JPH0734692B2 - Bacterial composition for preventing frost damage on plants - Google Patents

Bacterial composition for preventing frost damage on plants

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JPH0734692B2
JPH0734692B2 JP3247718A JP24771891A JPH0734692B2 JP H0734692 B2 JPH0734692 B2 JP H0734692B2 JP 3247718 A JP3247718 A JP 3247718A JP 24771891 A JP24771891 A JP 24771891A JP H0734692 B2 JPH0734692 B2 JP H0734692B2
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ice
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antagonistic
plants
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アール リンドウ スティーブン
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は氷核形成性細菌に拮抗す
る氷核形成能欠損細菌を含有する組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composition containing ice nucleation-deficient bacteria which antagonize ice nucleation bacteria.

【0002】[0002]

【従来の技術】霜感受性農作物は、その組織に氷形成が
起った場合に損傷を受ける。組織中での氷形成により細
胞が機械的に破壊され、霜害として知られる症状が現わ
れる。ほとんどの霜感受性農作物は、その組織内におけ
る氷形成に抵抗する機構をもたず、それ故にその組織内
に氷形成が行われ、その結果霜害が起こる。
Frost sensitive crops are damaged when ice formation occurs in their tissues. Ice formation in the tissue mechanically destroys the cells, resulting in what is known as frost damage. Most frost-sensitive crops do not have a mechanism to resist ice formation in their tissues and therefore ice formation occurs in their tissues, resulting in frost damage.

【0003】こうして、これらの植物種は耐霜性を有し
ない。しかしながら、これらの種の植物組織中の水は過
冷却に対して不活性であること、すなわち、0℃より低
温において液体状態に保持されることが知られている。
Thus, these plant species are not frost resistant. However, it is known that the water in the plant tissues of these species is inert to supercooling, ie it is kept in the liquid state below 0 ° C.

【0004】ある種の細菌は氷核形成能を有しており、
このため、このような細菌が植物の表面に存在する場
合、水の過冷却性が制限される。シュードモナス・シリ
ンジャー (Pseudomonas syringae) 、エルウィニア・ヘ
ルビコラ(Erwiniaherbicola)又はシュードモナス・フ
ルオレッセンス (Pseudomonas fluorescens)のある株
は、氷形成を触媒し、1℃より低温において氷形成を行
なう。
Some bacteria have ice nucleation ability,
This limits the supercooling of water when such bacteria are present on the surface of plants. Strains with Pseudomonas syringae, Erwinia herbicola or Pseudomonas fluorescens catalyze ice formation and form ice below 1 ° C.

【0005】このため、植物に傷害を与えないで、氷核
形成性微生物による氷核形成を回避し、植物が霜害にさ
らされる期間を通じて植物の保護を持続するための経済
的且つ効果的な手段を開発することが望まれる。
Therefore, an economical and effective means for avoiding ice nucleation by ice nucleating microorganisms and sustaining plant protection during the period of frost damage to plants without damaging the plants. Is desired to be developed.

【0006】先行技術として、Am.Phytopah Soc.Annual
Meeting (1980年8月22〜28日)において、リ
ンドウ,エス.イー (Lindow,S.E.)によりなされた報告
「Frost Damage To Pear Reduced By Antagonistic Bac
teria, Bactericides and Ice Nucleation Inhibitors
(拮抗細菌、殺菌剤及び氷核形成菌阻害剤による西洋梨
の霜害の軽減)」がある。米国特許第4,045,91
0号及び第4,161,084号には氷核形成能欠損微
生物の使用による霜害の防止について記載されている。
As prior art, Am.Phytopah Soc.Annual
At the Meeting (22-28 August 1980), Gendou, S. A report made by E (Lindow, SE) `` Frost Damage To Pear Reduced By Antagonistic Bac
teria, Bactericides and Ice Nucleation Inhibitors
(Reduction of frost damage on pears by antagonistic bacteria, fungicides and ice nucleating bacteria inhibitors) ". U.S. Pat. No. 4,045,91
Nos. 0 and 4,161,084 describe the prevention of frost damage by the use of microorganisms deficient in ice nucleation ability.

【0007】[0007]

【本発明の説明】この発明は、氷核形成を防止するため
の組成物を提供する。発明者等は、宿主植物上で増殖可
能な氷核形成能欠損微生物であって、特に宿主植物が供
する必須制限栄養素を奪い合って、氷核形成性微生物と
拮抗するものを分離した。この氷核形成能欠損微生物
を、生長サイクルにおける早い時期の植物に適用するこ
とによって、該微生物を植物に定着せしめ、そして氷核
形成性微生物の生存及び定着を阻止した。
DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a composition for preventing ice nucleation. The inventors have isolated ice nucleation-deficient microorganisms that can grow on host plants, particularly those that compete for the essential limiting nutrients provided by the host plants and antagonize the ice nucleation microorganisms. By applying the ice nucleation-deficient microorganism to a plant early in the growth cycle, the microorganism was allowed to colonize the plant, and the survival and colonization of the ice nucleating microorganism was prevented.

【0008】氷核形成能欠損微生物は天然微生物源又は
変異処理微生物源から分離することができ、そしてさら
に、形質転換によって望ましい性質を付与することによ
り微生物を変化せしめることができる。霜害防止以外の
有利な効果も観察されている。
[0008] Microorganisms deficient in ice nucleation ability can be isolated from natural or mutagenized sources and, in addition, transformed to impart desirable properties to the microorganism. Beneficial effects other than frost protection have also been observed.

【0009】宿主植物の霜害は、宿主植物において増殖
することができる氷核形成能欠損微生物であって宿主由
来の氷核形成性微生物に拮抗するものを、宿主植物に供
与することにより防止される。氷核形成能欠損微生物
は、氷核形成性微生物に対する拮抗能を確認することが
できる方法により、野生微生物又は変異処理を施した微
生物から選択する。
Frost damage to a host plant is prevented by donating to the host plant an ice nucleation-deficient microorganism capable of growing in the host plant, which antagonizes the host-derived ice nucleation microorganism. . The ice nucleation-deficient microorganism is selected from wild microorganisms or microorganisms that have been subjected to a mutation treatment by a method capable of confirming the ability to antagonize ice nucleation microorganisms.

【0010】氷核形成能欠損微生物の望ましい性質は、
さらに特定の遺伝的能力を形質転換により導入すること
により強化することができる。氷核形成能欠損微生物
は、霜害が起こる可能性のある期間に先立って又はその
期間中に、植物の生長サイクル中の早い時期に宿主植物
に適用する。
Desirable properties of a microorganism deficient in ice nucleation are
Furthermore, a particular genetic capacity can be enhanced by introducing it by transformation. Microorganisms deficient in ice nucleation are applied to host plants early in the growth cycle of the plant, prior to or during the period when frost damage can occur.

【0011】氷核形成能欠損微生物は植物の内生微生物
もしくは変異処理をした微生物又は他の分離源から採取
し、そして、氷核形成性細菌種と氷核形成能欠損細菌種
とを識別し得る試験法により選択する。変異処理は、エ
チルメタンスルホネートもしくはニトロソグアニジンに
よる処理のごとき化学的方法を含む任意の常法により、
又は紫外線もしくはX線照射により行うことができる。
野生微生物は霜感受性農作物の健康な葉に存在する優勢
な小菌叢(microflora) から分離される。
The ice nucleation deficient microorganism is collected from an endophytic microorganism or a mutated microorganism of a plant or another source, and discriminates between an ice nucleation deficient bacterial species and an ice nucleation deficient bacterial species. Select according to the test method to be obtained. Mutagenesis can be performed by any conventional method including chemical methods such as treatment with ethyl methanesulfonate or nitrosoguanidine,
Alternatively, it can be performed by irradiation with ultraviolet rays or X-rays.
Wild microorganisms are isolated from the predominant microflora present in healthy leaves of frost-sensitive crops.

【0012】微生物又は細菌としては、植物において生
存でき、植物の生長中に増殖する幾種類かの微生物を使
用することができる。多くの微生物種又は菌株が拮抗微
生物として使用し得るから、、拮抗微生物として使用す
る唯一の種を指摘することはできない。
As microorganisms or bacteria, it is possible to use several microorganisms which can survive in plants and grow during plant growth. Since many microbial species or strains can be used as antagonistic microorganisms, it is not possible to point out the only species used as antagonistic microorganisms.

【0013】シュードモナス、エルウィニア、コリネバ
クテリウム(Corynebacterium)、キサントモナス(Xant
homonas)及びバシルス(Bacillus)に属する菌
株が特に有用である。なおこれらの微生物の内菌株A5
10−1(ATCC#31947)、菌株A506(A
TCC#31948)、菌株A501(ATCC#31
949)、菌株A505(ATCC#31950)、菌
株A526(ATCC#31951)、及び菌株42B
−10(ATCC#31952)がアメリカン・タイプ
カルチャー・コレクション(ATCC)に寄託されてい
る。
Pseudomonas, Erwinia, Corynebacterium, Xantomonas
Strains belonging to homonas and Bacillus are particularly useful. In addition, the endophyte strain A5 of these microorganisms
10-1 (ATCC # 31947), strain A506 (A
TCC # 31948), strain A501 (ATCC # 31
949), strain A505 (ATCC # 31950), strain A526 (ATCC # 31951), and strain 42B.
-10 (ATCC # 31952) has been deposited with the American Type Culture Collection (ATCC).

【0014】微生物の分離においては、まず、宿主の葉
面に通常認められる制限栄養素をそれぞれの比率で含む
制限培地の表面に微生物をスポットする。利用可能な栄
養素を制限することにより、培地表面の総細胞数が限定
されると予想される。培地には、通常宿主の小菌叢によ
り利用される糖及びアミノ酸、特にジカルボン酸アミノ
酸又はそのモノアミドを、小菌叢にとって十分でない量
含める。
In separating the microorganisms, first, the microorganisms are spotted on the surface of a limiting medium containing the limiting nutrients usually found on the leaf surface of the host in respective ratios. It is expected that limiting the available nutrients will limit the total number of cells on the surface of the medium. The medium usually contains sugars and amino acids utilized by the microbiota of the host, especially dicarboxylic amino acids or their monoamides, in amounts not sufficient for the microbiota.

【0015】通常、さらに1種類又はそれより多くのウ
ロン酸及び無機塩を含める。これらの成分は適当なゲル
例えば寒天に組み入れる。活性成分の内、糖は約80〜
95重量%の範囲、全アミノ酸及び全無機塩はそれぞれ
約2〜10重量%の範囲で存在せしめる。栄養物総量
は、一般に、ゲル媒体に対して約0.01〜2重量%、
通常0.1〜1重量%とする。
Usually, one or more uronic acids and inorganic salts are further included. These components are incorporated into a suitable gel, such as agar. Of the active ingredients, sugar is about 80-
95% by weight, total amino acids and total inorganic salts are each present in the range of about 2-10% by weight. The total amount of nutrients is generally about 0.01-2% by weight, based on the gel medium,
It is usually 0.1 to 1% by weight.

【0016】採用した培地は、ほとんどランダムに選択
した葉面細菌の制限された増殖を支持する。この栄養培
地に増殖した細菌は、該細菌の増殖領域の周囲において
培地中の栄養分を選択的に涸渇せしめる。ランダムにス
ポットした、氷核形成細菌の生存と、増殖に必須の栄養
分を涸渇せしめる拮抗微生物は、該微生物をゲル栄養培
地表面に増殖せしめてコロニーを形成せしめ、そして栄
養源を涸渇せしめることにより分離することができる。
The medium employed supports the limited growth of almost randomly selected foliar bacteria. The bacteria grown on this nutrient medium selectively deplete the nutrients in the medium around the growth region of the bacteria. Antagonist microorganisms that deplete the nutrients essential for the survival and growth of ice nucleating bacteria spotted randomly are separated by allowing the microorganisms to grow on the surface of the gel nutrient medium to form colonies and to deplete the nutrient source. can do.

【0017】そして、コロニーが存在する培地面に、シ
ュードモナス・シリンジャー又はエルウイニア・ヘルビ
コラのごとき氷核形成性細胞の懸濁液を噴霧する。培地
平板上に噴霧された氷核形成性細菌は、拮抗細菌を含む
スポット領域間において増殖する。
Then, a suspension of ice nucleating cells such as Pseudomonas syringer or Erwinia herbicola is sprayed onto the surface of the medium containing the colonies. Ice nucleating bacteria sprayed onto the medium plate grow between spot areas containing antagonistic bacteria.

【0018】拮抗細菌は、氷核形成性細菌の増殖に必要
な栄養分を消耗せしめ、そして、氷核形成細菌の増殖を
阻止するために使用する。拮抗細菌は、拮抗細菌をスポ
ットした栄養培地表面の小領域の周囲において、噴霧適
用した氷核形成性細菌が増殖しないことにより検知され
る。
Antagonistic bacteria deplete the nutrients necessary for the growth of ice nucleating bacteria and are used to prevent the growth of ice nucleating bacteria. Antagonistic bacteria are detected by the non-growth of spray-applied ice nucleating bacteria around a small area of the nutrient medium surface spotted with antagonistic bacteria.

【0019】前記の試験によって陽性反応を示した拮抗
細菌について、放射拡散試験等により、氷核形成性細菌
の増殖を阻止する抗性物質を生産しないことを確認す
る。この確認は、選択した拮抗細菌を前記の制限培地及
びキング氏培地Bのごとき富栄養培地にスポットするこ
とにより行う。
With respect to the antagonistic bacteria which showed a positive reaction in the above-mentioned test, it is confirmed by a radial diffusion test or the like that an anti-substance which inhibits the growth of ice nucleating bacteria is not produced. This confirmation is performed by spotting the selected antagonistic bacteria on a rich medium such as the above-mentioned restriction medium and King's medium B.

【0020】この方法は、上記のごとく行い、そして、
スポットしたコロニーに接する周囲における増殖の有無
を記録する。制限培地上で氷核形成性細菌の増殖を阻害
するがキング氏B培地上で阻害しない拮抗細菌は、氷核
形成性細菌に必須の栄養分を消費して該菌の増殖を阻止
する分離菌であることを示している。
This method is performed as described above, and
Record the presence or absence of growth in the immediate vicinity of the spotted colony. Antagonistic bacteria that inhibit the growth of ice nucleating bacteria on limiting medium but not on King's B medium are isolated bacteria that consume the nutrients essential for ice nucleating bacteria and prevent the growth of the bacteria. It indicates that there is.

【0021】拮抗菌はさらに温室法及び実験室法により
選択する。生長の初期段階の宿主植物に選択した拮抗菌
を噴霧し、そして、短期間増殖せしめる。次に、拮抗菌
を接種した植物及び対照として該菌を接種しない植物
に、宿主植物上で増殖し得る氷核形成性細菌を接種す
る。比較的短時間湿室中で培養した後、植物を乾燥せし
め、そして、約−5℃に調節された環境室に置く。
Antagonists are further selected by greenhouse and laboratory methods. Host plants in the early stages of growth are sprayed with the selected antagonist and allowed to grow for a short period of time. The plants inoculated with the antagonist and the plants not inoculated as a control are then inoculated with ice nucleating bacteria capable of growing on the host plants. After culturing for a relatively short time in a moist chamber, the plants are dried and placed in an environmental chamber regulated at about -5 ° C.

【0022】約1時間−5℃の温度に暴露した後、すべ
ての植物を、増殖条件、例えば20℃に1日間置き、こ
の時点で霜害の症状を有する葉、すなわち水にぬれ且つ
軟弱化した葉を計数する。水にぬれた葉数の有意な減少
により有効な拮抗細菌であることが示される。
After exposure to a temperature of -5 ° C. for about 1 hour, all plants were left under growth conditions, for example 20 ° C., for 1 day, at which point the leaves having the symptoms of frost damage, ie wetted and weakened. Count leaves. A significant reduction in the number of wet leaves indicates that it is an effective antagonistic bacterium.

【0023】氷核形成性菌株の変異処理細胞の中から氷
核形成能欠損菌株を選択する場合には前記の方法とは異
なる方法を使用することができる。変異処理した細胞混
合物を適当な栄養ゲル培地表面で平板培養し、制限され
た期間培養した後、培養細胞をパラフィンでコートした
アルミニウム箔の表面にレプリカし、そして、このアル
ミニウム箔を氷形成温度、例えば−5℃又は−9℃に維
持する。
When selecting an ice nucleation-deficient strain from among cells treated with mutations of an ice nucleation strain, a method different from the above method can be used. The mutagenized cell mixture was plated on a suitable nutrient gel medium surface and after culturing for a limited period of time, the cultured cells were replicated on the surface of a paraffin-coated aluminum foil, and the aluminum foil was cooled to the ice formation temperature, For example, it is maintained at -5 ° C or -9 ° C.

【0024】氷核形成能を保有している野生型コロニー
はただちに凍結し、これにより氷核形成能を欠失した変
異菌から区別することができる。これらの変異菌は、水
の小滴を上記のシートに噴霧した場合、液のままであ
る。さらに、これらの変異菌が氷核形成能を欠失してお
り、しかも該菌の宿主域、及び野生型菌株に対する有効
な拮抗能を維持していることを、前記の方法により確認
する。
Wild-type colonies possessing ice nucleation ability are immediately frozen and can be distinguished from mutant strains lacking ice nucleation ability. These mutants remain liquid when droplets of water are sprayed onto the sheet. Furthermore, it is confirmed by the above-mentioned method that these mutant strains lack ice nucleation ability and that they maintain the host range of the strain and the effective antagonistic ability to the wild-type strain.

【0025】氷核形成能欠損微生物は常用の手法により
新しい遺伝的能力を導入することによりその性質を変え
ることができる。これらの手法は、大抵、形質転換、形
質導入及び接合を含む。拮抗微生物に利点を付与する種
々の遺伝的能力には、抗生物質耐性、バクテリオシン生
産、宿主域、増殖特性、例えばコリシン耐性、窒素固
定、又はこれらに類する性質が含まれる。
Microorganisms deficient in ice nucleation ability can be changed in their properties by introducing new genetic ability by a conventional method. These techniques often involve transformation, transduction and conjugation. Various genetic abilities to confer on antagonistic microorganisms include antibiotic resistance, bacteriocin production, host range, growth characteristics such as colicin resistance, nitrogen fixation, or the like.

【0026】そして、形質転換体又は接合体を選択し得
る標識を用いることにより所望の微生物を選択する。こ
の標識には抗生物質耐性、コリシン耐性、重金属耐性、
原栄養株から栄養要求株への変換、又はこれらに類する
ものが含まれる。
Then, a desired microorganism is selected by using a label capable of selecting a transformant or a zygote. This label includes antibiotic resistance, colicin resistance, heavy metal resistance,
It includes conversion of prototrophic strains to auxotrophic strains, or the like.

【0027】目的細菌は、広範囲の作物特に野菜、果
樹、穀物及び堅果樹に使用することができる。宿主植物
には、レモン、オレンジ、例えばネーブル、グレープフ
ルーツのごときかんきつ植物、トマト、ジャガイモ、穀
物、大豆のごとき豆科植物、及びこれらに類する植物が
含まれる。
The target bacteria can be used in a wide range of crops, especially vegetables, fruit trees, grains and nut trees. Host plants include lemons, oranges, such as citrus plants such as navel, grapefruit, tomatoes, potatoes, cereals, legumes such as soybeans, and the like.

【0028】植物の性質、拮抗微生物を適用すべき植物
部位に応じて、微生物を植物に適用するための種々の方
法及び組成物を採用することができる。さらに、一種類
の微生物を使用するよりもむしろ2種類又はそれより多
くの微生物の混合物を使用するのが望ましい。
Depending on the nature of the plant, the plant part to which the antagonistic microorganism is to be applied, various methods and compositions for applying the microorganism to the plant can be employed. Furthermore, it is desirable to use a mixture of two or more microorganisms, rather than one microorganism.

【0029】単位配合物当りの細胞数は、その配合物が
乾燥配合物であるか湿潤配合物であるかにより異なる。
湿潤配合物、例えば葉面散布剤、懸濁液、エーロゾル
剤、噴霧剤等の場合細胞数は一般に約105 〜1010
/mlとする。一般に適用期の生葉重量1g当り約104
〜1010個とするのが望ましい。乾燥配合物の場合細胞
数は一般に配合物1g当り約104 〜109 個とする。
The number of cells per unit formulation depends on whether the formulation is a dry formulation or a wet formulation.
In the case of wet formulations such as foliar sprays, suspensions, aerosols, sprays etc., the cell number is generally about 10 5 to 10 10 cells / ml. Generally, about 10 4 per 1 g of fresh leaf weight in the application period
It is desirable that the number is 10 to 10 . For dry formulations, the cell number is generally about 10 4 to 10 9 cells per gram of formulation.

【0030】配合物中の細胞数は、散布剤使用の際に起
こる死滅率が比較的高いことを考慮して、本来その環境
に存在する微生物と拮抗して宿主植物に定着するのに必
要な数でなければならない。細胞数は、散布後約1週間
又はそれより短期間内にコロニーを形成せしめるのに十
分な数でなければならない。
The number of cells in the formulation is necessary to compete with the microorganisms originally present in the environment and to settle on the host plant, taking into account the relatively high killing rate that occurs when the spray is used. Must be a number. The cell number should be sufficient to allow colonies to form within about a week or less after application.

【0031】水性配合物には、界面活性剤例えば非イオ
ン性界面活性剤、色素、栄養分、緩衝剤、細胞を葉に導
入するための浸透剤、除草剤、殺虫剤のごとき生物学的
又は化学的農薬等を少量含有せしめることができる。
Aqueous formulations include biological or chemical agents such as surfactants such as nonionic surfactants, pigments, nutrients, buffers, penetrants for introducing cells into the leaves, herbicides, insecticides. A small amount of specific agricultural chemicals can be contained.

【0032】乾燥配合物には、不活性粉末、抗菌安定
剤、塩、抗ケーキング剤、栄養分、緩衝剤、膜形成剤、
除草剤、殺虫剤のごとき生物学的又は化学的農薬等を含
む種々の添加物を含有せしめることができる。種々の添
加剤は約1×10-4〜1重量%の範囲で加える。
Dry formulations include inert powders, antimicrobial stabilizers, salts, anti-caking agents, nutrients, buffers, film formers,
Various additives including biological or chemical pesticides such as herbicides and insecticides can be contained. Various additives are added in the range of about 1 × 10 -4 to 1% by weight.

【0033】後に述べるような特別の条件下では、さら
に他の添加剤を含有せしめることもできる。拮抗細菌の
適用方法の1つは、該菌を植物の種子又は球根もしくは
塊茎に適用する方法(種子接種法)である。細菌を常法
に従って乾燥粉末剤として配合する。
Further additives may be added under special conditions as described later. One of the methods of applying the antagonistic bacteria is a method of applying the fungi to plant seeds or bulbs or tubers (seed inoculation method). Bacteria are blended as a dry powder according to a conventional method.

【0034】細胞含有ガム懸濁物約1容量部と不活性粉
末担体、例えばタルク4容量部を混合して調製した細胞
含有粉末配合物が特に有利である。このガム懸濁液は1
容量の稠密な細胞懸濁液(約109 〜1011個細胞/m
l)と約10容量の希薄なマグネシウム塩溶液とを混合
し、次にこの混合物を天然ガムの濃厚な水性懸濁液10
容量と混合することにより調製する。ガムは約90〜9
9重量%の混合物であり、これを、まず10〜30重量
%の懸濁液として使用する。
A cell-containing powder formulation prepared by mixing about 1 part by volume of a cell-containing gum suspension with an inert powder carrier, for example 4 parts by volume of talc, is particularly advantageous. This gum suspension is 1
Volume of dense cell suspension (about 10 9 -10 11 cells / m
l) and about 10 volumes of a dilute magnesium salt solution, and then this mixture is added to a concentrated aqueous suspension of natural gum 10
Prepare by mixing with the volume. Gum is about 90-9
9% by weight of the mixture, which is first used as a 10-30% by weight suspension.

【0035】混合物を乾燥し、そして均一な微粉末状に
粉砕する。わずかに湿った状態の種子又は球根もしくは
塊茎を前記の粉末と接触せしめる。この種子を播種した
場合、植物が土壌から出芽する間に、この細胞は発芽茎
及び葉に定着する。
The mixture is dried and ground to a uniform fine powder. A slightly moistened seed or bulb or tuber is contacted with the powder. When seeded, the cells settle on germinated stems and leaves while the plants emerge from the soil.

【0036】粉末配合物は又、散布法により使用するこ
ともできる。この場合、細菌は、生葉重量1gに対して
約107 〜108 個細菌の比率で接種するように葉に適
用するのが便利である。粉剤接種は特に暑い気候の晴天
日であって、比較的湿度の低い、午後の中頃前から午後
おそくにかけて行うのが特に好ましい。
The powder formulation can also be used by the spray method. In this case, the bacteria are conveniently applied to the leaves so that they are inoculated at a ratio of about 10 7 to 10 8 bacteria per 1 g of fresh leaf. Dust inoculation is particularly preferred on sunny days in hot climates, with relatively low humidity, from mid-afternoon to late afternoon.

【0037】拮抗細菌を定着せしめるための、前記以外
の典型的な方法は葉面散布である。この場合には、拮抗
細菌は、単に、栄養分及び界面活性剤のごとき他の添加
剤を実質上含有しない水性懸濁液として適用すればよ
い。適用量は一般に、約106〜108 個栄養細胞/ml
の水性懸濁液を使用して、適用後約104 〜108 個細
胞/g生葉重量となるようにする。
A typical method other than the above for fixing the antagonistic bacteria is foliar application. In this case, the antagonistic bacteria may simply be applied as an aqueous suspension substantially free of nutrients and other additives such as surfactants. The applied amount is generally about 10 6 to 10 8 vegetative cells / ml
Aqueous suspension of about 10 4 to 10 8 cells / g fresh leaf weight after application.

【0038】拮抗微生物が、野生株の性質として又は形
質転換により、殺生物剤に耐性を有する場合、特に植物
の生長段階において氷核形成性細菌がすでに定着してい
る時期に適用する場合には、配合物中に殺生物剤を含有
せしめることができる。殺生物剤を使用することによ
り、氷核形成性細菌を殺滅し、氷核形成能欠損細菌が定
着する場を確保し、そして、該菌を定着せしめ、さらに
氷核形成性細菌の再定着を防止することができる。
If the antagonistic microorganism is resistant to the biocide, either by nature of the wild strain or by transformation, especially when it is applied during the period when the ice nucleating bacteria are already established in the growth stage of the plant. , A biocide can be included in the formulation. By using a biocide, the ice nucleating bacteria are killed, the place where the ice nucleation deficient bacteria are colonized is secured, and the bacteria are colonized, and the ice nucleating bacteria are recolonized. Can be prevented.

【0039】殺生物剤の例としては抗生物質、毒素及び
これに類するものが挙げられる。特定の抗生物質として
は、ストレプトマイシン、オキシテトラサイクリン、テ
トラサイクリン、カナマイシン及びこれらに類する物質
が挙げられる。抗生物質の量はその種類に応じて広範囲
に変えることができるが、一般には配合物に対して約5
0〜100ppm の量で使用する。この発明を説明するた
めに次の例を記載する。但し、例は説明のためのもので
あり、これによりこの発明の範囲を限定するものではな
い。
Examples of biocides include antibiotics, toxins and the like. Specific antibiotics include streptomycin, oxytetracycline, tetracycline, kanamycin and similar substances. The amount of antibiotic can vary widely depending on its type, but is generally about 5 for the formulation.
Used in an amount of 0-100 ppm. The following example is provided to illustrate the invention. However, the examples are for the purpose of illustration and do not limit the scope of the invention.

【0040】 選択された霜感受性農作物の健康な葉に存在する優勢な
小菌叢を、氷核形成能欠損細菌の分離源として使用し
た。植物表面から通常溶解採取される炭素源及び窒素源
の量を確保するために次の培地を使用した。次の物質量
は培地1l当りの量とし又はこれより高濃度とし、培地
を10倍まで希釈する場合がある。
Example The predominant microflora present in healthy leaves of selected frost-sensitive crops was used as a source of isolation for ice nucleation-deficient bacteria. The following media were used to ensure the amount of carbon and nitrogen sources normally dissolved and harvested from the plant surface. The amount of the following substance may be an amount per 1 liter of the medium or a higher concentration, and the medium may be diluted up to 10 times.

【0041】 [0041]

【0042】 [0042]

【0043】上記の平板培地を調製し、24℃にて2日
間コロニーを形成せしめた。次に、この平板上にシュー
ドモナス・シリンジャー又はエルウイニア・ヘルビコラ
の細胞を約108 個/ml含有する懸濁液を噴霧した。拮
抗細菌をスポットした寒天平板面上の小領域の周辺に、
噴霧した氷核形成性細菌が増殖しないために透明領域が
生じた場合に、拮抗細菌の陽性反応とした。
The above plate medium was prepared and allowed to form colonies at 24 ° C. for 2 days. Next, a suspension containing approximately 10 8 cells / ml of Pseudomonas syringe or Erwinia herbicola was sprayed onto the plate. Around a small area on the agar plate surface spotted with antagonistic bacteria,
When the sprayed ice nucleating bacteria did not grow and a transparent region was generated, it was regarded as a positive reaction of the antagonistic bacteria.

【0044】上記の陽性反応が拮抗細菌が分泌した抗生
物質に基くものでないことを確認するために、次の試験
を行った。選択した拮抗菌を前記の培地及び栄養分を豊
富に含有するキング氏培地Bにスポットし、そして、こ
の両平板に前記の方法を適用し、スポットしたコロニー
に接する周辺域における噴霧した菌の増殖の有無を記録
した。
The following tests were carried out in order to confirm that the above-mentioned positive reaction was not based on antibiotics secreted by antagonistic bacteria. Selected antagonists were spotted on the medium and on King's medium B enriched with nutrients, and the method described above was applied to both plates to show the growth of the sprayed bacteria in the area surrounding the spotted colonies. The presence or absence was recorded.

【0045】制限培地上で噴霧菌の増殖を阻害し、且つ
富栄養培地で増殖を阻害しなかった拮抗菌は、氷核形成
性細菌の増殖を制限する必須栄養素を消費した分離菌で
あることを意味する。これらの分離菌を、さらに温室法
及び実験室法により選択した。
The antagonistic bacteria which inhibit the growth of the sprayed bacteria on the limiting medium and do not inhibit the growth on the enriched medium are isolates that have consumed the essential nutrients that limit the growth of ice nucleating bacteria. Means These isolates were further selected by greenhouse and laboratory methods.

【0046】3枚葉段階のトウモロコシの実生100本
に、選択した拮抗菌の細胞を約10 8 個/ml含む懸濁液
を噴霧し、約24℃の温室中の湿室に2日間置いた。次
に、これらの植物、及び、拮抗細菌による前処理を行わ
なかった対照植物に、約10 5 個/mlのシュードモナス
・シリンジャーの細胞を葉面に噴霧することにより接種
した。
100 three-leaf corn seedlings
In addition, about 10 cells of the selected antagonistic bacteria 8Suspension containing cells / ml
And was placed in a moist chamber in a greenhouse at about 24 ° C. for 2 days. Next
Pre-treatment with these plants and antagonistic bacteria
Control plants that did not have about 10 FivePseudomonas per piece / ml
・ Inoculation by spraying the cells of the syringe on the leaf surface
did.

【0047】この植物を2日間湿室に置いた後、乾燥
し、そして、約−5℃の制御された環境室においた。−
5℃に1時間暴露した後、すべての植物を20℃にて1
日置いた。この結果生じた、霜害に患ったことを示す水
にぬれ軟弱になって黒ずんだ葉を計数した。拮抗細菌に
より前処理した植物の水にぬれた葉の数が、拮抗細菌に
より前処理しなかった植物のそれに比べて減少したこと
により、効果的な拮抗微生物により霜害が軽減されたこ
とが示された。
The plants were left in a moist chamber for 2 days, then dried and placed in a controlled environment room at about -5 ° C. −
All plants were exposed to 20 ° C for 1 hour after exposure to 5 ° C for 1 hour.
I left it. The resulting dark leaves that had become wet and weak in water indicating frost damage were counted. The number of wet leaves in plants pretreated with antagonistic bacteria was reduced compared to that in plants not pretreated with antagonistic bacteria, indicating that effective antagonistic microorganisms reduced frost damage. It was

【0048】次の実験によって変異菌の選択を行った。
それぞれ、トウモロコシ及びアーモンドから分離され、
31 rif 1及び42Bと標識された、シュードモ
ナス・シリンジャーに属する氷核形成能を有する株2株
を、変異源としてエチルメタンスルホネートを使用する
常法に従って変異処理した。
Mutant bacteria were selected by the following experiment.
Respectively separated from corn and almonds,
Two strains having the ability to form ice nuclei belonging to Pseudomonas syringae, labeled with 31 rif 1 and 42B, were mutated according to a conventional method using ethyl methanesulfonate as a mutagen.

【0049】変異処理した培養物を、キング氏培地Bの
ごとき富栄養培地上で平板当り約50細胞の密度で接種
した。24時間すなわちコロニーの直径が約1mmになる
までコロニーを増殖せしめ、この時点で、殺菌したビロ
ード片を使用して前記のコロニーをパラフィンでコート
したアルミニウム箔の表面にレプリカした。
The mutagenized culture was inoculated on a rich medium such as King's medium B at a density of about 50 cells per plate. The colonies were allowed to grow for 24 hours, i.e. until the diameter of the colonies was about 1 mm, at which point the sterilized velvet pieces were used to replicate the colonies on the surface of aluminum foil coated with paraffin.

【0050】次に、このアルミ箔を、−5℃又は−9℃
の冷凍恒温浴面に置いた。野生型の氷核形成活性を保存
しているコロニーはただちに凍結し、−5℃又は−9℃
における氷核形成能を喪失した変異株から識別した。氷
核形成能を喪失した株は、上記のアルミニウム箔に水の
小滴を噴霧した際液体のまま維持した。
Next, the aluminum foil was placed at -5 ° C or -9 ° C.
It was placed on the frozen constant temperature bath surface. Colonies preserving the wild-type ice nucleation activity were immediately frozen at -5 ° C or -9 ° C.
Was identified from a mutant strain that lost the ability to form ice nuclei. Strains that lost ice nucleation ability remained liquid when the aluminum foil was sprayed with water droplets.

【0051】こうして氷核形成能欠損細胞を分離し、再
培養し、純化し、そして、それぞれが−5℃において氷
核形成能を完全に喪失していることを確認した。さらに
上記の方法による生体内拮抗性試験も行った。
Thus, cells deficient in ice nucleation ability were isolated, re-cultured, purified, and it was confirmed that each of them completely lost ice nucleation ability at -5 ° C. Furthermore, an in vivo antagonistic test was also conducted by the above method.

【0052】シュードモナス・シリンジャー及びエルウ
イニア・ヘルビコラの氷核形成能欠損変異株は、レプリ
カ凍結法により、エチルメタンスルホネートで変異処理
した細胞から約4×10-3の頻度で検出され、そして分
離された。シュードモナス・シリンジャーの変異株53
株及びエルウイニア・ヘルビコラの変異株27株の氷核
形成特性を、温度の関数としての氷核形成活性を有する
細胞の割合(氷核形成頻度)として測定した。
The ice nucleation-deficient mutant strains of Pseudomonas syringae and Erwinia herbicola were detected and isolated at a frequency of about 4 × 10 −3 from cells mutated with ethyl methanesulfonate by the replica freezing method. . Pseudomonas syringer mutant 53
The ice nucleation properties of the strain and 27 mutant strains of Erwinia herbicola were measured as the percentage of cells with ice nucleation activity as a function of temperature (ice nucleation frequency).

【0053】変異菌は、親株の限界氷核形成温度(−
1.2℃)に比して低い限界氷核形成温度(−3℃〜−
8.4℃)を示し、そして、−5℃より低い温度又は−
9℃において、親株に比べて103 〜108 の比率で氷
核形成頻度の低下を示し、すなわち、これらの特性のい
ずれをも示した。
The mutant strain has a critical ice nucleation temperature (-) of the parent strain.
1.2 ° C.) lower limit ice nucleation temperature (−3 ° C. to −
8.4 ° C.) and a temperature below −5 ° C. or −
At 9 ° C, it showed a decrease in the frequency of ice nucleation at a rate of 10 3 to 10 8 as compared with the parent strain, that is, it showed any of these characteristics.

【0054】シュードモナス・シリンジャー及びエルウ
イニア・ヘルビコラについて、それぞれプラスミッドR
SF 1010(102 〜103 形質転換/mg DN
A)及びプラスミッドpRR 322を用いて形質転換
を行い、それぞれストレプトマイシン耐性及びオキシテ
トラサイクリン耐性を付与した。
Plasmid R for Pseudomonas Syringa and Erwinia Herbicola
SF 1010 (10 2 to 10 3 transformation / mg DN
A) and plasmid pRR322 were used for transformation to confer streptomycin resistance and oxytetracycline resistance, respectively.

【0055】分離株の利用を確立するため、分離株を現
地条件で試験した。試験植物が最も霜害を受けやすい時
期を通じて霜害を制御するためには、ほとんどの場合、
植物の生長段階における可及的早期に、菌株を1種類又
は2種類以上組合わせて一回適用すれば十分であること
が見出された。
The isolates were tested at local conditions to establish utilization of the isolates. In order to control frost damage during periods when test plants are most susceptible to frost damage, in most cases
It has been found that it is sufficient to apply one strain or a combination of two or more strains once at the earliest possible stage in the plant growth stage.

【0056】ほとんどの場合、新しく出芽中の実生の葉
又は落葉樹の花に、葉面散布により細菌を適用すれば十
分であることが見出された。細菌は、約106 〜108
個栄養細胞/mlの水性懸濁液として使用した。氷核形成
能欠損株が抗生物質耐性である幾つかの場合には、スト
レプトマイシン又はオキシテキラサイクリンのごとき抗
生物質を水性懸濁液に含有せしめた。これらの抗生物質
の存在は、拮抗菌株の植物への定着を助長した。
In most cases, it was found to be sufficient to apply the bacteria by foliar application to freshly germinating seedling leaves or deciduous flowers. Bacteria are about 10 6 to 10 8
Used as an aqueous suspension of individual vegetative cells / ml. In some cases where the ice nucleation deficient strain was antibiotic resistant, antibiotics such as streptomycin or oxytecycline were included in the aqueous suspension. The presence of these antibiotics helped the antagonist strains establish in the plant.

【0057】葉面散布の替りに、乾燥粉末配合物を種子
並びに球根及び塊茎に適用した。配合物は次のようにし
て調製した。拮抗細菌の栄養細胞を1012個細胞/mlよ
り稠密な懸濁液とし、これを0.1M硫酸マグネシウム
溶液10容量と混合し、そして、この混合物をキサンタ
ンガム(Xanthan gum)の20%水性懸濁液10容量に投
入した。該ガムを細菌細胞懸濁液と十分混合した後、ガ
ム1容量部に対してタルク4容量部を混合した。この混
合物を10℃にて10日間乾燥した後、粉砕して微粉末
の均一な剤とした。
Instead of foliar application, the dry powder formulation was applied to seeds and bulbs and tubers. The formulation was prepared as follows. The vegetative cells of the antagonistic bacteria were made into a denser suspension than 10 12 cells / ml, this was mixed with 10 volumes of 0.1M magnesium sulfate solution, and this mixture was suspended in 20% aqueous solution of Xanthan gum. The liquid was added to 10 volumes. After thoroughly mixing the gum with the bacterial cell suspension, 4 parts by volume of talc was mixed with 1 part by volume of gum. This mixture was dried at 10 ° C. for 10 days and then pulverized to obtain a fine powder and uniform agent.

【0058】ジャガイモの塊茎(わずかに湿潤したも
の)を前記乾燥粉末配合物中でころがし、そして、植付
けた。ジャガイモの土壌から出芽する間に、細菌が出芽
中の茎及び葉に定着したことが見出され、そして、霜害
の軽減が完成された。
Potato tubers (slightly moist) were rolled in the dry powder formulation and planted. During germination from potato soil, bacteria were found to colonize the germinating stems and leaves, and frost damage mitigation was completed.

【0059】さらに、細菌は根にも定着しそして、この
植物の芽茎の生長及び娘塊茎の形成を助長することが見
出された。さらに、いくらか生長を助長することも証明
された。拮抗細菌を10%開花期において、洋梨及びア
ーモンドのごとき果実に適用した場合、エルウイニア・
アミロボラ(Erwinia amylovora)のごとき植物病原菌に
より引き起こされる腐爛病のごとき病症状が減少するこ
とが観察された。
Furthermore, it was found that the bacteria also colonize the roots and promote the growth of shoots and the formation of daughter tubers in this plant. In addition, it has been shown to promote some growth. When the antagonistic bacteria are applied to fruits such as pears and almonds at the 10% flowering stage, Erwinia
It has been observed that disease symptoms such as rot caused by phytopathogenic fungi such as Erwinia amylovora are reduced.

【0060】この発明により、宿主植物の霜害を防止す
るための新規な方法、配合物及び微生物が提供される。
この方法は経済的であり、効果的であり、そして、種
子、球根又は塊茎、実生、芽及び花のごとき植物生長の
種々の段階において、容易に適用することができる。
The present invention provides novel methods, formulations and microorganisms for preventing frost damage to host plants.
This method is economical, effective and can be easily applied at various stages of plant growth such as seeds, bulbs or tubers, seedlings, shoots and flowers.

【0061】氷核形成能欠損細菌の存在は、氷核形成性
微生物の生存のみならず病原微生物の生存を阻止するた
めにも同様に有益である。この発明を例によって詳細に
記載したが、これは発明の明確な理解に資するためのも
のであって、この発明の範囲を限定するものではない。
The presence of ice nucleation-deficient bacteria is equally beneficial not only for the survival of ice nucleating microorganisms but also for the inhibition of the survival of pathogenic microorganisms. Although the present invention has been described in detail by way of examples, this is for contributing to a clear understanding of the invention and does not limit the scope of the invention.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 宿主植物が供する制限栄養素の少なくと
も1種類を消費することによって氷核形成性細菌に拮抗
する氷核形成能欠損細菌、又はこの細菌の子孫の細胞を
含有する配合物。
1. A formulation containing an ice nucleation-deficient bacterium that antagonizes an ice nucleating bacterium by consuming at least one kind of restricted nutrient provided by a host plant, or a cell of a descendant of this bacterium.
【請求項2】 前記拮抗細菌の細胞を104 〜1011
/ml含有する水性配合物である請求項1に記載の配合
物。
2. The formulation according to claim 1, which is an aqueous formulation containing 10 4 to 10 11 cells / ml of the antagonistic bacteria.
【請求項3】 植物組織の生重量1g当たり約104
以上の細胞を供するのに十分な数の細胞を含有する請求
項2に記載の配合物。
3. A formulation according to claim 2 which contains a sufficient number of cells to provide about 10 4 or more cells per gram fresh weight of plant tissue.
【請求項4】 前記拮抗細菌の細胞を、植物組織の生重
量1g当り約104個以上の細胞を供するのに十分な数
含有し、さらに不活性粉末担体を含有する粉末配合物で
ある請求項1に記載の配合物。
4. A powder formulation containing a sufficient number of cells of the antagonistic bacteria to provide about 10 4 or more cells per 1 g of fresh weight of plant tissue, and further containing an inert powder carrier. Item 1. The formulation according to Item 1.
【請求項5】 前記拮抗細菌が耐性を有し、且つ宿主植
物の内生小菌叢の細菌を殺菌する抗生物質を有効量含有
する請求項1〜4のいずれか1項に記載の配合物。
5. The formulation according to any one of claims 1 to 4, wherein the antagonistic bacterium is resistant and contains an effective amount of an antibiotic that kills bacteria of the endophytic microbiota of the host plant. .
【請求項6】 化学農薬の少なくとも1種類を有効量含
有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の配合物。
6. The composition according to claim 1, which contains an effective amount of at least one kind of chemical pesticide.
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