺有害生物性ミニ細胞を精製する工程と、
を含む、方法。
43.工程(c)が、1リットル当たり約1010の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1011の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1012の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1013の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1014の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1015の殺有害生物性ミニ細胞、1リットル当たり約1016の殺有害生物性ミニ細胞、又は1リットル当たり約1017の殺有害生物性ミニ細胞を生成する、実施形態42の方法。
44.工程(d)殺有害生物性ミニ細胞を乾燥させて、保存安定性の殺有害生物性ミニ細胞組成物を生成する工程をさらに含む、実施形態42又は実施形態43の方法。
45.保存安定性殺有害生物性ミニ細胞組成物が、少なくとも8ヶ月間、少なくとも9ヶ月間、少なくとも10ヶ月間、少なくとも11ヶ月間、少なくとも12ヶ月間、又は少なくとも13ヶ月間、殺有害生物活性を保持する、実施形態44の方法。
46.親細菌の細胞分割機能における改変が、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つにおける改変を含む、実施形態42~45のいずれか1つの方法。
47.zリング阻害タンパク質が、minCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドからなる群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子が、minEポリペプチド及びDivIVAポリペプチドからなる群から選択され、隔壁機構構成要素が、ftsZポリペプチド及びftsAポリペプチドからなる群から選択される、実施形態46の方法。
48.殺有害生物性ミニ細胞生成親細菌であって、
(i)殺有害生物性親細菌が、親細菌の細胞分割機能を改変する遺伝子突然変異を含み、
(ii)殺有害生物性親細菌が、100mg/kg未満の少なくとも1つの植物有害生物に対するLD50を有する商業的に関連する殺有害生物活性を示す、殺有害生物性ミニ細胞生成親細菌。
49.親細菌の細胞分割機能を改変することが、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素の少なくとも1つのレベル又は活性を改変することを含む、実施形態48の殺有害生物性ミニ細胞生成親細菌。
50.zリング阻害タンパク質が、minCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドからなる群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子が、minEポリペプチド及びDivIVAポリペプチドからなる群から選択され、隔壁機構構成要素が、ftsZポリペプチド及びftsAポリペプチドからなる群から選択される、実施形態48又は実施形態49の殺有害生物性ミニ細胞生成親細菌。
51.有害生物の防除方法であって、
実施形態1~41のいずれか1つの殺有害生物性組成物を、植物又は植え付けられる領域に施用すること、を含む方法。
52.施用が、注入施用、葉面施用、発芽前施用、又は発芽後施用のうちの少なくとも1つを含む、実施形態51の方法。
53.防除が、以下のうちの少なくとも1つを含む、実施形態51又は実施形態52の方法:
組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物上の有害生物数の減少、及び
組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物に対する物理的損傷の減少。
54.有害生物数の減少が、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少であり、物理的損傷の減少が、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少である、実施形態53の方法。
55.組成物が、使用準備完了(RTU)製剤、懸濁濃縮物、タンクミックス、エアロゾル、種子処理剤、根浸漬剤、土壌処理剤、潅漑製剤、スプリンクラー製剤、又は灌注処理剤のうちの少なくとも1つとして製剤化される、実施形態51~54のいずれか1つの方法。
56.有害生物が、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)及びセルコスポラ属(Cercospora spp.)からなる群から選択される、実施形態51~55のいずれか1つの方法。
57.水和剤であって、
親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む複数の殺有害生物性親細菌に由来する複数の乾燥殺有害生物性ミニ細胞、
を含み、
組成物が植物に施用された際に、植物中又は植物上の少なくとも1つの有害生物を防除するための殺有害生物性組成物を作り出すために、水性担体中に分散するように構成されている、水和剤。
58.粘土成分、カオリン成分、タルク成分、白亜成分、カルサイト成分、石英成分、軽石成分、珪藻土成分、バーミキュライト成分、ケイ酸塩成分、二酸化ケイ素成分、シリカ粉末成分、アルミニウム成分、硫酸アンモニウム成分、リン酸アンモニウム成分、炭酸カルシウム成分、尿素成分、糖成分、デンプン成分、おがくず成分、粉砕ココナッツ殻成分、粉砕コーンコブ成分、及び粉砕タバコ茎成分のうちの少なくとも1つを含む農薬的に許容される固体担体成分をさらに含む、実施形態57の水和剤。
59.水性担体が水を含む、実施形態57又は実施形態58の水和剤。
60.防除が以下の少なくとも1つを含む、実施形態57~59のいずれか1つの水和剤:
組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物上の有害生物数の減少、及び
組成物で処理されていないチェック植物と比較した場合の植物に対する物理的損傷の減少。
61.有害生物数の減少が、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少であり、物理的損傷の減少が、少なくとも10%の減少、少なくとも15%の減少、少なくとも20%の減少、少なくとも25%の減少、少なくとも30%の減少、少なくとも40%の減少、少なくとも50%の減少、少なくとも60%の減少、少なくとも70%の減少、又は少なくとも80%の減少である、実施形態60の水和剤。
62.少なくとも1つの有害生物が、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)及びセルコスポラ属(Cercospora spp.)からなる群から選択される、実施形態57~61のいずれか1つの水和剤。
63.親細菌の細胞分割機能を改変することが、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つのレベル又は活性を改変することを含む、実施形態57~62のいずれか1つの水和剤。
64.zリング阻害タンパク質が、minCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドからなる群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子が、minEポリペプチド及びDivIVAポリペプチドからなる群から選択され、隔壁機構構成要素が、ftsZポリペプチド及びftsAポリペプチドからなる群から選択される、実施形態63の水和剤。
65.種子と、
種子を被うコーティングであって、親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの突然変異を含む複数の殺有害生物性親細菌に由来する複数の殺有害生物性ミニ細胞を含む、コーティングと、
を含み、
複数の殺有害生物性ミニ細胞が、種子又はそこから出現する実生を摂食する少なくとも1つの有害生物に殺有害生物活性をもたらすのに十分な粒子濃度で存在する、植物用組成物。
66.親細菌の細胞分割機能における改変が、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つにおける改変を含む、実施形態65の植物用組成物。
67.zリング阻害タンパク質が、minCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドからなる群から選択され、細胞分裂トポロジー特異性因子が、minEポリペプチド及びDivIVAポリペプチドからなる群から選択され、隔壁機構構成要素が、ftsZポリペプチド及びftsAポリペプチドからなる群から選択される、実施形態66の植物用組成物。
68.殺有害生物性親細菌が、ストレプトマイセス・アベルミティリス(Streptomyces avermitilis)、サッカロポリスポラ・スピノセ(Saccharopolyspora spinose)、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)、ブレビバチルス・ラテロスポラス(Brevibacillus laterosporus)、クロストリジウム・ビフェルメンタンス(Clostridium bifermentans)、乳化病菌(Bacillus popilliae)、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)、キセノラブダス・ネマトフィラ(Xenorhabdus nematophila)、セラチア・エントモフィラ(Serratia entomophila)、エルシニア・エントモファーガ(Yersinia entomophaga)、シュードモナス・エントモフィラ(Pseudomonas entomophila)、バークホルデリア属(Burkholderia spp.)、クロモバクテリウム・サブツガエ(Chromobacterium subtsugae)、及び大腸菌(Escherichia coli)からなる群から選択される、実施形態65~67のいずれか1つの植物用組成物。
69.殺有害生物性親細菌が、枯草菌(Bacillus subtilis)株RTI477、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 6633、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 21332、枯草菌(Bacillus subtilis)株168、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 9943、枯草菌(Bacillus subtilis)株QST713、及び枯草菌(Bacillus subtilis)株NCIB 3610、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI02A DSM 32019、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI03 DSM 32285、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI05 DSM 24918、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株RTI301、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB24、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB42、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株BA-1、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株LMG 5-29032、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株MBI600、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株CECT8836、及びバチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株M4(S499)からなる群から選択される、実施形態68の植物用組成物。
70.コーティングが約1×10~約1×10粒子/種子の粒子濃度を含み、濃度が、種子の大きさに基づいて決定される、実施形態65~69のいずれか1つの植物用組成物。
71.粒子濃度が約1×10粒子/種子を含む、実施形態70の植物用組成物。
72.少なくとも1つの有害生物が、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)及びセルコスポラ属(Cercospora spp.)からなる群から選択される、実施形態65~71のいずれか1つの植物用組成物。
73.種子が、ダイズ、イチゴ、クロスグリ、ホワイトカラント、アカフサスグリ、ブラックベリー、ラズベリー、トマト、コショウ、チリ、ジャガイモ、ナス、キュウリ、レタス、チコリー、アブラナ属、トウモロコシ、コムギ、イネ、キャノーラ、メロン、ケール、ニンジン、又はマメからなる群から選択される、実施形態65~72のいずれか1つの植物用組成物。
74.殺有害生物性組成物であって、
minCポリペプチド、minDポリペプチド、minEポリペプチド、ftsZポリペプチド、ftsAポリペプチド、parAポリペプチド、parBポリペプチド、DivIVAポリペプチド、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される1つ以上の細胞分割機能因子のレベル又は活性の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む殺有害生物性親細菌に由来する殺有害生物性ミニ細胞
を含む、殺有害生物性組成物。
75.殺有害生物性ミニ細胞が、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、及び外因性の殺有害生物性活性成分の少なくとも1つを含む、実施形態74の殺有害生物性組成物。
76.殺有害生物性ミニ細胞が、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素及び外因性の殺有害生物性核酸のいずれか又は両方を発現するようにコードされた外因性発現カセットをさらに含む、実施形態75の殺有害生物性組成物。
77.外因性の殺有害生物性タンパク質毒素が、Pir毒素又はCry毒素を含む、実施形態75又は実施形態76の殺有害生物性組成物。
78.外因性の殺有害生物性核酸が、二本鎖RNA(dsRNA)又はヘアピンRNA(hpRNA)である、実施形態75又は実施形態76の殺有害生物性組成物。
79.外因性の殺有害生物性活性成分が、殺真菌活性を有する成分、殺有害生物活性を有する成分、殺線虫活性を有する成分、選択的除草活性を有する成分、殺菌活性を有する成分、及び広範囲の活性を有する成分からなる群から選択される、実施形態75の殺有害生物性組成物。
80.ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性が同じ有害生物を標的とする、実施形態74~79のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
81.ミニ細胞の殺有害生物活性と外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、又は外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性が異なる有害生物を標的とする、実施形態74~79のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
82.少なくとも1つの有害動植物が、コナガ(DBM)、コクヌストモドキ(RFB)、コロラドハムシ(CPB)、スジコナマダラメイガ、ツマジロクサヨトウ(FAW)、アジアンスポットボールワーム、鱗翅目属(Lepidoptera spp.)、鞘翅目属(Coleoptera spp.))、双翅目属(Diptera spp.)、フィトフトラ属(Phytophthora spp.)、ナラタケ属(Armillaria spp.)、コレトトリクム属(Colletotrichum spp.)、ボトリチス属(Botrytis spp.)及びセルコスポラ属(Cercospora spp.)からなる群から選択される、実施形態74~81のいずれかの殺有害生物性組成物。
83.殺有害生物性ミニ細胞が安定なままであり、少なくとも8ヶ月間、少なくとも9ヶ月間、少なくとも10ヶ月間、少なくとも11ヶ月間、少なくとも12ヶ月間、又は少なくとも13ヶ月間、殺有害生物活性を保持する、実施形態74~82のいずれか1つの殺有害生物性組成物。
本開示の主題は、限定としてではなく、本発明の例示として提供される以下の実施例を参照することによってより良く理解されるであろう。
実施例1:遺伝子改変による殺有害生物性ミニ細胞の生成
この実施例は、殺有害生物性ミニ細胞が種々の遺伝子突然変異によって殺有害生物性親細菌細胞から生成され得ることを示す。この実施例では、親細菌の細胞分割機能の調節に関与する1つ以上の遺伝子の破壊、すなわち、zリング阻害タンパク質(例えば、minC又はminD)の破壊、又はzリング阻害タンパク質及び細胞分裂トポロジー特異性因子(例えば、minCDE)の破壊を含む殺有害生物性ミニ細胞を生成する方法が提供される。さらに、minオペロンの破壊又は隔壁機構構成要素FtsZの過剰発現を介してADAS生成株を作製する遺伝的手段が提供される。
材料及び方法
標的遺伝子のバイオインフォマティクスによる同定
フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)株TT01及びクレイニイ(Kleinii):目的の遺伝子の配列は、パスツール研究所(Institut Pasteur)によってサポートされているデータベースPhotoList World-wide Web Server(http://genolist.pasteur.fr/PhotoList/genome.cgi)上で見出された。
枯草菌亜種イナクオソラム(Bacillus subtilis subsp.inaquosorum):ゲノム配列をもたない種で破壊する配列を同定するために、以下の手順を行う。プライマーPrimers017及びPrimers046を用いてPCRにより染色体からrDNAを増幅し、サンガー配列決定により配列決定する(表1)。次いで、最も近い配列決定された近縁株を、ヌクレオチドBLASTを用いて同定する。この最も近い近縁のゲノム配列を用いて、ミニ細胞形成に関与する遺伝子(divIVA、minC、minD)を同定し、これらの遺伝子座の破壊を標的とするプライマーを設計する。さらに、胞子形成のマスターレギュレーターであるspo0Aの配列を同定し、遺伝子破壊のための相同領域を増幅するためのプライマーを設計するために使用する。
Figure 2024517408000002
ftsZ過剰発現及びmin突然変異を介したフォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)株からの殺有害生物性ミニ細胞の生成。
ftsZタンパク質の過剰発現によるミニ細胞の生成:殺有害生物性ミニ細胞を、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)株TT01及びクレイニイ(Kleinii)から、天然ftsZタンパク質の過剰発現によって生成した。配列及び天然リボソーム結合部位(RBS)を含むBsaI gBlockを順序付けた。Golden Gateアセンブリを使用して、gBlockを発現ベクターPla071(アンピシリン耐性及びaTcによって誘導されるTetRプロモーターを含むCloDF起点)に移動させた。得られた発現ベクターはPla097であり、化学的にコンピテントな細胞による熱ショックを介して大腸菌(E.coli)DH5αに形質転換した。これが完了したら、プラスミドを大腸菌(E.coli)株からミニプレップし、次いでフォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)に形質転換した。フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)株をCASO培地中で増殖させ、5%[w/v]スクロース+1mM HEPES緩衝液中で洗浄し、CASO+カルベニシリン50μg/mL上にプレーティングし、30℃で2日間増殖させた。回収プレート上で増殖したコロニーを採取し、コロニーPCRを行って、適切なプラスミド増殖を試験した。プライマーoLK015(配列番号2)及びoAF086(配列番号1)を用いて、P.ルミネッセンス(P.luminescens)遺伝子ftsZの存在及びプラスミド形質転換の成功を検証した。
ミニ細胞の生成のために、プレートを凍結グリセロールストックから画線し、30℃で2日間インキュベートした。コロニーを採取し、LB+Carb 50に接種して、30℃で一晩増殖させた。翌朝、一晩培養物を、より大量の培地+抗生物質中で1:200に希釈した。培養物はOD600 0.5に達するまで増殖し、次いで培養物を100ng/mLのaTcで誘導し、一晩増殖させた。翌日、培養物を処理して、実施例2に記載の分化遠心分離プロセスの後に一晩生成されたミニ細胞を収集した。
minCDEオペロンの欠失によるミニ細胞の生成:オペロンをノックアウトするために、細胞に自殺プラスミドをトランスフェクトする。プラスミドpPINTは、Johannes-Gutenberg-Universitaet Mainz、Institut fuer Molekulare PhysiologieのRalf Heermann研究所から入手する。pPINTプラスミドは、抗生物質カセットの挿入のための相同性アームの付加を可能にする多重クローニング部位(MCS)を有する。相同性アームは、ゲノムに結合したpPINT MCSに一致する切断部位オーバーハングを有するプライマーを用いて作製される。一方のアームはminCの上流に500bpを含むように設定され、他方のアームはminEの下流に500bpを含むように設定される。制限消化及びライゲーションを用いて、次いで最後のpPINTプラスミドを栄養要求性ドナーpir+大腸菌(E.coli)株に形質転換する。これは、プラスミドのR6K起点のために必要である。ドナー株がプラスミドを有すると、トランスフェクションプロトコルが開始される。トランスフェクションは、minCDEオペロンが位置する抗生物質カセットを挿入するための相同組換えをもたらす。トランスフェクションから適切な抗生物質耐性を選択するために、フォトラブダス(Photorhabdus)株をKan35上にプレーティングする。この第1のレベルの選択に続いて、ドナー株に対して選択するために、コロニーをスクロース含有寒天上に置く。PCR検証は、相同性アームの外側に着地するプライマーと、抗生物質カセットの内側に着地するプライマーとを使用して実行される。minCDEオペロンが除去され、細胞分裂の調節がないので、ミニ細胞が生成される。minCDEがなければ、細胞の分裂は制御されず、ftsZリングが細菌の極に形成され、それが締めて閉じたときにミニ細胞を作り出す。ミニ細胞生成のために、グリセロールフリーザーストックからの新鮮なプレートを画線し、30℃で一晩インキュベートする。翌日、単一のコロニーを50mLのLB培養物に接種する。培養物を30℃で一晩増殖させ、翌日、一晩培養物10mLを採取し、500mL培養物に接種する。このプロセスを繰り返して、2つのフラスコの間に合計1リットルの材料を有する。上述のように、ミニ細胞はminCDE突然変異により生成される。翌日、培養物を処理して、実施例2に記載の分化遠心分離プロセスの後に一晩生成されるミニ細胞を収集する。
min突然変異による枯草菌亜種イナクオソラム(Bacillus subtilis subsp.inaquosorum)からの殺有害生物性ミニ細胞の生成
枯草菌亜種イナクオソラム(B.subtilis.subsp.inaquosorum)の殺有害生物性ミニ細胞を生成するために、divIVA及びminCDのゲノム欠失が生成される。divIVA及び/又はminCD遺伝子座は、loxP組換え部位に隣接するカナマイシン耐性又はエリスロマイシン耐性のいずれかをコードする抗生物質耐性遺伝子で置き換えられる(Koo,et al 2017年と同様の戦略に従って)。胞子形成のマスターレギュレーターであるspo0Aもまた、ミニ細胞の精製をより煩雑にする、ミニ細胞の形成と競合し、同様のサイズである胞子の形成を防止するために欠失される。簡潔に述べると、divIVA、minCD、又はspo0A遺伝子座の上流及び下流の1kb領域をPCRによって増幅する。次いで、これらの相同性アームを、PCRを介して抗生物質耐性マーカー及びloxP部位をコードする遺伝子に縫い付けて、ノックアウトカセットを作製する。次いで、カセットを、標準的な形質転換手順に従って、枯草菌亜種イナクオソラム(B.subtilis subsp.inaquosorum)に形質転換する。
次いで、耐性マーカーを、Cre-loxリコンビナーゼ系の使用によって除去する。簡潔に述べると、divIVA、minCD、及びspo0A遺伝子座に破壊を含む株を、恒常的に発現するCreリコンビナーゼ遺伝子及び温度感受性複製起点をコードするプラスミドpDR422で形質転換し、スペクチノマイシン選択的LB寒天プレート上に30℃でプレーティングする。翌日、いくつかのコロニーを非選択的LB寒天プレート上に再度画線し、37℃でインキュベートしてpDR422プラスミドを除去する。得られたコロニーをカナマイシン、エリスロマイシン、スペクチノマイシン、及び単純なLB-寒天プレートにパッチして、全ての抗生物質耐性の喪失を確認する。
ミニ細胞の生成は、枯草菌亜種イナクオソラム(B.subtilis subsp.inaquosorum)の培養物におけるミニ細胞の観察によって確認される。簡潔に述べると、変異型枯草菌(B.subtilis)の単一コロニーを採取し、37℃で3時間、又はOD600=1に達するまで、LB中で増殖させる。次いで、培養物1μLを、PBS中1.5%アガロースで作られた顕微鏡スライド上のパッド上に置く。カバースリップを上に置き、培養物を、位相差光学顕微鏡法によって100倍油浸対物レンズで撮像する。
結果
以下の表2Aは、殺有害生物性親細菌細胞、最も近い近縁細菌、及び分類を提供する。表2Bは、ミニ細胞の生成のための殺有害生物性親細菌細胞において同定されたタンパク質を提供する。
Figure 2024517408000003
Figure 2024517408000004
図1は、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)ftsZ遺伝子が発現ベクター中に首尾よく挿入されたことを示す配列決定マップを提供する。
実施例2:殺有害生物性ミニ細胞の単離及び特徴付け
いくつかの方法を用いて、親細菌培養物からミニ細胞を精製することができる。この実施例は、ミニ細胞単離のための3つの方法:遠心分離プロセス、タンジェンシャルフローろ過(TFF)プロセス、及び複合遠心分離-TFFプロセスを記載する。全ての場合において、ミニ細胞培養物を滅菌するために抗生物質処理が使用される。
材料及び方法
培地の最適化
LBをベースラインとして使用し、発酵用のより最適な培地を同定するための研究を行った。いくつかの培地を、細菌株のミニ細胞生成について試験した。試験した培地は、異なる炭素源(Casアミノ酸/酵母抽出物/ペプトン)、LB、及びTB+2%グリセロールを有する限定培地を含んでいた。ミニ細胞プロトコルに従って、250mLフラスコ中の50mLの材料を用いて研究を行った。精製ミニ細胞試料をSpectradyneで測定し、結果を比較した。
ミニ細胞生成株の培養
ミニ細胞を生成するために、プレートを凍結グリセロールストックから画線し、30℃で2日間インキュベートした。コロニーを採取し、一晩培養物をLB+Carb 50に接種して、30℃で一晩増殖させた。翌朝、一晩培養物を、より大量の培地+抗生物質中で1:200に希釈した。培養物をOD600 0.5に達するまで増殖させ、次いで培養物を100ng/mLのaTcで誘導し、一晩増殖させた。翌日、培養物を処理して、以下に記載する分化遠心分離プロセスの後に一晩生成されたミニ細胞を収集した。
枯草菌(B.subtilis)のミニ細胞生成株を、リッチ培地(LB)中で、250rpmで振盪しながら37℃で2.5L振盪フラスコ中で1リットル培養物中で増殖させる。培養物を、新鮮なLB-寒天プレートから単一コロニーを選択することによって接種し、12、16、18、又は24時間培養する。
遠心分離粒子の精製
簡潔に述べると、細菌培養物をOD600=10に希釈し、最も遅い加速速度を用いて、1リットルボトル中、4000xg(Sorval Lynx6000)で40分間遠心分離する。次いで、ミニ細胞に富む上清を17,000gで1時間遠心分離して、ミニ細胞をペレット化する。次いで、得られたペレットを、200μg/mLのセフトリアキソン及び20μg/mLのシプロフロキサシンを含む50mLの新鮮なLBに再懸濁し、培養物を2時間30℃に置いて、残存する親細菌を除去する。この溶液をスイングバケットローター(Beckman Coulter)中、4,000xgで15分間遠心分離して、死んだ親細菌細胞及び大きな残屑を除去する。次いで、ミニ細胞を20,000xg(Sorval Lynx6000)で20分間ペレット化し、等量の0.2μmろ過PBS中に再懸濁する。この工程を全2回洗浄について繰り返し、得られたミニ細胞ペレットを最終容量1mLの0.2μmろ過PBSに再懸濁する。
TFF粒子の精製
簡潔に述べると、親細胞の大部分を、0.65μMフィルターを使用する第1のタンジェンシャルフローろ過(TFF)によって除去し、濃度せずに透過液を収集する。次いで、汚染物質を除去し、ミニ細胞に富む透過液を、750kDaのTFFフィルターの使用により10倍濃縮し、残余分を収集する。次いで、ミニ細胞に富む残余分を、200μg/mLのセフトリアキソン及び20μg/mLのシプロフロキサシンで処理し、培養物を2時間30℃に置いて、残りの親細菌を除去し、次いで、上述したように処理する。
遠心分離-TFF粒子精製
ミニ細胞単離のこの方法は、「遠心分離粒子精製」及び「TFF粒子精製」からの工程を組み合わせる。簡潔に述べると、培養物をOD600=10に希釈し、「遠心分離粒子精製」におけるように遠心分離を介して親細胞を除去する。次いで、ミニ細胞に富む上清を汚染物質から精製し、「TFF粒子精製」におけるように750kDaフィルターを使用することによってTFFを介して濃縮する。次いで、ミニ細胞に富む残余分を抗生物質で処理し、洗浄し、「遠心分離粒子精製」及び「TFF粒子精製」におけるように濃縮する。
ミニ細胞の特徴付け
単離されたミニ細胞を、顕微鏡、粒径分析、及びサイトゾルタンパク質GroELについてのウェスタンブロッティングによって検証した。図3Aは、ミニ細胞単離の前後のミニ細胞生成P.ルミネッセンス(P.luminescens)株の培養物の位相差顕微鏡画像を示す。図3Bは、粒径分析結果を示す。粒径分布及び濃度は、Spectradyne nCS1を用いて計数することによって測定した。
ミニ細胞が真のミニ細胞であり、フォトラブダス(Photorhabdus)種が生成すると報告されている細胞外小胞ではないことを確認するために、サイトゾルシャペロンGroELについてのウェスタンブロッティングを行った。簡潔に述べると、3.33μLの1倍LDS試料緩衝液(Thermo)を、1e9粒子を含む10μLの試料と混合した。試料を95℃で5分間、1.5mLチューブ中で煮沸し、ベンチトップ遠心分離機で回転させて、蓋から凝縮物を除去した。試料全体を、Bolt 4-12% Bis-Tris PAGEゲル(Thermo)にロードした。7μLのChameleon Duoラダー(LiCOR)を標準としてロードした。タンパク質を、一定の200Vで25分間流すことによってゲル上で分離した。次いで、タンパク質を、V0プログラムを使用するiBlotシステム(Thermo)を使用してニトロセルロース膜に転写した。転写後、膜を、マウス抗GroEL抗体(Abcam ab82592)及びヤギ抗マウスAlexa Fluor 647(Thermo A32728)と共に、iBind(Thermo)を介して、製造業者が推奨する抗体希釈を用いてインキュベートした。次いで、ブロットを、Alexa Fluor 647用のスマート露光設定を使用して、iBrightイメージャー(Thermo)で画像化した。図3Cは、サイトゾルシャペロンGroELについてのウェスタンブロットの画像を示す。
結果
図2は、媒体最適化試験の結果を示す。
図3A~3Cは、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)から生成された殺有害生物性ミニ細胞を特徴付けるアッセイを示す。図3Aは、約500nmの球状ミニ細胞粒子が明瞭に見える顕微鏡画像である(右側)。図3Bは、1リットル当たり1e10、1e11、及び1e12を超える濃度が1Lの培養物から収集され、平均粒径が450nmであることを示した、粒径分析結果を示す。図3Cは、サイトゾルシャペロンGroELについてのウェスタンブロットの画像を示す。ミニ細胞のみがGroELに対して陽性であり、一方、細胞外小胞はペリプラズム材料のみを含むので、陽性ではなかったことが分かる。
実施例3:殺有害生物性親細菌に由来する殺有害生物性ミニ細胞を含む殺有害生物性組成物による植物の処理は、植物の健康を維持しながら、昆虫有害生物を死滅させる
この実施例は、昆虫プルテラ・キシロステラ(Plutella xylostella)(コナガ)を、昆虫病原性微生物フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminsecens)に由来する殺有害生物性ミニ細胞を含む殺有害生物性組成物で処理することによって、それらを死滅させ又は適応度を低下させる能力を実証する。この実施例はまた、この処理が、感受性植物における植物損傷の減少をもたらすことを実証する。
材料及び方法
昆虫飼育
P.キシロステラ(P.xylostella)卵はBenzon Researchから購入し、Benzon Researchから購入した人工食餌(一般的な夜間食餌)で飼育した。食餌は以下のように調製した:
1. 沸騰水に162gの一般的な夜間食餌粉末を加えた
2. 80℃~90℃の温度を保ちながら、内容物を15分間徹底的に混合した
3. 混合物を70℃に冷却し、アマニ油5mLを加え、徹底的に混合した
4. 次いで、食物を飼育容器に分注し、冷却させ、固化させた
DBM卵を食餌の上に置き、孵化させ、給餌した。全ての飼育容器は、25℃、16時間:8時間の明:暗サイクル、及び34%の湿度で維持した。幼虫が第2齢段階に達したら、それらを人工食餌又はリーフディスクアッセイに使用した。この段階で、幼虫を全植物アッセイに使用することもできる。
人工食餌、リーフディスクアッセイ及び全植物を用いた昆虫の実験的処理
人工食餌アッセイのために、0.38mLの夜間食餌を48ウェルプレートの各ウェルに分注し、冷却し、4℃で一晩保存した。翌日、10、10、1010、若しくは1011の殺虫性ミニ細胞(実施例2のように調製)、又は陰性対照としての滅菌PBSの30μLの組成物を、各ウェルの食餌の上に層状に重ねた。ドラフト中で1時間乾燥した後、1匹の第2齢段階DBM幼虫を各ウェルに入れた。次いで、プレートをBreathe Easierシート(Qiagen)でしっかりとテープ留めし、16時間:8時間の明:暗サイクル及び34%湿度で25℃に維持されたインキュベーター中に置いた。
リーフディスクアッセイのために、リーフディスクを、円形革カッターを用いてキャノーラ葉から作製した。次いで、各リーフディスクを12ウェルプレート中の1%のオートクレーブした寒天ゲルの上に置いた。各プレートの画像を、ミニ細胞組成物の施用及び昆虫の寄生の前に、Lemnatecイメージャーで撮影した。拡散を容易にするために、Silwet L-77を、0.05%の最終濃度まで全てのミニ細胞溶液に添加した。次いで、10、10、1010、若しくは1011のP.ルミネッセンス(P.luminescens)ミニ細胞、又は陰性対照としてのPBSを含む25μLの溶液をリーフディスクに分注し、完全に乾燥させた。乾燥後、5匹の第2齢DBM幼虫を各リーフディスク上に置いた。プレートをBreathe Easierシートで密封し、16時間:8時間の明:暗サイクル及び34%湿度で25℃に維持されたインキュベーター中に置いた。
全植物アッセイのために、3つの葉段階キャノーラ植物を使用する。新鮮なDBM卵を、湿ったペーパータオルと共に一晩、孵化チャンバに放置する。12個のキャノーラ植物を、ミニ細胞溶液を噴霧する前に各ケージ内に置く。それらを1時間乾燥させてから、寄生させる。育成チャンバからのペーパータオル(数百匹の新生仔を含む)を半分に切断し、各ケージ内に置く。
処理後の植物の健康及び昆虫の適応度の読み取り(LD50アッセイ)
人工食餌又はリーフディスクアッセイにおける昆虫適応度に対する殺有害生物性ミニ細胞の効果を3日後に決定した。生育幼虫を計数し、発育段階を決定した。死亡率及び発育阻止を決定した。DBM幼虫におけるP.ルミネッセンス(P.luminescens)ミニ細胞のLD50を、人工食餌に施用したミニ細胞の数に対して幼虫の生存率をプロットし、用量応答曲線(GraphPad Prism9)を当てはめることによって決定した。
リーフディスクアッセイのために、リーフディスクプレートの写真をLemnatechイメージャーで撮影し、消費されたリーフディスクのパーセンテージを計算した。
植物全体のアッセイでは、幼虫の大きさ及び植物への損傷が、毎日の観察及び写真によって記録される。蛹化及び非蛹化幼虫の数を実験終了時に計数し、各植物の重量を測定して、DBM生存及び摂食に対するミニ細胞の効果を評価する。
結果
図4A~4Cは、プルテラ・キシロステラ(Plutella xylostella)(コナガ;DBM)を、P.ルミネッセンス(P.luminescens)から生成されたミニ細胞を含む殺有害生物性組成物で処理したLD50アッセイの結果を示す。図4A~4Bは、DBM幼虫に、P.ルミネッセンス(P.luminescens)株TT01(図4A)又はクレイニイ(Kleinni)(図4B)に由来するミニ細胞粒子の一連の濃度を給餌した人工食餌LD50アッセイの結果を示す。死亡率は、給餌の3日後に記録した。図4Cは、DBM幼虫に、P.ルミネッセンス(P.luminescens)株TT01又はクレイニイ(Kleini)に由来するミニ細胞粒子の一連の濃度を給餌し、3日後に死亡率を記録した、リーフディスクアッセイLD50アッセイの結果を示す。これらのアッセイにおいて、殺有害生物性ミニ細胞は、死亡率及び強い発育阻止表現型を示した。
実施例4:鱗翅目昆虫のパネルの、殺有害生物性親細菌に由来する殺有害生物性ミニ細胞を含む殺有害生物性組成物での処理は、P.キシロステラ(P.xylostella)の高い感受性を示す
この実施例は、昆虫病原性微生物フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)に由来する殺有害生物性ミニ細胞を含む殺有害生物性組成物でそれらを処理することによる、昆虫プルテラ・キシロステラ(Plutella xylostella)(コナガ)を特異的に死滅させるか又はその適応度を減少させる(他の昆虫幼虫ではなく)能力を実証する。
材料及び方法
人工食餌を用いた昆虫の飼育と実験的処理
ヨーロッパ・コーン・ボーラー(European Corn Borer)(オストリニア・ヌビラリス(Ostrinia nubilalis);ECB)及びツマジロクサヨトウ(スポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugiperda);FAW)卵をBenzon Research Inc.から入手した。昆虫飼育を実施例3と同様に行った。人工食餌アッセイを実施例3と同様に設定した。
処理後の昆虫適応度の読み取り(%死亡率)
昆虫の適応度及び死亡率の読み取りを実施例3と同様に行った。
結果
図5A~5Bは、P.ルミネッセンス(P.luminescens)由来の殺有害生物性ミニ細胞がコナガ(DBM)に対して毒性であったが、ツマジロクサヨトウ(FAW)、ビート・アーミー・ワーム(BAW)、及びヨーロッパ・コーン・ボーラー(ECB)に対しては毒性でなかったことを示す。
実施例5:外因性の殺虫性活性成分をさらに含む殺有害生物性ミニ細胞の生成
この実施例は、クロラントラニリプロール(CTPR)のカプセル化と装填濃度の定量化(カプセル化の有効性)を示す。
材料及び方法
P.ルミネッセンス(P.luminescens)E1.2(500μL)由来の殺有害生物性ミニ細胞をPBSに溶出した。殺有害生物性ミニ細胞又はPBS溶液(500μL)のいずれかに5μLのCTPRストック(10mg/ml)を添加し、次いで、インキュベーター中、37Cで24時間インキュベートした。次いで、100μLの試料(添加された殺有害生物性ミニ細胞又はPBS)を、フィルター(Microcon-300kDa、EMD Milipore)を用いた遠心ろ過プロセスに供した。試料をPBS中の滅菌1%MeOHで6回洗浄し、15,000gで1分間6回遠心分離して遊離A.Iを除去した。6回目のろ過後、全てのろ液を全ろ液として1本のチューブに集めた。洗浄及びフィルターから残余分(ADAS)を回収するために、追加の100μLのPBS中1%MeOHをフィルターに加えた。残余分(殺有害生物性ミニ細胞)及びろ液の両方をLC-MSに供してCTPRの濃度を検出した。
実施例6:外因性の殺虫性活性成分のカプセル化による、殺有害生物性親細菌に由来する殺有害生物性ミニ細胞の殺虫効力及び範囲の増加
材料及び方法
昆虫飼育(DBM、FAW、ECB)
DBM、ECB、及びFAW幼虫の昆虫飼育は、実施例4と同様に行われる。
実験処理
昆虫は、人工飼料及びLDAアッセイにおいて実施例5の殺有害生物性ミニ細胞で処理される。
昆虫適応度の読み取り
処理後の昆虫適応度の読み取り(LDAアッセイ)は、実施例4と同様に行われる。
実施例7:殺真菌性親細菌に由来する殺有害生物性ミニ細胞を含む殺有害生物性組成物による植物の処理は、真菌の有害生物を阻害し、植物の健康を維持する
この実施例は、ボトリチス灰色かび(Botrytis gray mold)病を引き起こす真菌ボトリチス・シネレア(Botrytis cinerea)を、殺真菌性微生物枯草菌亜種イナクオソラム(Bacillus subtilis subsp. inaquosorum)に由来する殺有害生物性ミニ細胞でそれらを処理することにより阻害する能力を実証する。この実施例はまた、この処理が、感受性植物における植物及び果実の損傷の減少をもたらすことを実証する。
材料及び方法
真菌培養及びインビトロアッセイを用いた実験的処理
抗真菌活性は、阻害アッセイの菌糸ゾーンによって実証される。B.シネレア(B.cinerea)の菌叢を、ジャガイモデキストロース寒天(PDA)プレート上で室温で1週間増殖させる。この菌叢のプラグを新鮮なPDAプレートの中心に置き、少なくとも10、10、1010の枯草菌亜種イナクオソラム(Bsubtilis subsp. inaquosorum)のミニ細胞でコーティングされたフィルターディスクを真菌プラグから等距離に配置する。5日後及び7日後にプレートを画像化し、阻害ゾーンをmmで測定する。
処理後の植物の健康及び真菌阻害の読み取り(LD50アッセイ)
温室条件下で、灰色かび病の抑制における枯草菌亜種イナクオソラム(B.subtilis subsp. inaquosorum)由来の局所施用殺有害生物性ミニ細胞の有効性を試験した。簡潔に述べると、イチゴに病原体B.シネレア(B.cinerea)を接種する前に、殺有害生物性ミニ細胞を、10^10ミニ細胞の出発濃度で複数回希釈して施用する。その後、疾患の重症度を試験するために、植物からのイチゴ果実の異なる時点(1、6、24時間及び7日間)での複数のサンプリングを行う。次いで、果実の病変直径を処理間で比較する。
実施例8:外因性殺真菌活性成分をさらに含む殺有害生物性ミニ細胞の生成
材料及び方法
アゾキシストロビンのカプセル化及び装填濃度の定量化(カプセル化の有効性)
枯草菌亜種イナクオソラム(B.subtilis subsp. inaquosorum)E1.3(500μL)由来の殺有害生物性ミニ細胞をPBS中に溶出した。殺有害生物性ミニ細胞又はPBS溶液(500μL)のいずれかに5μLのアゾキシストロビンストック(10mg/ml)を添加し、次いでインキュベーター中、37Cで24時間インキュベートした。次いで、100μLの試料(添加された殺有害生物性ミニ細胞又はPBS)を、フィルター(Microcon-300kDa、EMD Milipore)を用いた遠心ろ過プロセスに供した。試料をPBS中の滅菌1%MeOHで6回洗浄し、15,000gで1分間、6回遠心分離して遊離A.Iを除去した。6回目のろ過後、全てのろ液を全ろ液として1本のチューブに集めた。洗浄及びフィルターから残余分(殺有害生物性ミニ細胞)を回収するために、追加の100μLのPBS中1%MeOHをフィルターに加えた。残余分(殺有害生物性ミニ細胞)及びろ液の両方をLC-MSに供して、A.Iの濃度を検出した。
実施例9:殺真菌性化学剤のカプセル化による殺真菌性親細菌に由来する殺有害生物性ミニ細胞の殺真菌効力及び範囲の増加
材料及び方法
真菌培養(ボトリチス(Botrytis)、フザリウム(Fusarium))
真菌増殖は、実施例7と同様に行われる。
実施例8の外因性殺真菌活性成分をさらに含む殺有害生物性ミニ細胞を用いた実験的処理、インビトロ及びLDAアッセイ
処理及び読み取りは、実施例7と同様に行われる。
実施例10:外因性の殺虫性活性成分をさらに含む殺真菌性親細菌に由来する殺有害生物性ミニ細胞の生成
材料及び方法
枯草菌(B.subtilis)由来のミニ細胞へのCTPRのカプセル化及び装填濃度の定量化(カプセル化の有効性)
組み込まれたA.Iのカプセル化及び定量化は、実施例5と同様に行われる。
結果
実施例11:外因性の殺虫性活性成分を含む殺真菌性親細菌に由来する殺有害生物性ミニ細胞を用いた殺有害生物範囲の増加
材料及び方法
真菌培養(ボトリチス(Botrytis))
真菌増殖は、実施例7と同様に行われる。
昆虫飼育(DBM)
DBM幼虫の昆虫飼育は、実施例3と同様に行われる。
実施例10の殺有害生物性ミニ細胞を用いた実験的処理、インビトロ及び人工食餌アッセイ
昆虫の適応度及び死亡率の読み取りは、実施例3と同様に行われる。
処理後の真菌の阻害及び昆虫の適応度の読み取り
処理及び読み取りは、実施例7と同様に行われる。
実施例12:保存安定性殺有害生物性ミニ細胞の生成
材料及び方法
殺有害生物性ミニ細胞凍結乾燥プロセス(フォトラブダス(Photorhabdus)及びバチルス(Bacillus)由来の両方)
この実施例は、活性を維持する保存安定性殺有害生物性ミニ細胞を作製する能力を実証する。
この実施例において保存安定性殺有害生物性ミニ細胞を作製するために、ミニ細胞を凍結乾燥化により凍結乾燥する。PBS中のフォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)TT01又は枯草菌(Bacillus subtilis)の単離されたミニ細胞を実施例2のように調製し、1mLのミニ細胞を、1.5mLプラスチックチューブ中、21,000gで15分間の遠心分離によってペレット化する。ペレットを、等量の微生物凍結乾燥緩衝液(OPS Diagnostics)に再懸濁し、15mLのコニカルチューブに移し、液体窒素中で瞬間凍結する。次いで、殺有害生物性ミニ細胞を、自動収集設定を有するFreeZoneベンチトップ凍結乾燥機(Labconco)を用いて16時間凍結乾燥する。凍結乾燥したミニ細胞のチューブをパラフィルムで密封し、使用するまで暗所内で室温で保存する。
殺有害生物性ミニ細胞の保存及び安定性のアッセイ
凍結乾燥されたミニ細胞は、1、2、6、12、又は24ヶ月間保存される。活性は、水和後に測定される。簡潔に述べると、粉末ミニ細胞を1mLのPBSで再水和する。粒子数の維持は、Spectradyne nCS1での濃度測定によって確認される。ミニ細胞のATP含有量もまた、安定性を確認するために測定される。
実施例13:水和剤(WP)殺有害生物性組成物の作製
材料及び方法
実施例12からの凍結乾燥ミニ細胞を用いたWPの作製
前に生成された凍結乾燥殺有害生物性ミニ細胞を使用して、本開示による水和剤(WP)を生成することができる。本明細書で使用される水和剤は、水又は他の液体担体中に容易に分散する微粉化粒子を含む。粒子は、固体マトリックス中に保持された、典型的には凍結乾燥形態の殺有害生物性ミニ細胞を含む。典型的な固体マトリックスとしては、フーラー土、カオリン粘土、シリカ及び他の容易に湿潤する有機又は無機固体が挙げられる。水和剤は、通常、約5%~約95%の活性成分+少量の湿潤剤、分散剤又は乳化剤を含む。
結果
例示的な水和剤としては、以下の表3のものを挙げることができる。
Figure 2024517408000005
当業者は、本明細書に含まれる教示を用いて、水分散性顆粒(WDG)を生成することもできる。
実施例14:水和剤から作製された殺有害生物性組成物の殺有害生物活性
材料及び方法
殺有害生物性組成物
実施例13の水和剤を使用して、殺有害生物性組成物を作製する。
インビトロ及び人工食餌アッセイを用いた殺有害生物性組成物による処理に基づく殺虫活性
活性は、実施例3及び実施例7に記載されるように行われる。
実施例15:懸濁濃縮(SC)殺有害生物性組成物の作製
材料及び方法
懸濁濃縮製剤(高濃度でのケーキングを防止するためのミニ細胞フレンドリーな界面活性剤)の作製
先の実施例で生成されたミニ細胞を使用して、本開示による懸濁濃縮物(SC)を生成することができる。本明細書で使用される懸濁濃縮物は、殺有害生物性ミニ細胞の微細に分割された固体粒子が安定に懸濁した水性製剤を含む。そのような製剤は抗沈降剤及び分散剤を含み、活性を増強するための湿潤剤並びに抗発泡剤及び結晶成長阻害剤をさらに含み得る。使用時、これらの濃縮物は水で希釈され、通常、処理される領域への噴霧として施用される。活性成分の量は、濃縮物の約0.5%~約95%の範囲であり得る。
結果
例示的な懸濁濃縮物を以下の表4に記載する。
Figure 2024517408000006
実施例16:種子処理及び植物用組成物を作製する方法
材料及び方法
先の実施例で生成されたミニ細胞を使用して、本開示による種子処理及び植物用組成物を生成することができる。このような種子処理組成物では、殺有害生物性ミニ細胞に加えて、組成物は他の殺有害生物剤、界面活性剤、フィルム形成ポリマー、担体、凍結防止剤、及び他の配合添加剤を含むことができ、一緒に使用される場合、保存安定性であり、スラリー種子処理装置、直接処理装置、農場ホッパーボックス、プランターボックスなどの通常の種子処理装置での使用に適した組成物を提供する。
結果
例示的な種子処理組成物を以下の表5に記載する。
Figure 2024517408000007
植物用組成物は、トウモロコシ種子を種子処理組成物でコーティングし、それによって、改善された植物性特性を有する新規な組成物を作り出すことによって作製することができる。
植物用組成物は、大豆種子を種子処理組成物でコーティングし、それによって、改善された植物性特性を有する新規な組成物を作り出すことによって作製することができる。
植物用組成物は、キャノーラ種子を種子処理組成物でコーティングし、それによって、改善された植物性特性を有する新規な組成物を作り出すことによって作製することができる。
植物用組成物は、イネ種子を種子処理組成物でコーティングし、それによって、改善された植物性特性を有する新規な組成物を作り出すことによって作製することができる。
植物用組成物は、コムギ種子を種子処理組成物でコーティングし、それによって、改善された植物性特性を有する新規な組成物を作り出すことによって作製することができる。
実施例17:外因性の殺有害生物性タンパク質をさらに含む殺有害生物性ミニ細胞の生成
材料及び方法
殺有害生物性タンパク質又は発現カセットをロードする(又は代替的に、殺有害生物性タンパク質又は発現カセットを親にロードする)
P.ルミネッセンス(P.luminescens)ミニ細胞の作製は、実施例1に記載されている通りである。さらに、殺有害生物性タンパク質、例えば、Bt由来のCry1Ac毒素の遺伝子配列を、誘導性プロモーター、Ptac若しくはPtet、又は恒常性プロモーターの背後にCloDF又はpMB1複製起点を有する発現ベクターにクローニングする。或いは、殺有害生物性遺伝子がpPINTベクターを使用する相同組換えを介して、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)染色体上に挿入される。殺有害生物性タンパク質の発現はOD600=0.5でaTc又はIPTGで誘導されてミニ細胞内でタンパク質を生成し、ロードする。単離及び特徴付けは、先の実施例に記載した通りである。
実施例18:外因性の殺有害生物性核酸をさらに含む殺有害生物性ミニ細胞の生成
材料及び方法
殺有害生物性核酸又は発現カセットをロードする(又は代替的に、殺有害生物性核酸又は発現カセットを親にロードする)
P.ルミネッセンス(P.luminescens)ミニ細胞の作製は、実施例1に記載されている通りである。さらに、dsRNAの安定な生成を可能にするために、RNase IIをコードするrnc遺伝子を破壊する必要がある。実施例1に記載されたフォトラブダス(Photorhabdus)におけるゲノム変化と同じ方法が、この課題を達成するために使用される。必要な別の変化は、実施例1に記載されているのと同様の方法を用いて、T7-RNAPのコピーを染色体に付加することである。これは、T7プロモーターに基づく発現プラスミド系の使用を可能にする。アクチンに対するdsRNAの発現は、IPTGの添加によって誘導される。バイオアッセイは、先の実施例に記載されるように実施される。
実施例19:種子処理及び植物用組成物を作製する方法
材料及び方法
実施例17及び実施例18で生成された殺有害生物性ミニ細胞のUV安定性アッセイ
湿度制御なしで25Cに設定したインキュベーター(Caron)に4つのT5 PowerVeg(商標)FS+UV電球(EYE Hortilux)を設置することにより、UV曝露インキュベーターを設定する。UV(A+B)照射は、電球の下15cmの試料ステーションで1300mW/cmとして測定した。E12及びE13(100ml)からの殺有害生物性活性物質を有する溶解物又は無傷の殺有害生物性ミニ細胞を、1.5mlのチューブにピペットで移し、これを、単一層のサランラップ(ポリエチレン)及びゴムバンドによって密封する。次いで、チューブをサンプルステーション上のラックに配置する。1組の試料を6時間、12時間及び24時間UVに曝露する。同じサンプルの他のセットをホイルに包み、同じ時間隔の間、インキュベーター内のサンプルステーション上に保持する。
実施例17からの殺有害生物性活性物質を有するUV曝露溶解物又は無傷殺有害生物性ミニ細胞を、実施例3と同様に設定したDBMを用いた人工食餌アッセイに供する。

Claims (20)

  1. 殺有害生物性組成物であって、
    液体担体相;及び
    前記担体相中に分散した複数の殺有害生物性ミニ細胞、
    を含み、
    前記複数の殺有害生物性ミニ細胞は、親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む複数の殺有害生物性親細菌に由来し、
    前記複数の殺有害生物性ミニ細胞は、前記組成物が植物に施用された際に、前記植物中又は植物上の少なくとも1つの有害生物を防除するのに十分な粒子濃度で存在する、
    殺有害生物性組成物。
  2. 前記複数の殺有害生物性ミニ細胞の少なくとも一部が、外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、及び外因性の殺有害生物性活性成分のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項1に記載の殺有害生物性組成物。
  3. 前記複数の殺有害生物性ミニ細胞の前記一部が、前記外因性の殺有害生物性タンパク質毒素及び前記外因性の殺有害生物性核酸のいずれか又は両方を発現するようにコードされた外因性発現カセットをさらに含み、前記外因性の殺有害生物性タンパク質毒素がPir毒素及びCry毒素のうちの少なくとも1つを含み、前記外因性の殺有害生物性核酸が、二本鎖RNA(dsRNA)又はヘアピンRNA(hpRNA)である、請求項2に記載の殺有害生物性組成物。
  4. 前記外因性の殺有害生物性活性成分が、殺真菌活性を有する成分、殺有害生物活性を有する成分、殺線虫活性を有する成分、選択的除草活性を有する成分、殺菌活性を有する成分、及び広範囲の活性を有する成分からなる群から選択される、請求項2に記載の殺有害生物性組成物。
  5. 前記親細菌の前記細胞分割機能における前記改変が、zリング阻害タンパク質、細胞分裂トポロジー特異性因子、又は隔壁機構構成要素のうちの少なくとも1つにおける改変を含み、前記zリング阻害タンパク質がminCポリペプチド、minDポリペプチド、及びminEポリペプチドからなる群から選択され、前記細胞分裂トポロジー特異性因子がminEポリペプチド及びDivIVAポリペプチドからなる群から選択され、前記隔壁機構構成要素がftsZポリペプチド及びftsAポリペプチドからなる群から選択される、請求項1に記載の殺有害生物性組成物。
  6. 前記殺有害生物性親細菌が、ストレプトマイセス・アベルミティリス(Streptomyces avermitilis)、サッカロポリスポラ・スピノセ(Saccharopolyspora spinose)、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)、ブレビバチルス・ラテロスポラス(Brevibacillus laterosporus)、クロストリジウム・ビフェルメンタンス(Clostridium bifermentans)、乳化病菌(Bacillus popilliae)、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)、キセノラブダス・ネマトフィラ(Xenorhabdus nematophila)、セラチア・エントモフィラ(Serratia entomophila)、エルシニア・エントモファーガ(Yersinia entomophaga)、シュードモナス・エントモフィラ(Pseudomonas entomophila)、バークホルデリア属(Burkholderia spp.)、クロモバクテリウム・サブツガエ(Chromobacterium subtsugae)、及び大腸菌(Escherichia coli)からなる群から選択される、請求項1に記載の殺有害生物性組成物。
  7. 前記殺有害生物性親細菌が、枯草菌(Bacillus subtilis)株RTI477、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 6633、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 21332、枯草菌(Bacillus subtilis)株168、枯草菌(Bacillus subtilis)株ATCC 9943、枯草菌(Bacillus subtilis)株QST713、及び枯草菌(Bacillus subtilis)株NCIB 3610、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI02A DSM 32019、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI03 DSM 32285、バチルス・アトロファエウス(Bacillus atrophaeus)株ABI05 DSM 24918、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株RTI301、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB24、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株FZB42、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株BA-1、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株LMG 5-29032、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株MBI600、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株CECT8836、及びバチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefacien)株M4(S499)からなる群から選択される、請求項6に記載の殺有害生物性組成物。
  8. 前記殺有害生物性親細菌がフォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)であり、前記殺有害生物性ミニ細胞が外因性の殺有害生物性タンパク質毒素Pirを含む、請求項6に記載の殺有害生物性組成物。
  9. 前記殺有害生物性親細菌が枯草菌(Bacillus subtilis)であり、前記殺有害生物性ミニ細胞が外因性の殺有害生物性分子を含む、請求項6に記載の殺有害生物性組成物。
  10. 前記殺有害生物性親細菌が、1つ以上の外因性の殺有害生物性活性成分を発現する遺伝子組換え大腸菌(Escherichia coli)である、請求項6に記載の殺有害生物性組成物。
  11. 前記組成物が、葉面処理、注入処理、発芽前処理、及び発芽後処理のうちの少なくとも1つとして前記植物に施用される、請求項1~10のいずれか一項に記載の殺有害生物性組成物。
  12. 前記組成物が、使用準備完了(RTU)製剤、懸濁濃縮物、タンクミックス、エアロゾル、種子処理剤、根浸漬剤、土壌処理剤、潅漑製剤、スプリンクラー製剤、及び灌注処理剤のうちの少なくとも1つとして製剤化される、請求項1に記載の殺有害生物性組成物。
  13. 農薬界面活性剤をさらに含み、前記農薬界面活性剤が、噴霧性、展延性、及び注入性の特性の少なくとも1つを改善する、請求項1に記載の殺有害生物性組成物。
  14. 前記液体担体相が、水性又は油性である、請求項1に記載の殺有害生物性組成物。
  15. 前記担体相中に分散した外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、外因性の殺有害生物性核酸、及び外因性の殺有害生物性活性成分のうちの少なくとも1つをさらに含み、前記外因性の殺有害生物性タンパク質毒素がPir毒素及びCry毒素を含み、前記外因性の殺有害生物性核酸が、二本鎖RNA(dsRNA)若しくはその前駆体、ヘアピンRNA(hpRNA)若しくはその前駆体、又はマイクロRNA(miRNA)若しくはその前駆体である、請求項2に記載の殺有害生物性組成物。
  16. 前記外因性の殺有害生物性活性成分が、殺真菌活性を有する成分、殺有害生物活性を有する成分、殺線虫活性を有する成分、選択的除草活性を有する成分、殺菌活性を有する成分、及び広範囲の活性を有する成分からなる群から選択される、請求項15に記載の殺有害生物性組成物。
  17. 前記ミニ細胞の殺有害生物活性と前記外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、前記外因性の殺有害生物性核酸、若しくは前記外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性が同一の有害生物を標的とし、又は前記ミニ細胞の殺有害生物活性と前記外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、前記外因性の殺有害生物性核酸、若しくは前記外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性が異なる有害生物を標的とする、請求項2に記載の殺有害生物性組成物。
  18. 前記外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、前記外因性の殺有害生物性核酸、若しくは前記外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性と、前記担体相中に分散した前記外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、前記外因性の殺有害生物性核酸、若しくは前記外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性が同一の有害生物を標的とし、又は前記外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、前記外因性の殺有害生物性核酸、若しくは前記外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性と、前記担体相中に分散した前記外因性の殺有害生物性タンパク質毒素、前記外因性の殺有害生物性核酸、若しくは前記外因性の殺有害生物性活性成分の殺有害生物活性が異なる有害生物を標的とする、請求項15記載の殺有害生物性組成物。
  19. 殺有害生物性ミニ細胞を作製する方法であって、
    a) 親細菌の細胞分割機能の改変を引き起こす少なくとも1つの遺伝子突然変異を含む殺有害生物性親細菌を提供する工程と;
    b) 殺有害生物性ミニ細胞の形成を可能にする条件下で前記殺有害生物性親細菌を増殖させる工程と;
    c) 遠心分離、タンジェンシャルフローろ過(TFF)、又はTFF及び遠心分離を用いて殺有害生物性ミニ細胞を精製する工程と
    を含む、方法。
  20. 有害生物の防除方法であって、
    請求項1に記載の殺有害生物性組成物を植物又は植え付けられる領域に施用すること、を含む、方法。
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