KR20190073577A - 선충을 구제하기 위한 물질 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해충, 특별히 선충을 구제하기 위한 물질 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 생물계면활성제를 살충제로서 포함하는 조성물에 관한 것이다.

Description

선충을 구제하기 위한 물질 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2016년 11월 16일자 출원된 미국 가출원 제62/422,918호(전문이 본원에 참조로 혼입됨)를 우선권 주장한다.
병원체, 해충 및 질병에 대처하여 작물을 보호하고 수확량을 신장시키기 위해, 농부들은 합성 화학물질 및 화학 비료의 사용에 심하게 의존하였지만; 과도하게 사용되거나 부적절하게 적용되는 경우, 이들 물질은 지표수로 흘러들어 지하수에 도달되고, 공기 중으로 증발될 수 있다. 공기 및 수질 오염의 근원으로서 이들 물질은 점점 면밀히 조사되어, 이들의 책임감 있는 사용이 생태학적으로나 상업적으로 필수불가결하게 되었다. 적절히 사용되는 경우 조차도, 특정 화학 비료 및 살충제의 과의존 및 장기간의 사용은 토양 생태계를 해롭게 바꾸고, 스트레스 내성을 감소시키며, 해충 내성을 증가시키고, 식물 및 동물의 성장 및 생명력을 방해할 수 있다.
선충은 선형동물 문의 회충 또는 요충 강이다. 이러한 강의 예는 헤테로데라(Heterodera) 속[예를 들어, 헤테로데라 글리시네스(Heterodera glycines), 헤테로데라 아베네(Heterodera avenae), 및 헤테로데라 샤크티이(Heterodera shachtii)] 및 글로보데라(Globodera) 속[예를 들어, 글로보데라 로스토키엔시스(Globodera rostochiensis) 및 글로보데라 팔리다(Globodera pallida)]의 낭포 형성 선충, 트리코도루스(Trichodorus) 속의 뭉툭한 뿌리(stubby root) 선충, 디틸렌쿠스(Ditylenchus) 속의 알뿌리 줄기 선충, 황금빛 선충, 헤테로데라 로스토키엔시스(Heterodera rostochiensis), 멜로이도기네(Meloidogyne) 속의 뿌리 혹 선충[예를 들어, 멜로이도기네 야바니카(Meloidogyne javanica), 멜로이도기네 하플라(Meloidogyne hapla ), 멜로이도기네 아레나리아(Meloidogyne arenaria) 및 멜로이도기네 인코그니타(Meloidogyne incognita)], 프라틸렌쿠스(Pratylenchus) 속의 뿌리 썩이 선충[예를 들어, 프라틸렌쿠스 구데이이(Pratylenchus goodeyi), 프라틸렌쿠스 페네트란스(Pratylenchus penetrans), 프라틸렌쿠스 브락트르부루스(Pratylenchus bractrvurus), 프라틸렌쿠스 제에(Pratylenchus zeae), 프라틸렌쿠스 코페에(Pratylenchus coffeae), 프라틸렌쿠스 브락트르부루스, 및 프라틸렌쿠스 토르네이(Pratylenchus thornei)], 틸렌쿨루스(Tylenchulus) 속의 감귤류 선충, 및 벨로노라이무스(Belonolaimus) 속의 바늘(sting) 선충이다.
선충은 식물 및 동물 둘 다를 감염시키는 것으로 알려져 있다. 이들 현미경 크기의 기생충은 거의 모든 유형의 환경에서 발견될 수 있다. 토양에서 거주하는 경우, 선충은 식물의 뿌리를 먹고 살아서, 뿌리 구조에 대한 심각한 손상 및 식물의 부적절한 발달을 야기한다. 이러한 손상은 일반적으로 충영(gall)의 성장, 뿌리 혹, 및 기타 비이상성에 의해 입증된다. 충영 형성은 감소된 뿌리 크기 및 뿌리 시스템의 무익함을 유도하고, 이는 차례로 식물의 다른 부분에 심각한 영향을 끼친다. 결과로서, 약화된 식물은 다른 병원체에 의한 공격에 피해를 받기 쉽게 된다. 적절한 치료가 없으면, 식물은 사멸된다. 선충은 잔디, 관상용 식물, 및 식용 작물에게 매년 수백만 달러의 손해를 일으킨다.
뿌리-혹 선충(멜로이도기네 종들)은 원예 작물 및 밭작물에 대하여 가장 경제적으로 큰 손해를 주는 3가지 식물-기생성 선충 속중 하나이다. 뿌리-혹 선충은 전세계에 분포되어 있고, 외떡잎 및 쌍떡잎 식물, 초본성 및 목본성 식물을 비롯하여 수 천가지 식물 종의 뿌리의 절대 기생충이다. 온난한 기후에서 성장하는 채소 작물은 뿌리-혹 선충으로부터 심각한 손실을 겪을 수 있고, 종종 통상적으로 화학적 살선충제에 의해 치료된다. 뿌리-혹 선충 손상은 불량한 성장, 작물의 품질 및 수확량의 감소, 및 기타 스트레스(예를 들어, 가뭄, 기타 질병)에 대한 감소된 내성을 초래한다. 고도의 손상은 전체 작물 손실을 유도할 수 있다. 예를 들어, 대두 시스트(cyst) 선충에게만 대략 연간 15억 달러가 손실된다.
선충을 구제하기 위해 사용되는 종래의 살선충제는 식재(植栽)시 파종골에 적용된다. 근처의 동물, 예컨대 새에 대한 독성 때문에, 네마큐어(Nemacur), 테믹(Temik), 푸라단(Furadan), 다지나트(Dazinat) 및 모캡(Mocap)과 같은 독성 화합물을 액체로 적용하는 두상 회전 관수(overhead center pivot)는 그다지 선호되지 않는다.
1960년대 이래로, 재배자는 주로 선충을 구제할 뿐만 아니라 질병 및 잡초를 처리하기 위해 식재 이전에 현장을 효과적으로 멸균하도록 브롬화 메틸을 사용해 왔지만; 이러한 독성 화합물은 기체 형태로 사용되므로, 토양내로 주입되는 양의 절반 이상이 결국에는 대기 내에 종착되고, 오존 층의 박리화에 기여한다. 2005년에 선진국들은 성층권의 오존 층을 보호하기 위해 1987년에 서명된 국제 조약인 몬트리올 의정서(Montreal Protocol)하에 브롬화 메틸을 금지하였다.
금지법하에, 이러한 조약은 선충, 질병 및 잡초에 대해 효과적이고 가격면에서 알맞는 구제를 위한 대체물이 없는 딸기, 아몬드 및 기타 작물에서 브롬화 메틸의 제한된 사용을 허용한다. 허가된 사용 정도는 매년 감소하고, 아마도 곧 종결될 것이다. 이에 따라, 브롬화 메틸에 대한 대체물의 발견은 재배자 및 관리 기관에게 우선시되지만; 브롬화 메틸에 의해 제공되는 광범위한 구제 스펨트럼을 제공하는 단일 제품은 존재하지 않는다.
화학물질의 이용가능성 및 사용을 통제하는 급증하는 규제적 명령 뿐만 아니라, 잔여물이 없고 지속적으로 성장되는 식품에 대한 소비자의 요구는 산업에 영향을 주고, 수 많은 도전을 어떻게 처리할 것인지에 관한 생각의 전환을 일으키고 있다. 화학물질의 대규모 제거가 이 시점에 실현될 수는 없지만, 농부들은 통합된 영양분 관리(Integrated Nutrient Management) 및 통합된 해충 관리(Integrated Pest Management) 프로그램의 실행가능한 구성요소로서 생물학적 조치의 사용을 점차 포용한다.
상기 기재된 주요 접근법의 단점에 기인하여, 더욱 안전한 살충제 및 대안의 해충 구제 전략에 대한 요구가 증가하고 있다. 특별히, 최근에, 선충의 생물학적 구제가 큰 관심을 받고 있다. 이러한 방법은 생물학적 제제, 예컨대 살아있는 미생물, 이들 미생물로부터 유래된 바이오-생성물, 및 이들의 조합물을 살충제로서 이용한다. 이들 생물학적 살충제는 다른 종래의 살충제에 비해 중요한 이점을 갖는다. 예를 들어, 이들은 종래의 화학적 살충제에 비해 유해성이 적다. 이들은 더욱 효율적이고 특이적이며, 종종 신속히 생분해되어, 환경 오염을 줄인다.
생물살충제 및 다른 생물학적 제제의 사용은 생산, 수송, 행정 관리, 가격 책정 및 효능에서의 어려움에 의해 크게 제한되어 왔다. 예를 들어, 다수의 미생물은, 유용하도록 충분한 양으로 성장하여 후속적으로 농업 및 임업 생산 시스템에 배치되기 어렵다. 이러한 문제점은 가공, 제형화, 저장, 분배 이전의 안정화, 안정화 수단으로서의 영양 세포의 포자 형성, 수송, 및 적용에 기인한 생존력 및/또는 활성의 감소에 의해 악화된다. 더욱이, 일단 적용되면, 생물학적 제품은, 예를 들어 불충분한 초기 세포 밀도, 특정 장소에 존재하는 미생물총과 효과적으로 경쟁하는 능력의 부재, 및 토양으로의 도입, 및/또는 미생물이 번식할 수 없거나 심지어 생존할 수 없는 다른 환경적 조건을 비롯한 다수의 이유로 인해 번성할 수 없다.
그러므로, 선충을 구제하기 위해 효과적인 생물살충제를 생산하는 방법 및 물질의 개발에 대한 시급한 필요성이 존재한다.
본 발명은 선충을 구제하기 위한 조성물 및 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 선충으로부터의 작물에 대한 손상을 예방하여 수확량의 증가를 일으키기 위한 방법 및 조성물을 제공한다. 유리하게, 본 발명에 따른 살충제는 무독성 물질, 예컨대 미생물 및 미생물 배양의 부산물을 이용한다.
하나의 실시태양에서, 본 발명은 미생물 성장 부산물을 생산하는 미생물을 배양하는 단계; 및 선충 또는 이의 환경을 효과량의 미생물 및/또는 미생물 성장 부산물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 선충에 의한 손상을 예방하고 선충을 구제하는 방법을 제공한다.
하나의 실시태양에서, 미생물 성장 부산물은 생물계면활성제이다. 하나의 실시태양에서, 생물계면활성제는 람노리피드(rhamnolipid), 소포로리피드(SLP: sophorolipid), 트레할로스 리피드 또는 만노실에리트리톨 리피드(MEL: mannosylerythrithol lipid)와 같은 당지질이다. 특히 바람직한 실시태양에서, 생물계면활성제는 SLP 및/또는 MEL이다.
본 발명의 미생물-기반 살선충성 조성물은 소규모에서 대규모 범위의 배양 공정을 통해 수득될 수 있다. 이들 배양 공정으로는, 제한되지 않지만, 심부 배양/발효, 표면 배양, 고체 상태 발효(SSF), 및 이들의 조합이 포함된다. 살선충성 조성물은, 예를 들어, 발효 브로스(broth) 및/또는 정제된 생물계면활성제일 수 있다.
몇몇 실시태양에서, 조성물중 생물계면활성제-생산 미생물은 현장에서 성장될 수 있고 선충을 구제하는데 직접 사용하기 위한 생물계면활성제를 생산할 수 있다. 결과적으로, 처리 자리(예를 들어, 토양)에서 고 농도의 생물계면활성제 및/또는 생물계면활성제-생산 미생물이 연속적으로 쉽게 달성될 수 있다.
하나의 실시태양에서, 본 발명에 따른 시스템은 미생물-기반 생성물의 현장 적용을 위해 제공되는 추가적인 양태를 포함한다. 본 발명의 미생물-기반 생성물은, 예를 들어, 관개 시스템을 통해, 분무로서, 종자 처리로서, 토양 표면에, 식물 표면에, 및/또는 해충 표면에 적용될 수 있다. 종래의 도구를 통한 기계적 적용, 또는 공중 또는 지상 기반의 "드론"을 통한 로봇식 적용이 또한 용이하다.
살선충성 조성물은 선충을 구제함으로써 식물, 인간, 또는 동물을 보호하기 위해 사용될 수 있다.
도 1은 하기 다양한 조건하에 3 일 처리한 후 선충의 운동성 감소를 보여준다: 각각 0.05%(v/v), 0.125%(v/v), 0.25%(v/v), 및 0.5%(v/v)에서의 SD10; 각각 0.025%(v/v), 0.05%(v/v), 0.1%(v/v), 및 0.2%(v/v)에서의 SD12; 10 ppm ai에서의 니미츠(Nimitz: 등록상표); 및 비처리 검사(untreated check). SD10은 SLP 처리를 지칭한다. SD12는 MEL 처리를 지칭한다.
도 2는 하기 다양한 조건하에 3 일 처리한 후 선충의 사멸률을 보여준다: 각각 0.05%(v/v), 0.125%(v/v), 0.25%(v/v), 및 0.5%(v/v)에서의 SD10; 각각 0.025%(v/v), 0.05%(v/v), 0.1%(v/v), 및 0.2%(v/v)에서의 SD12; 10 ppm ai에서의 니미츠(등록상표); 및 비처리 검사.
도 3은 병리학 실험실 병 시험에서 다양한 토양을 처리한지 3, 14, 및 23 일 이후의 살아있는 선충의 총계를 보여준다: 0.25%(v/v) 및 0.5%(v/v)에서의 SD10; 0.1%(v/v) 및 0.2%(v/v)에서의 SD12; SD10(0.25% v/v) + SD12(0.1% v/v); 10 ppm pr에서의 니미츠(등록상표); 및 비처리 검사.
도 4는 병리학 실험실 병 시험에서 다양한 토양을 처리한지 3, 14, 및 23 일 이후의 살아있는 선충의 구제(즉, 선충 사멸)를 보여준다: 0.25%(v/v) 및 0.5%(v/v)에서의 SD10; 0.1%(v/v) 및 0.2%(v/v)에서의 SD12; SD10(0.25% v/v/) + SD12(0.1% v/v); 10 ppm pr에서의 니미츠(등록상표); 및 비처리 검사.
도 5는 병리학 실험실 병 시험에서 다양한 토양을 처리한지 3, 14, 및 23 일 이후의 비-운동성 선충의 총계를 보여준다: 0.25%(v/v) 및 0.5%(v/v)에서의 SD10; 0.1%(v/v) 및 0.2%(v/v)에서의 SD12; SD10(0.25% v/v) + SD12(0.1% v/v); 10 ppm pr에서의 니미츠(등록상표); 및 비처리 검사.
도 6은 병리학 실험실 병 시험에서 다양한 토양을 처리한지 3, 14, 및 23 일 이후의 살아있는 비-운동성 선충의 총계를 보여준다: 0.25%(v/v) 및 0.5%(v/v)에서의 SD10; 0.1%(v/v) 및 0.2%(v/v)에서의 SD12; SD10(0.25% v/v) + SD12(0.1% v/v); 10 ppm pr에서의 니미츠(등록상표); 및 비처리 검사.
도 7은 5가지 상이한 처리에 의해 처리된 오이 소시험구(microplot)에 대한 수거시 충영 형성률을 보여준다: 비처리 검사; 5 pt/a에서의 니미츠(등록상표); SD12 0.2%(ai/v) 단일 처리; SD12 0.2%(ai/v) 이중 처리; SD12 0.2%(ai/v) 삼중 처리.
도 8은 5가지 상이한 처리에 의해 처리된 오이 소시험구에 대한 수거시 선충의 총계를 보여준다: 비처리 검사; 5 pt/a에서의 니미츠(등록상표); SD12 0.2%(ai/v) 단일 처리; SD12 0.2%(ai/v) 이중 처리; SD12 0.2%(ai/v) 삼중 처리.
도 9는 선충 접종 대역 및 유인제 적용 대역의 위치를 포함하는, 선충 유인제 효능의 평가를 위한 지대 구성(plot set-up)을 보여준다
도 10은 선충 유인제 평가를 위한 지대에서 3개의 상이한 위치에서 (전체 지대의 선충 개체군의) 침습률(infestation percent)을 보여준다. "중심"은 접종 대역의 중심을 지칭하고, "유인제"는 유인제 대역을 지칭하며, "비처리"는 모든 다른 지대 영역을 지칭한다.
본 발명은 선충을 구제하기 위한 조성물 및 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 선충을 구제하기 위한 살충제로서 사용될 수 있는 조성물을 제공한다. 본 발명은 추가로 이러한 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 선충으로부터 작물의 손상을 예방하여 수확량 증가를 야기하는 방법 및 조성물을 제공한다.
본 발명의 미생물-기반 생성물은 작물, 가축, 삼림, 잔디, 임야, 목초지, 및 인간 및 동물 건강을 포함하나 이로 제한되지 않는 환경에서 사용될 수 있다.
하나의 실시태양에서, 본 발명에 따른 선충을 구제하기 위한 조성물은 효과량의 미생물 생물계면활성제, 및/또는 상기 생물계면활성제를 생산하는 미생물을 포함한다.
하나의 실시태양에서, 선충을 구제하는 방법은 미생물 생물계면활성제를 수득하는 단계; 및 효과량의 미생물 생물계면활성제를 선충 또는 그들이 있는 장소에 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 조성물은, 예를 들어, 소규모에서 대규모 범위의 배양 공정에 의해 수득될 수 있다. 이들 배양 공정으로는, 제한되지 않지만, 심부 배양/발효, 표면 배양, 고체 상태 발효(SSF), 및 이들의 조합이 포함된다.
미생물 생물계면활성제가 함유된 발효 생성물은 추출 또는 정제없이 선충 처리를 위해 직접적으로 사용될 수 있다. 원한다면, 생물계면활성제의 추출 및 정제는 본원에 기재된 바와 같이 달성될 수 있다. 유리하게, 본 발명에 따른 배양 방법은 고 농도의 미생물 및 고 농도의 생물계면활성제를 생산할 수 있다.
특정 실시태양에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은, 처리되지 않은 식물과 비교하여, 선충에 의해 야기된 손상을 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 70%, 80%, 또는 90% 이상 감소시킨다.
하나의 실시태양에서, 본 발명은 작물 또는 식물 수확량을 증가시키는 방법을 제공한다. 특정 실시태양에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은, 처리되지 않은 식물과 비교하여, 작물 수확량을 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90% 이상 증가시킨다.
하나의 실시태양에서, 본 발명의 방법은, 처리되지 않은 식물과 비교하여, 식물의 뿌리에서 선충 알의 수를 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 70%, 80%, 또는 90% 이상 감소시킨다.
또 다른 실시태양에서, 본 발명은 처리되지 않은 식물에 비해 식물 중량 또는 크기를 증가시키는 방법을 제공한다.
선택되는 정의
본원에서 사용될 경우, 생물계면활성제 또는 생물계면활성제-생산 미생물에 의해 생산되는 활성에 관하여 사용되는 용어 "구제"는 해충을 사멸시키거나, 불능화시키거나, 부동화시키거나, 달리는 해충이 실질적으로 해를 가할 수 없도록 만드는 작용으로 확장된다.
본원에서 사용될 경우 "살선충성"은 선충을 구제하는 능력을 가짐을 의미한다. 이와 같이, 예를 들어, 선충의 사멸, 이들의 운동성의 감소, 및 선충 알 수의 감소는 살선충 활성의 모든 예이다.
본원에 사용될 경우, "미생물-기반 조성물"에 대한 언급은 미생물의 성장 또는 다른 세포 배양의 결과로서 생산되는 성분들을 포함하는 조성물을 의미한다. 이와 같이, 미생물-기반 조성물은 미생물 그 자체 및/또는 미생물 성장의 부산물을 포함할 수 있다. 미생물은 영양 세포 상태(vegetative state), 포자 형태, 균사 형태, 번식체의 임의의 다른 형태, 또는 이들의 혼합 형태로 존재할 수 있다. 미생물은 플랑크톤 또는 생물막(biofilm) 형태로 존재하거나, 이들 둘의 혼합된 형태로 존재할 수 있다. 성장 부산물, 예를 들어, 대사산물, 세포 막 성분, 발현된 단백질 및/또는 다른 세포 성분일 수 있다. 미생물은 온전하거나 용해될 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 미생물은 이들이 성장되는 브로스와 함께 미생물-기반 조성물에 존재한다. 세포는, 예를 들어 조성물 1 ㎖ 당 1 x 104, 1 x 105, 1 x 106, 1 x 107, 1 x 108, 1 x 109, 1 x 1010, 또는 1 x 1011 이상의 번식체의 농도로 존재할 수 있다. 본원에 사용될 경우, 번식체는 신생의 및/또는 성숙한 유기체가 발달될 수 있는 미생물의 임의의 부분, 예컨대 제한되지 않지만, 세포, 포자, 균사, 싹 및 종자이다.
본 발명은 추가로 "미생물-기반 생성물"을 제공하고, 이는 원하는 결과를 달성하기 위해 실제로 적용되어지는 제품이다. 미생물-기반 생성물은 단순히 미생물 배양 공정으로부터 수거되는 미생물-기반 조성물일 수 있다. 다르게는, 미생물-기반 생성물은 첨가되는 추가의 구성성분들을 포함할 수 있다. 이들 추가의 구성성분으로는, 예를 들어, 안정화제, 완충제, 적절한 담체, 예컨대 물, 염 용액, 또는 임의의 다른 적절한 담체, 추가로 미생물 성장을 지원하기 위해 첨가된 영양분, 비-영양 성장 증진제, 예컨대 식물 호르몬, 및/또는 적용되는 환경에서 미생물 및/또는 조성물의 추적을 용이하게 하는 제제가 포함될 수 있다. 미생물-기반 생성물은 또한 미생물-기반 조성물의 혼합물을 포함할 수 있다. 미생물-기반 생성물은, 예컨대, 제한되지 않지만, 여과, 원심분리, 용해, 건조, 정제 등과 같은 일부 방식으로 가공되는 미생물-기반 조성물의 하나 이상의 성분을 또한 포함할 수 있다.
미생물
미생물 생물계면활성제는 세균, 곰팡이 및 효모와 같은 다양한 미생물에 의해 생산되는 화합물이다.
하나의 실시태양에서, 미생물은 그램-양성 및 그램-음성 세균을 비롯한 세균이다. 이들 세균으로는, 제한되지 않지만, 예를 들어, 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli), 리조비움(Rhizobium)[예를 들어, 리조비움 야포니쿰(Rhizobium japonicum), 시노리조비움 멜리로티(Sinorhizobium meliloti), 시노리조비움 프레디이(Sinorhizobium fredii), 리조비움 레구미노사룸 비오바르트리폴리이(Rhizobium leguminosarum biovartrifolii), 및 리조비움 에틀리(Rhizobium etli)], 브라디리조비움(Bradyrhizobium)[예를 들어, 브라디리조비움 야파니쿰(Bradyrhizobium japanicum), 및 브라디리조비움 파라스포니아(Bradyrhizobium parasponia)], 바실루스(Bacillus)[예를 들어, 바실루스 수브틸리스(Bacillus subtilis), 바실루스 피르무스(Bacillus firmus), 바실루스 라테오스포루스(Bacillus lateosporus), 바실루스 푸밀루스(Bacillus pumillus), 바실루스 세레우스(Bacillus cereus), 바실루스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis), 바실루스 메가테리움(Bacillus megaterium), 및 바실루스 아밀로리퀴파시엔스(Bacillus amyloliquifaciens)], 아조박터(Azobacter)[예를 들어, 아조박터 비넬란디이(Azobacter vinelandii), 및 아조박터 크루코쿰(Azobacter chroococcum)], 아르트로박터(Arthrobacter)[예를 들어, 아르트로박터 파센스(Arthrobacter pascens)], 아그로박테리움(Agrobacterium)[예를 들어, 아그로박테리움 라디오박터(Agrobacterium radiobacter)], 슈도모나스(Pseudomonas)[예를 들어, 슈도모나스 클로로라피스 아종 아우레오파시엔스(Pseudomonas chlororaphis subsp. aureofaciens)(클루이베르(Kluyver)), 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa), 슈도모나스 푸티다(Pseudomonas putida), 슈도모나스 플로레센스(Pseudomonas florescens), 슈도모나스 프라기(Pseudomonas fragi), 및 슈도모나스 시린게(Pseudomonas syringae)], 플라보박테리움 종들(Flavobacterium spp.); 아조스피릴리움(Azospirillium)[예를 들어, 아조스피릴리움 브라실리엔시스(Azospirillium brasiliensis)], 아조모나스(Azomonas), 데륵시아(Derxia), 베이제린키아(Beijerinckia), 노카르디아(Nocardia), 클레브시엘라(Klebsiella), 클라비박터(Clavibacter)[예를 들어, 클라비박터 크실리 아종 크실리(Clavibacter xyli subsp. xyli) 및 클라비박터 크실리 아종 사이노돈티스(Clavibacter xyli subsp. cynodontis)], 시아노박테리아(Cyanobacteria), 판토에아(Pantoea)[예를 들어, 판토에아 아글로메란스(Pantoea agglomerans)], 스핑고모나스(Sphingomonas)[예를 들어, 스핑고모나스 파우시모빌리스(Sphingomonas paucimobilis)], 스트렙토미세스(Streptomyces)[예를 들어, 스트렙토미세스 그리세오크로모게네스(Streptomyces griseochromogenes), 스트렙토미세스 퀴리세우스(Streptomyces qriseus), 스트렙토미세스 카카오이(Streptomyces cacaoi), 스트렙토미세스 아우레우스(Streptomyces aureus), 및 스트렙토미세스 카수가에니스(Streptomyces kasugaenis)], 스트렙토베르티실리움(Streptoverticillium)[예를 들어, 스트렙토베르티실리움 리모파시엔스(Streptoverticillium rimofaciens)], 랄스로니아(Ralslonia)[예를 들어, 랄스로니아 에울로파(Ralslonia eulropha)], 로도스피릴룸(Rhodospirillum)[예를 들어, 로도스피릴룸 루브룸(Rhodospirillum rubrum)], 크산토모나스(Xanthomonas)[예를 들어, 크산토모나스 캄페스트리스(Xanthomonas campestris)], 에르위니아(Erwinia)[예를 들어, 에르위니아 카로토보라(Erwinia carotovora)], 클로스트리디움(Clostridium)[예를 들어, 클로스트리디움 부티리쿰(Clostridium butyricum), 클로스트리디움 티로부티리쿰(Clostridium tyrobutyricum), 클로스트리디움 아세토부티리쿰(Clostridium acetobutyricum), 클로스트리디움 베이제린키이(Clostridium beijerinckii), 클로스트리디움 브라비다시엔스(Clostridium bravidaciens), 및 클로스트리디움 말라쿠소메(Clostridium malacusomae)], 로도코쿠스(Rhodococcus), 캄필로박터(Campylobacter), 코르니박테리움(Cornybacterium), 및 이들의 조합물이 포함된다.
또 다른 실시태양에서, 미생물은 효모이다. 다수의 효모 종이 본 발명에 따른 생산에 적합하고, 제한되지 않지만, 사카로미세스(Saccharomyces)[예를 들어, 사카로미세스 세레비시에(Saccharomyces cerevisiae), 사카로미세스 불라르디이 세쿠엘라(Saccharomyces boulardii sequela) 및 사카로미세스 토룰라(Saccharomyces torula)], 데바로미세스(Debaromyces), 이살켄키아(Issalchenkia), 칸디다(Candida)[칸디다 알비칸스(Candida albicans), 칸디다 루고사(Candida rugosa), 칸디다 트로피칼리스(Candida tropicalis), 칸디다 리포리티카(Candida lipolytica), 및 칸디다 토룰롭시스(Candida torulopsis)], 클루이베로미세스(Kluyveromyces)[예를 들어, 클루이베로미세스 락티스(Kluyveromyces lactis), 클루이베로미세스 프라길리스(Kluyveromyces fragilis)], 피키아(Pichia)[예를 들어, 피키아 파스토리스(Pichia pastoris)], 위케르하모미세스(Wickerhamomyces), 스타르메렐라(Starmerella)[예를 들어, 스타르메렐라 봄비콜라(Starmerella bombicola)], 및/또는 이들의 조합물이 포함된다.
하나의 실시태양에서, 효모는 킬러 효모이다. 본원에서 사용될 경우, "킬러 효모"는 균주 그 자체로는 면역성이 있는 독성 단백질 또는 당단백질을 분비함을 특징으로 하는 효모 균주를 의미한다. 킬러 효모가 분비하는 외독소는 다른 효모, 곰팡이, 또는 세균 균주를 살해할 수 있다. 예를 들어, 킬러 효모에 의해 구제될 수 있는 미생물로는 푸사리움(Fusarium) 및 다른 사상균이 포함된다. 본 발명에 따른 킬러 효모의 예는 식품 및 발효 산업, 예를 들어, 맥주, 와인 및 빵 제조에서 안전하게 사용될 수 있는 효모; 이러한 생산 공정을 오염시킬 수 있는 다른 미생물을 구제하기 위해 사용될 수 있는 효모; 식품 보존을 위해 생물구제에 사용될 수 있는 효모; 인간 및 식물 둘 다에서 곰팡이 감염의 치료를 위해 사용될 수 있는 효모; 및 재조합 DNA 기술에서 사용될 수 있는 효모이다. 이러한 효모로는, 제한되지 않지만, 위케르하모미세스, 피키아[예를 들어, 피키아 아노말라(Pichia anomala), 피키아 귀엘리에르몬디이(Pichia guielliermondii), 피키아 쿠드리즈브제비이(Pichia kudrizvzevii)], 한세눌라(Hansenula), 사카로미세스, 한세니아스포라(Hanseniaspora), 예컨대 한세니아스포라 우바룸(Hanseniaspora uvarum), 우스틸라고 마이디스(Ustilago maydis), 데바리오미세스 한세니이(Debaryomyces hansenii), 칸디다, 크립토코쿠스(Cryptococcus), 클루이베로미세스(Kluyveromyces), 토룰롭시스(Torulopsis), 우스틸라고(Ustilago), 윌리옵시스(Williopsis), 지고사카로미세스(Zygosaccharomyces), 예컨대 지고사카로미세스 바일리이(Zygosaccharomyces bailii), 및 기타 종이 포함될 수 있다.
하나의 실시태양에서, 미생물은 곰팡이이고, 제한되지 않지만, 미코리자(Mycorrhiza)[예를 들어, 소포상 수지상체 균근(VAM: vesicular-arbuscular mycorrhizae), 수지상체 균근(AM: arbuscular mycorrhizae)], 모르티에렐라(Mortierella), 피코미세스(Phycomyces), 블라케슬레아(Blakeslea), 트라우스토키트리움(Thraustochytrium), 페니실리움(Penicillium), 피티움(Phythium), 엔토모프토라(Entomophthora), 아우레오바시디움 풀루란스(Aureobasidium pullulans), 푸사리움 베네날룸(Fusarium venenalum), 아스페르길루스(Aspergillus), 트리코데르마(Trichoderma)[예를 들어, 트리코데르마 레에세이(Trichoderma reesei), 트리코데르마 하르지아눔(Trichoderma harzianum), 트리코데르마 비리데(Trichoderma viride) 및 트리코데르마 하마툼(Trichoderma hamatum)], 리조푸스 종들(Rhizopus spp.), 내장성 곰팡이(endophytic fungi)[예를 들어, 피리포르미스 인디카(Piriformis indica)] 및 이들의 조합물이 포함된다.
추가의 실시태양에서, 미생물은 글로무스 종들(Glomus spp.) 및 아카울로스포라 종들(Acaulospora spp.)과 같은 균근균이다. 하나의 실시태양에서, 미생물은 수지상체 균근균(AMF: arbuscular mycorrhizal fungi)이다.
구체적인 실시태양에서, SLP를 생산하기 위한 미생물은 칸디다 종, 스타르메렐라 종, 크립토코쿠스 종, 시베르린드네라 사무트프라카르넨시스(Cyberlindnera samutprakarnensis) JP52(T), 피키아 종, 로도토룰라 종(Rhodotorula sp.), 또는 위케르하미엘라 종(Wickerhamiella sp.)일 수 있다.
추가의 구체적인 실시태양에서, MEL의 생산을 위한 미생물은 슈도지마 종(Pseudozyma sp.), 칸디다 종, 우스틸라고 종, 쉬조넬라 종(Schizonella sp.), 또는 쿠르츠마노미세스 종(Kurtzmanomyces sp.)일 수 있다.
바람직한 실시태양에서, 미생물은 효모이다. 구체적인 실시태양에서, 효모는 스타르메렐라, 피키아, 및/또는 슈도지마이다. 본원에서는 스타르메렐라 봄비콜라, 피키아 아노말라[위케르하모미세스 아노말루스(Wickerhamomyces anomalus)] 및 슈도지마 아피디스(Pseudozyma aphidis)가 구체적으로 예시되어 있다.
생물계면활성제
생물계면활성제는 많은 미생물에서 발생하는 2차 대사산물의 중요한 부류를 형성한다. 생물계면활성제는 생분해될 수 있고, 재생가능한 기질 상에서 선택되는 유기체를 사용하여 쉽고 저렴하게 생산될 수 있다. 대부분의 생물계면활성제-생산 유기체는 성장 배지에서 탄화수소 공급원(예를 들어, 오일, 당, 글리세롤 등)의 존재에 반응하여 생물계면활성제를 생산한다. 다른 배지 성분이 또한 생물계면활성제 생산에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 슈도모나스 에루기노사 균에 의한 람노리피드의 생산은 질소원으로서 암모늄이 아닌 질산염을 사용할 경우 증가될 수 있다. 철, 마그네슘, 나트륨, 및 칼륨의 농도; 탄소:인 비; 및 교반은 또한 람노리피드 생산에 크게 영향을 미칠 수 있다.
생물계면활성제로는 저분자량 당지질(GL), 지질펩티드(LP), 플라보리피드(FL: flavolipid), 인지질, 및 고분자량 중합체, 예컨대 지질단백질, 지질다당류-단백질 복합체, 및 다당류-단백질-지방산 복합체가 포함된다. 생물계면활성제 분자의 공통의 친유성 작용부분(moiety)은 지방산의 탄화수소 쇄인 반면, 친수성 부분은 중성 지질의 에스테르 또는 알코올 기에 의해, 지방산 또는 아미노산(또는 펩티드), 플라보리피드의 경우 유기산의 카복실레이트 기에 의해, 또는 당지질의 경우 탄수화물에 의해 형성된다.
본 발명의 실시태양에 따라서, 생물계면활성제는 해충의 조직을 통해 침투할 수 있고, 보조제의 사용없이 더 적은 양으로 효과적이다. 임계 미셀(micelle) 농도를 초과하는 농도에서, 생물계면활성제는 처리된 대상내로 더욱 효과적으로 침투할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
다량으로 생산될 수 있는 본 발명의 천연 생물살충제의 개발은 당분야에서 상당한 발전을 나타낸다. 해충은 생물계면활성제-생산 유기체를 생물구제제로서 사용함으로써 또는 생물계면활성제 그 자체에 의해 구제될 수 있다. 또한, 해충 구제는 생물계면활성제-생산 유기체의 성장을 지지할 뿐만 아니라 생물계면활성 살충제를 생산하기 위해 특이적인 기질을 사용함으로써 달성될 수 있다. 유리하게, 천연 생물계면활성제는 경쟁하는 유기체의 성장을 저해하고 특이적 생물계면활성제 생산 유기체의 성장을 향상시킬 수 있다.
또한, 이들 생물계면활성제는 동물 및 인간 질병을 치료하는데에 중요한 역할을 할 수 있다. 동물은, 예를 들어, 미생물 세포 덩어리의 존재 또는 부재하에, 단독으로 생물계면활성제 용액중에, 및/또는 기타 화합물, 예컨대 구리 또는 아연의 존재하에 침지되거나 담궈짐으로써 처리될 수 있다.
미생물을 배양하는 방법
본 발명은 미생물을 배양하고 생물계면활성제 및/또는 미생물 성장의 기타 부산물을 생산하는 방법을 제공한다. 이들 배양 공정으로는, 제한되지 않지만, 심부 배양/발효, 표면 배양, 고체 상태 발효(SSF), 및 이들의 조합이 포함된다.
미생물 배양 시스템은 전형적으로 심부 배양 발효를 사용할 것이지만; 표면 배양 및 혼성 시스템이 또한 사용될 수 있다. 본원에서 사용될 경우 "발효"는 제어된 조건하에 세포, 포자, 균사 및/또는 기타 미생물 번식체의 성장을 지칭한다. 성장은 호기성이거나 혐기성일 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 미생물 성장 용기는 산업적 사용을 위한 임의의 발효기 또는 배양 반응기일 수 있다. 배양 공정은, 예를 들어, 원추형 또는 관형일 수 있는 용기에서 실행된다. 하나의 실시태양에서, 용기는 임의적으로 배양 공정에서 중요한 요인, 예컨대 pH, 산소, 압력, 온도, 교반기 축 동력, 습도, 점도 및/또는 미생물 밀도 및/또는 대사산물 농도를 측정하기 위한 기능적 제어기/센서를 갖거나, 기능적 제어기/센서에 연결될 수 있다.
추가의 실시태양에서, 용기는 또한 용기 내부의 미생물의 성장을 모니터링할 수 있다(예를 들어, 성장 상 및 세포 수의 측정). 다르게는, 매일 샘플을 용기로부터 채취하고 당분야에 공지된 기법, 예컨대 희석 도말 기법에 의해 계수될 수 있다. 희석 도말은 샘플중의 세균의 수를 추정하기 위해 사용되는 단순한 기법이다. 이 기법은 또한 상이한 환경 또는 처리가 비교될 수 있는 지수를 제공할 수 있다.
하나의 실시태양에서, 방법은 배양액에 질소 공급원을 보충하는 단계를 포함한다. 질소 공급원은, 예를 들어, 질산 칼륨, 질산 암모늄, 황산 암모늄, 인산 암모늄, 암모니아, 우레아, 및/또는 염화 암모늄일 수 있다. 이들 질소 공급원은 독립적으로 또는 2종 이상의 조합물로 사용될 수 있다.
방법은 성장중인 배양액에 산소화를 제공할 수 있다. 하나의 실시태양은 공기의 느린 운동을 이용하여 저-산소 함유 공기를 제거하고 산소화된 공기를 도입한다. 산소화된 공기는, 액체의 기계적 교반을 위한 임펠러(impeller), 및 액체내로 산소를 용해시키기 위해 액체로 기포를 공급하는 공기 스파저(sparger)를 포함하는 기작을 통해 매일 보충되는 주변 공기일 수 있다.
방법은 배양액에 탄소 공급원을 보충하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 탄소 공급원은 전형적으로 탄수화물, 예컨대 글루코스, 수크로스, 락토스, 프럭토스, 트레할로스, 만노스, 만니톨, 및/또는 말토스; 유기산, 예컨대 아세트산, 푸마르산, 시트르산, 프로피온산, 말산, 말론산, 및/또는 피루브산; 알코올, 예컨대 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 이소부탄올, 및/또는 글리세롤; 지방 및 오일, 예컨대 대두유, 카놀라유, 코코넛유, 쌀겨유, 올리브유, 옥수수유, 참깨유, 및/또는 아마인유 등이다. 이들 탄소 공급원은 독립적으로 또는 2종 이상의 조합물로 사용될 수 있다.
하나의 실시태양에서, 미생물을 위한 성장 요인 및 미량 영양분이 배지에 포함된다. 이는 성장 미생물이 필요로 하는 모든 비타민을 이들이 생산할 수 없는 경우 특히 바람직하다. 미량 원소, 예컨대 철, 아연, 구리, 망간, 몰리브덴 및/또는 코발트를 비롯한 무기 영양분이 또한 배지에 포함될 수 있다.
하나의 실시태양에서, 무기 염이 또한 포함될 수 있다. 유용한 무기 염은 인산 이수소 칼륨, 인산 수소 이칼륨, 인산 수소 이나트륨, 황산 마그네슘, 염화 마그네슘, 황산 철, 염화 철, 황산 망간, 염화 망간, 황산 아연, 염화 납, 황산 구리, 염화 칼슘, 탄산 칼슘, 및/또는 탄산 나트륨일 수 있다. 이들 무기 염은 독립적으로 또는 2종 이상의 조합물로 사용될 수 있다.
몇몇 실시태양에서, 배양을 위한 방법은 배양 공정 이전, 및/또는 공정 동안 액체 배지에 추가적인 산 및/또는 항미생물제를 첨가하는 단계를 추가로 포함한다. 항미생물제 또는 항생제는 배양액을 오염에 대해 보호하기 위해 사용된다. 추가적으로, 배양 동안 기체가 생산될 경우 거품의 형성 및/또는 축적을 방지하기 위해 소포제가 또한 첨가될 수 있다.
혼합물의 pH는 관심있는 미생물에 적합해야 한다. 완충제, 및 pH 조절제, 예컨대 탄산염 및 인산염이 pH를 바람직한 값 부근으로 안정화시키기 위해 사용될 수 있다. 금속 이온이 고 농도로 존재하는 경우, 액체 배지에 킬레이트제의 사용이 필수적일 수 있다.
미생물의 배양 및 미생물 부산물의 생산을 위한 방법 및 장비는 회분식, 반-연속식, 또는 연속식 공정에서 수행될 수 있다.
미생물은 플랑크톤 형태로 또는 생물막으로서 성장될 수 있다. 생물막의 경우에, 용기는 미생물이 생물막 상태에서 성장될 수 있는 기질을 내부에 포함할 수 있다. 또한, 시스템은, 예를 들어 생물막 성장 특징을 고무하고/하거나 개선시키는 자극원(예컨대, 전단 응력)을 적용하는 능력을 가질 수 있다.
하나의 실시태양에서, 미생물을 배양하는 방법은 약 5 내지 약 100℃, 바람직하게는, 15 내지 60℃, 더욱 바람직하게는, 25 내지 50℃에서 실행된다. 추가의 실시태양에서, 배양은 일정한 온도에서 연속적으로 실행될 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 배양은 온도 변화를 겪을 수 있다.
하나의 실시태양에서, 방법 및 배양 공정에 사용되는 장비는 멸균된다. 배양 장비, 예컨대 반응기/용기는 분리되지만, 멸균 유닛, 예를 들어 오토클레이브(autoclave)에 연결될 수 있다. 배양 장비는 또한 접종을 시작하기 전에 제자리에서 멸균하는 멸균 유닛을 가질 수 있다. 공기는 당분야에 공지된 방법에 의해 멸균될 수 있다. 예를 들어, 주변 공기는 적어도 1개의 필터를 통해 통과된 후 용기에 도입될 수 있다. 다른 실시태양에서, 배지는 저온살균되거나, 임의적으로 열이 전혀 가해지지 않을 수 있고, 이때 낮은 수분 활성도 및 낮은 pH의 사용이 세균 성장을 억제하기 위해 활용될 수 있다.
발효 브로스의 바이오매스 함량은, 예를 들어 5 g/ℓ 내지 180 g/ℓ 또는 그 이상일 수 있다. 하나의 실시태양에서, 브로스의 고형분 함량은 10 g/ℓ 내지 150 g/ℓ이다.
하나의 실시태양에서, 본 발명에 따른 미생물 대사산물을 생산하는 방법은 1) 소수성 및 친수성 입자를 혼합하여 매트릭스-형성 고체 물질을 형성하는 단계; 2) 상기 매트릭스-형성 고체 물질을 관심있는 미생물이 접종된 배지와 접촉시킴으로써, 마이크로-반응기의 매트릭스를 생성하는 단계; 및 3) 상기 미생물을 상기 마이크로-반응기에서 성장시키는 단계를 포함한다.
관심있는 미생물에 의해 생산된 미생물 성장 부산물은 미생물에 보유되거나 액체 배지 내로 분비될 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 미생물 성장 부산물을 생산하는 방법은 관심있는 미생물 성장 부산물을 농축시키거나 정제하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 추가의 실시태양에서, 액체 배지는 미생물 성장 부산물의 활성을 안정화시키는 화합물을 함유할 수 있다.
하나의 실시태양에서, 모든 미생물 배양 조성물은 배양의 완료시(예를 들어, 원하는 세포 밀도, 또는 브로스중의 특정 대사산물의 밀도가 달성되는 경우) 제거된다. 이러한 회분식 절차에서, 완전히 신규한 배치는 제1 배치의 수거시에 개시된다.
또 다른 실시태양에서, 발효 생성물의 단지 일부가 임의의 시점에 제거된다. 이러한 실시태양에서, 생존가능한 세포를 갖는 바이오매스는 새로운 배양 배치를 위한 접종원으로서 용기에 남는다. 제거된 조성물은 세포-부재 브로스이거나 세포를 함유할 수 있다. 이러한 방식으로, 반-연속식 시스템이 생성된다.
하나의 실시태양에서, 미생물은 미생물-기반 생성물이 사용되는 장소로부터 100, 50, 25, 10, 5, 1 마일 미만에서 배양된다.
미생물-기반 생성물의 제조
본 발명의 미생물-기반 생성물은 단순히 미생물 및/또는 미생물에 의해 생산된 미생물 대사산물(예컨대, 생물계면활성제) 및/또는 임의의 잔여 영양분이 함유된 발효 브로스이다. 발효 생성물은 추출, 단리 또는 정제없이 직접 사용될 수 있다. 원한다면, 추출, 단리 및 정제는 본원 및/또는 문헌에 기재된 표준 방법 또는 기법을 사용하여 쉽게 달성될 수 있다.
미생물-기반 생성물중의 미생물은 세포 형태, 포자 형태, 및/또는 균사 형태로의 활성 또는 비활성 형태일 수 있다. 미생물-기반 생성물은 추가의 안정화, 보존, 및 저장 없이 사용될 수 있다. 유리하게는, 이들 미생물-기반 생성물의 직접적 사용은 미생물의 높은 생존력을 보존하고, 외부 제제 및 원치않는 미생물로부터의 오염 가능성을 감소시키며, 미생물 성장의 부산물의 활성을 유지시킨다.
미생물 및/또는 미생물 성장으로부터 생성된 브로스(분리된 층 및 분별물 포함)는 성장 용기로부터 제거되고, 예를 들어, 즉각적 사용을 위해 배관을 경유하여 이송될 수 있다.
다른 실시태양에서, 조성물(미생물, 브로스, 또는 미생물 및 브로스)은, 예를 들어, 사용 목적, 적용을 위해 고려되는 방법, 발효 탱크의 크기, 및 미생물 성장 설비로부터 사용 장소로의 임의의 수송 방식을 고려하여, 적절한 크기의 컨테이너에 위치될 수 있다. 이와 같이, 미생물-기반 조성물이 위치된 컨테이너는, 예를 들어 1 갤런 내지 1,000 갤런 또는 그 이상일 수 있다. 다른 실시태양에서, 컨테이너는 2 갤런, 5 갤런, 25 갤런, 또는 그 이상이다.
본원에서 사용될 경우 "브로스"는 전체 브로스 또는 전체 브로스의 분별물을 포함한다.
미생물-기반 조성물을 성장 용기로부터 수거하는 경우, 수거된 생성물이 컨테이너에 위치되고/되거나 배관을 통해 수송(다르게는 사용을 위해 수송)될 때 추가의 성분들이 첨가될 수 있다. 첨가제는, 예를 들어, 완충제, 담체, 동일하거나 상이한 설비에서 생산된 다른 미생물-기반 조성물, 점도 개질제, 보존제, pH 개질제, 미생물 성장을 위한 영양분, 식물 성장을 위한 영양분, 추적제, 살충제, 제초제, 동물 사료, 식품 제품 및 사용 목적을 위해 특별한 기타 구성성분일 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따라서, 미생물-기반 생성물은 미생물이 성장되는 브로스를 포함할 수 있다. 생성물은, 예를 들어, 중량을 기준으로 적어도, 1%, 5%, 10%, 25%, 50%, 75%, 또는 100% 브로스일 수 있다. 생성물중 바이오매스의 양은, 중량을 기준으로, 예를 들어 0% 내지 100%일 수 있고, 이 사이의 모든 백분율이 포함된다.
임의적으로, 생성물은 사용 전에 저장될 수 있다. 저장 시간은 짧은 것이 바람직하다. 이와 같이, 저장 시간은 60 일, 45 일, 30 일, 20 일, 15 일, 10 일, 7 일, 5 일, 3 일, 2 일, 1 일, 또는 12 시간 미만일 수 있다. 하나의 바람직한 실시태양에서, 살아있는 세포가 생성물에 존재한다면, 생성물은 차가운 온도, 예컨대, 예를 들어, 20℃, 15℃, 10℃, 또는 5℃ 미만의 온도에서 저장된다. 한편, 생물계면활성제 조성물은 전형적으로 주변 온도에서 저장될 수 있다.
하나의 실시태양에서, 배양 생성물은 분무-건조된 바이오매스 생성물로서 제조될 수 있다. 바이오매스는 공지된 방법, 예컨대 원심분리, 여과, 분리, 상층분리(decanting), 분리와 상층분리의 조합, 한외여과 또는 미세여과에 의해 분리될 수 있다. 바이오매스 생성물은 배양 배지로부터 분리되고, 분무-건조될 수 있다.
미생물-기반 생성물은, 본 개시내용의 이점을 갖고 당분야의 숙련가에 의해 이해될 수단에 의해, 액체, 고체, 과립, 분진, 또는 서방성 생성물을 포함하여, 다양한 방식으로 제형화될 수 있다.
인간 또는 동물 적용을 위해, 제형은 액체, 페이스트, 연고, 좌제, 캡슐 또는 정제로 제조될 수 있고, 의학 약물 산업에서 사용되는 약물과 유사한 방식으로 사용된다. 제형은 약학 산업에서 공지된 성분들을 사용하여 캡슐화될 수 있다. 캡슐화는 원치않는 반응으로부터 성분들을 보호하고, 구성성분들이 환경 또는 처리된 대상 또는 신체, 예를 들어 위에서 불리한 조건에 저항하는 것을 돕는다.
본 발명의 고체 제형은 원통형, 막대형, 블럭형, 캡슐, 정제, 환형, 펠릿형, 스트립형, 스파이크형 등의 상이한 형태 및 모양을 가질 수 있다. 고체 제형은 또한 제분되거나 과립화되거나 분말화될 수 있다. 과립화되거나 분말화된 물질은 정제로 압착되거나 예비-제작된 젤라틴 캡슐 또는 쉘을 충전시키기 위해 사용될 수 있다. 반-고체 제형은 페이스트, 왁스, 겔 또는 크림 제제로 제조될 수 있다.
본 발명의 고체 또는 반-고체 조성물은 폴리에틸렌 글리콜, 젤라틴, 소르비톨, 검, 당분 또는 폴리비닐 알코올과 같은 약학 산업에서 사용되는 필름-코팅 화합물을 사용하여 코팅될 수 있다. 이는 살충제 제형에 사용되는 정제 또는 캡슐을 위해 특히 필수적이다. 필름 코팅물은 조작자가 제형중의 활성 구성성분과 직접 접촉되지 않도록 보호할 수 있다. 또한, 데나토늄 벤조에이트 또는 쿠아신(quassin)과 같은 쓴맛 제공제(bittering agent)가 살충제 제형, 코팅물 또는 둘 다에 혼입될 수 있다.
본 발명의 조성물은 또한 분말 제형으로 제조되고 예비-제작된 젤라틴 캡슐에 충전될 수 있다.
제형중 구성성분의 농도 및 조성물의 적용 비율은 해충, 식물 또는 처리될 면적, 또는 적용 방법에 따라 매우 달라질 수 있다.
바람직한 실시태양에서, 본 발명에 따른 선충을 구제하기 위한 조성물은 효과량의 미생물 생물계면활성제를 포함한다.
하나의 실시태양에서, 미생물 생물계면활성제는 당지질, 예컨대 람노리피드, 소포로리피드(SLP), 트레할로스 리피드 및/또는 만노실에리트리톨 리피드(MEL)이다.
하나의 실시태양에서, 본 발명에 따른 선충을 구제하기 위한 조성물은 효과량의 단일한 미생물 생물계면활성제 및/또는 생물계면활성제를 생산하는 단일한 미생물을 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 선충을 구제하기 위한 조성물은 미생물 생물계면활성제의 혼합물 및/또는 생물계면활성제를 생산하는 미생물의 혼합물을 포함한다.
하나의 실시태양에서, 선충을 구제하기 위한 조성물은 SLP를 포함한다. SLP는 정제된 형태로 또는 발효 생성물의 혼합물중에 존재할 수 있다. 조성물은 바람직하게는 활성 성분, 예컨대 SLP를, 0.01 내지 90 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%의 농도로 함유한다. 또 다른 실시태양에서, 정제된 SLP는 허용되는 담체와 조합될 수 있고, 이때 SLP는 0.001 내지 50%(v/v), 바람직하게는 0.01 내지 20%(v/v), 더욱 바람직하게는 0.02 내지 5%(v/v)의 농도로 존재할 수 있다.
하나의 실시태양에서, 선충을 구제하기 위한 조성물은 MEL을 포함한다. MEL은 정제된 형태로 또는 발효 생성물의 혼합물중에 존재할 수 있다. 조성물은 바람직하게는 활성 성분, 예컨대 MEL을, 0.01 내지 90 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%의 농도로 함유한다. 또 다른 실시태양에서, 정제된 MEL은 허용되는 담체와 조합될 수 있고, 이때 MEL은 0.0001 내지 50%(v/v), 바람직하게는, 0.005 내지 20%(v/v), 더욱 바람직하게는, 0.001 내지 5%(v/v)의 농도로 존재할 수 있다.
또 다른 실시태양에서, 선충을 구제하기 위한 조성물은 SLP 및 MEL의 혼합물을 포함한다. SLP 및 MEL은 조성물이 활성 성분을 함유하는 한 임의의 비로 혼합될 수 있고, SLP 및 MEL의 조합은 0.01 내지 90 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%의 농도이다. 또 다른 실시태양에서, 정제된 SLP 및 MEL은 허용되는 담체와 조합될 수 있고, 이때 SLP는 0.0001 내지 50%(v/v), 바람직하게는 0.005 내지 20%(v/v), 더욱 바람직하게는 0.001 내지 5%(v/v)의 농도로 존재할 수 있다.
추가의 실시태양에서, 조성물은 SLP 및/또는 MEL을, 예를 들어 스타르메렐라, 위케르하모미세스 아노말루스 또는 슈도지마 종과 같은 SLP 및/또는 MEL을 생산하는 미생물 균주와 함께 포함한다.
생물계면활성제는 단독으로, 또는 다른 허용가능한 활성 또는 비활성 성분과 조합하여 사용될 수 있다. 이들 성분은, 예를 들어 계피유, 정향유, 목화씨유, 마늘유, 또는 로즈마리유와 같은 오일 성분; 유카(Yucca) 또는 퀼라자 사포닌(Quillaja saponin)과 같은 또 다른 천연 계면활성제일 수 있거나; 성분은 신나믹 알데히드와 같은 알데히드일 수 있다. 살충제 성분 또는 보조제로서 사용될 수 있는 다른 오일로는: 아몬드유, 장뇌유, 카놀라유, 피마자유, 시더유, 시트로넬라유, 시트러스유, 코코넛유, 옥수수유, 유칼립투스유, 어유, 제라늄유, 레시틴, 레몬 그라스유, 아마인유, 광유, 민트 또는 페퍼민트유, 올리브유, 송근유, 평지씨유, 홍화씨유, 세이지유, 참깨씨유, 스위트 오렌지유, 티미유, 식물성 유지, 및 동록유가 포함된다.
다른 허용가능한 성분들은, 예를 들어, 선충 유인 물질, 예컨대 숙주 식물의 뿌리에 의해 또는 수반되는 근권 미생물에 의해 생산되는 가용성의 기체 물질일 수 있다. 본 발명에 따른 선충 유인제의 일예는 발레리안(Valerian) 뿌리[발레리아나 오피시아날리스(Valeriana officianalis)]이다. 특별히, 발레리안 뿌리 추출물 뿐만 아니라, 발레리안 식물 뿌리와 연관된 임의의 다른 화합물 또는 부산물을 포함하는 용액은 본 발명의 조성물 및 방법에 따른 유인제로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 제형에 함유될 수 있는 다른 적합한 첨가제로는, 이러한 제제를 위해 관례적으로 사용되는 물질이 포함된다. 이러한 첨가제의 예로는 보조제, 계면활성제, 유화제, 식물 영양제, 충전제, 가소화제, 윤활제, 활택제, 착색제, 안료, 쓴맛 제공제, 완충제, 용해도 조절제, pH 조정제, 보존제, 안정화제 및 자외선광 차단제가 포함된다. 경화제 또는 경막제는 제형을 강화시키고, 제형이 토양, 뿌리의 퍼진 부분 또는 나무 주입 정제와 같은 특정 적용에서 압력 또는 힘에 저항하기에 충분하도록 강하게 만들기 위해 또한 혼입될 수 있다.
하나의 실시태양에서, 조성물은 추가로 유기산 및 아미노산 또는 이들의 염을 포함하여 완충제를 포함할 수 있다. 적합한 완충제는 시트르산염, 글루콘산염, 타르타르산염, 말산염, 아세트산염, 락트산염, 옥살산염, 아스파르트산염, 말론산염, 글루코헵톤산염, 피루브산염, 갈락타르산염, 글루카르산염, 타르트론산염, 글루탐산염, 글리신, 라이신, 글루타민, 메티오닌, 시스테인, 아르기닌 및 이들의 혼합물을 포함한다. 인산 및 아인산 또는 이의 염이 또한 사용될 수 있다. 합성 완충제가 사용되기 적합하지만, 상기 열거된 유기산 및 아미노산 또는 이의 염과 같은 천연 완충제를 사용하는 것이 바람직하다.
추가의 실시태양에서, pH 조정제는 수산화 칼륨, 수산화 암모늄, 탄산 칼륨, 또는 중탄산염, 염산, 질산, 황산 또는 이의 혼합물을 포함한다.
하나의 실시태양에서, 추가의 성분들, 예컨대 중탄산 나트륨 또는 탄산 나트륨, 황산 나트륨, 인산 나트륨, 이인산 나트륨이 제형에 포함될 수 있다.
하나의 실시태양에서, 조성물은 살선충 활성을 갖는 하나 이상의 화학적 화합물을 포함할 수 있다. 이들로는 항생성 살선충제, 예컨대 아바멕틴(abamectin); 카바메이트 살선충제, 예컨대 베노밀(benomyl), 카보푸란, 카보설판, 및 클레오토카드(cleothocard); 옥심 카바세이트 살선충제, 예컨대 알라니카브(alanycarb), 알디카브(aldicarb), 알독시카브(aldoxycarb), 옥사밀(oxamyl); 유기인계 살선충제, 예컨대 디아미다포스(diamidafos), 페나미포스(fenamiphos), 포스티에탄(fosthietan), 포스파미돈(phosphamidon), 카두사포스(cadusafos), 클로르피리포스(chlorpyrifos), 다이클로펜티온(dichlofenthion), 다이메토에이트(dimethoate), 에토프로포스(ethoprophos), 펜설포티온(fensulfothion), 포스티아제이트(fosthiazate), 헤테로포스(heterophos), 이사미도포스(isamidofos), 이사조포스(isazofos), 메토밀(methomyl), 포레이트(phorate), 포스포카브(phosphocarb), 테르부포스(terbufos), 티오다이카브(thiodicarb), 티오나진(thionazin), 트라이아조포스(triazophos), 이미시아포스(imicyafos), 및 메카폰(mecarphon)이 포함된다. 살선충 활성을 갖는 다른 화합물로는 아세토프롤레(acetoprole), 벤클로티아즈(benclothiaz), 클로로피크린(chloropicrin), 다조메트(dazomet), DBCP, DCIP, 1,2-다이클로로프로판, 1,3-다이클로로프로펜, 푸르푸랄, 요오도메탄, 메탐(metam), 브롬화 메틸, 메틸 이소티오시아네이트, 및 크실레놀이 포함된다.
하나의 실시태양에서, 조성물은 추가로 효과량의 적어도 1종의 살곤충제를 포함한다. 적합한 살곤충제로는, 제한되지 않지만, 비-살선충성의 네오니코티노이드(neonicotinoid) 살곤충제, 예컨대 1-(6-클로로-3-피리딜메틸)-N-니트로이미다졸리딘-2-일리덴아민[이미다클로프리드(imidacloprid)]; 3-(6-클로로-3-피리딜메틸)-1,3-티아졸리딘-2-일리덴시아나미드[티아클로프리드(thiacloprid)]; 1-(2-클로로-1,3-티아졸-5-일메틸)-3-메틸-2-니트로구아니딘[클로티아니딘(clothianidin)]; 니템피란(nitempyran); N1-[(6-클로로-3-피리딜)메틸]-N2-시아노-N1-메틸아세트아미딘[아세타미프리드(acetamiprid)]; 3-(2-클로로-1,3-티아졸-5-일메틸)-5-메틸-1,3,5-옥사디아지난-4-일리덴(니트로)아민[티아메톡삼(thiamethoxam)]; 및 1-메틸-2-니트로-3-(테트라하이드로-3-푸릴메틸)구아니딘[디노테푸란(dinotefuran)]이 포함된다.
미생물-기반 생성물의 적용
역시 또 다른 양태에서, 본 발명은 미생물-기반 생성물을 적용하기 위한 방법, 시스템, 및 장치를 포함할 수 있다.
하나의 실시태양에서, 본 발명은 본원에 개시된 조성물을 토양, 종자 또는 식물 부분에 적용함으로써 식물 건강을 개선시키고/시키거나 작물 수확량을 증가시키는 방법을 제공한다. 또 다른 실시태양에서, 본 발명은 본원에 기재된 조성물을 다수 회 적용함을 포함하는, 작물 또는 식물 수확량을 증진시키는 방법을 제공한다.
유리하게, 방법은 선충 및 해충에 의해 야기되는 상응하는 질병을 효과적으로 억제할 수 있는 한편, 수확량의 증가가 달성되고 부작용 및 추가의 비용이 방지된다.
하나의 실시태양에서, 조성물은 뿌리, 줄기 및 잎을 포함하여 이미 발아되고/되거나 성장중인 식물에 적용될 수 있다. 조성물은 또한 종자 처리로서 적용될 수 있다. 종자 처리로서의 용도는, 이러한 적용이 쉽게 달성될 수 있고 처리하기 위해 사용되는 양이 감소될 수 있어서, 존재할 경우 잠재적인 독성을 더욱 감소시킬 수 있으므로 유익하다.
하나의 실시태양에서, 생물계면활성제-생산 미생물 및/또는 생물계면활성제는 토양, 식물의 성장 배지, 식물, 수상 배지 또는 해충에 의한 손상을 예방하기 위해 처리될 임의의 영역에 적용될 수 있다. 미생물은 제자리에서 성장되고 현장에서 생물계면활성제를 생산하여 선충을 구제할 수 있다. 또한, 적용되는 천연 생물계면활성제-생산 유기체는 적용 자리에서 성장하여 생물계면활성제를 생산할 것이다. 결과적으로, 처리 자리(예를 들어, 토양)에서 생물계면활성제 및 생물계면활성제-생산 미생물의 높은 농도가 쉽고 연속적으로 달성될 수 있다.
미생물의 성장 및 생물계면활성제의 생산을 향상시키는 물질은 조성물 및/또는 처리 자리에 첨가되어 생물계면활성제-생산 유기체의 성장을 지원할 뿐만 아니라, 원하는 생물계면활성제를 현장에서 생산하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 이들 물질로는, 제한되지 않지만, 탄소, 또는 유기 기질, 예컨대 오일, 글리세롤, 당분, 또는 다른 영양분이 포함된다. 예를 들어, 생물계면활성제 생산 유기체는 기질 상에서 성장하여 제자리에서 생물계면활성제를 생산하고 선충을 구제할 수 있다. 적용 자리(토양, 수상 시스템, 식물 부분 등)에서의 천연 생물계면활성제-생산 유기체는 생물계면활성제를 생산하는 한편, 탄소 기질을 이용할 것이다. 이러한 과정 동안에, 생산된 생물계면활성제는 표적화된 영역에서 해충을 박멸하고 무력화시킬 것이다. 본 발명에 따라서, 반드시 표적화된 자리에 미리-접종하거나, 탄소 기질을 생물계면활성제-생산 유기체와 혼합할 필요는 없다.
탄소 기질로는, 제한되지 않지만, 유기 탄소원, 예컨대 천연 또는 합성 오일(튀김 기름 포함); 지방; 지질; 왁스(천연 또는 파라핀); 지방산, 예컨대 라우르산; 미리스트산 등; 지방산 알코올, 예컨대 라우릴 알코올; 지방산과 글리세롤의 양친매성 에스테르, 예컨대 글리세릴 모노라우레이트; 지방산의 글리콜 에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 모노스테아레이트; 지방산 아민, 예컨대 라우릴 아민; 지방산 아미드; 헥산; 글리세롤; 글루코스 등이 포함될 수 있다. 생물계면활성제의 생산을 고무시킬 수 있는 수불용성 탄소 기질을 사용하는 것이 바람직하다.
하나의 실시태양은 탄소 기질에 충분한 양의 특정 생물계면활성제를 첨가하거나 이로 개질하여 유화 과정을 개시하고 생물계면활성제-생산 유기체에 대한 다른 경쟁 유기체의 성장을 저해 또는 감소시키며 선충을 구제함과 관련된다. 예를 들어, 슈도모나스 시린게 및 바실루스 수브틸리스는, 포렌(poren)으로서 지칭되는 일련의 지질펩티드 생물계면활성제를 생산한다. 이들 지질펩티드 포렌은 슈도마이신(pseudomycin), 시린고마이신(syringomycin), 탭톡신(tabtoxin), 파세올로톡신(phaseolotoxin), 및 서팍틴(surfactin)을 포함한다. 몇몇 지질펩티드는 세포 막, 세포, 및 조직에 구멍을 생성할 수 있다.
슈도마이신은 작물 생산시 선충 구제를 위한 예비-식물 처리로서 적용될 수 있다. 만일 바실루스 수브틸리스의 성장을 고무시키는 것이 바람직하다면, 소량의 서팍틴 생물계면활성제가 탄소 기질 배지에 첨가되어 바실루스 수브틸리스 개체군의 확립 및 현장에서의 더 많은 서팍틴의 생산을 돕는다.
하나의 실시태양에서, 조성물은, 당면한 특정 목표에 가장 적합한 농도의 활성제를 함유하는, 농축되거나 희석된 액체, 용액, 현탁액, 분말 등의 형태로 분무, 퍼붓기(pouring), 침지에 의해 적용될 수 있다. 이들은 그대로 또는 사용 전에 재구성되어 적용될 수 있다. 예를 들어, 나무 또는 뿌리의 퍼진 부분에 직접 주사하여 적용될 수 있다.
하나의 실시태양에서, 본 발명에 따른 조성물은 약 0.0001 파운드/에이커 내지 약 10 파운드/에이커, 약 0.001 파운드/에이커 내지 약 5 파운드/에이커, 약 0.01 파운드/에이커 내지 약 1 파운드/에이커, 약 0.01 파운드/에이커 내지 약 0.1 파운드/에이커, 또는 약 0.01 파운드/에이커 내지 약 0.05 파운드/에이커로 적용될 것이다.
하나의 실시태양에서, 본 발명에 따른 조성물은 토양 또는 종자에 최초 적용한 후 약 1 내지 약 100 일, 약 2 내지 약 50 일, 약 10 내지 약 40 일, 약 20 내지 약 30 일째 식물 또는 작물에 적용된다.
구체적인 실시태양에서, 조성물은, 예를 들어 관개 시스템으로 도입되고, 백팩(backpack) 또는 유사 장치로부터 분무되고, 지상 기반 또는 비행 로봇 장치, 예컨대 드론에 의해 적용되고/되거나 종자에 의해 적용될 수 있다.
종자 적용은, 예를 들어 종자에 코팅하거나, 종자를 심는 것과 동시에 조성물을 토양에 적용하는 것이다. 이는, 예를 들어, 미생물-기반 조성물을 종자를 심는 시간에 또는 그 시간 가까이에 종자와 함께 및/또는 종자에 인접하여 적용 장치 또는 관개 시스템을 제공함으로써 자동화될 수 있다. 이와 같이, 미생물-기반 조성물은, 예를 들어 종자를 심기 5, 4, 3, 2, 또는 1 일 전 또는 후에, 또는 종자를 심는 것과 동시에 적용될 수 있다.
특정한 실시태양에서, 본원에 제공된 조성물은 기계적 개입없이 토양 표면에 적용된다. 토양 적용의 유익한 효과는 강우, 스프링클러(sprinkler), 홍수, 또는 점적(點滴) 관개에 의해 활성화되고, 후속적으로, 예를 들어, 표적 해충의 개체군 수준을 허용가능한 역치로 저하시키기 위해 표적 해충에 전달되거나, 뿌리 마이크로바이옴(microbiome)에 영향을 주거나 미생물 생성물이 적용되는 작물 또는 식물의 관다발계 내로의 미생물 생성물의 흡취를 용이하게 하기 위해 식물의 뿌리에 전달될 수 있다. 예시적인 실시태양에서, 본원에 제공된 조성물은 회전 관수 시스템을 통해 또는 파종골 위로의 분무에 의해 효율적으로 적용될 수 있다.
본원에서 해충 또는 식물 "위 또는 부근", 또는 해충 또는 식물의 "환경"으로의 조성물의 투여에 대한 언급은, 조성물이 해충 또는 식물과 충분히 접촉되어 원하는 결과(예를 들어, 해충의 사멸, 수확량의 증가, 식물 손상의 방지, 유전자 및/또는 호르몬의 조절 등)가 달성되도록 투여함을 의미한다. 이는 전형적으로, 예를 들어 해충, 식물, 잡초, 또는 다른 목적하는 표적으로부터 10, 5, 3, 2, 또는 1 피이트 미만 이내일 수 있다.
미생물-기반 생성물은 또한 식물 건강 및 생명력을 촉진시키기 위해, 식물의 뿌리 및/또는 근권 뿐만 아니라, 관다발계의 콜로니화를 촉진시키도록 적용될 수 있다. 이와 같이, 영양분-고정 미생물, 예컨대 근류균 및/또는 균근 뿐만 아니라, 해충, 또는 질병을 퇴치하거나, 다르게는 작물 성장, 건강 및/또는 수확량을 촉진시키는 다른 내생성(토양에 이미 존재하는) 미생물, 뿐만 아니라 외래성 미생물, 또는 이들의 부산물이 촉진될 수 있다. 미생물-기반 생성물은, 예를 들어 상기 관다발계에 진입하여 콜로니화하고, 식물 건강 및 생산성에 중요한 대사산물 및 영양분, 또는 해충 구제 특성을 갖는 대사산물에 기여함으로써, 식물의 관다발계를 지원할 수도 있다.
유리하게는, 방법은 복잡한 장비 또는 높은 에너지 소비를 필요로 하지 않는다. 관심있는 미생물은 작거나 큰 규모로 현장에서 배양되고 이용될 수 있고, 심지어 이들의 배지와 여전히 혼합되어 있다. 유사하게, 미생물 대사산물은 필요한 자리에서 다량으로 생산될 수도 있다.
유리하게는, 미생물-기반 생성물은 고립된 장소에서 생산될 수 있다. 하나의 실시태양에서, 미생물-기반 생성물은 인간 영양 및/또는 질병 예방 및/또는 치료를 위해 사용될 수 있다.
표적 해충
본 발명의 바람직하지만 비제한적인 실시태양에서, 구제되는 선충은 다음으로부터 선택된다:
(1) 쌀[예를 들어, 멜로이도기네 인코그니타, 멜로이도기네 야바니카 또는 멜로이도기네 그라미니콜라(Meloidogyne graminicola)], 대두(예를 들어, 멜로이도기네 인코그니타 또는 멜로이도기네 아레나리아), 목화(예를 들어, 멜로이도기네 인코그니타), 감자[예를 들어, 멜로이도기네 키트우디(Meloidogyne chitwoodi) 또는 멜로이도기네 하플라], 토마토(예를 들어, 멜로이도기네 키트우디), 담배(예를 들어, 멜로이도기네 인코그니타, 멜로이도기네 야바니카 또는 멜로이도기네 아레나리아), 및 옥수수(예를 들어, 멜로이도기네 인코그니타)에서의 뿌리 혹 선충(멜로이도기네 종들); 쌀[예를 들어, 헤테로데라 오리제(Heterodera oryzae)], 대두(예를 들어, 헤테로데라 글리시네스) 및 옥수수[예를 들어, 헤테로데라 제에(Heterodera zeae)]에서의 시스트 선충(헤테로데라 종들); 감자(예를 들어, 글로보데라 팔리다 또는 글로보데라 로스토키엔시스)에서의 시스트 선충(글로보데라 종들); 목화[예를 들어, 로틸렌쿨루스 레니포르미스(Rotylenchulus reniformis)]에서의 콩팥형(Reniform) 선충[로틸렌쿨루스(Rotylenchulus) 종들]; 바나나(예를 들어, 프라틸렌쿠스 코페에 또는 프라틸렌쿠스 구데이이)에서의 뿌리 썩이 선충(프라틸렌쿠스 종들); 바나나[예를 들어, 라도폴루스 시밀리스(Radopholus similis)]에서의 천공(Burrowing) 선충[라도폴루스(Radopholus) 종들]; 및 기타 쌀 손상 선충, 예컨대 쌀 뿌리 선충[히르쉬마니엘라(Hirschmaniella) 종들, 예를 들어 히르쉬마니엘라 오리제(Hirschmaniella oryzae)]을 포함하나 이에 제한되지 않는 식물 병원성 선충인 선충;
(2) 요충증을 일으키는 요충, 엔테로비우스 베르미쿨라리스(Enterobius vermicularis); 회충증을 일으키는 대장 회충, 아스카리스 룸브리도이데스(Ascaris lumbridoides); 구충증을 일으키는 구충의 2가지 유형, 네카토르(Necator) 및 안실로스토마(Ancylostoma); 편충증을 일으키는 편충, 트리쿠리스 트리키우라(Trichuris trichiura); 분선충증을 일으키는 스트롱길로이데스 스테르코랄리스(Strongyloides stercoralis); 및 선모충증을 일으키는 트리코넬라 스피레(Trichonella spirae); 림프사상충증으로서 공지된 충증 및 그의 전체 증후인 상피증과 연관된 필라리아(filarial) 선충, 브루기아 말라이이(Brugia malayi) 및 운케레리아 반크로프티(Wuchereria bancrofti), 및 사상충증을 일으키는 온코세르카 볼불루스(Onchocerca volvulus)를 포함하나 이에 제한되지 않는, 인간을 감염시킬 수 있는 선충;
(3) 개[구충, 예를 들어, 안실로스토마 카니눔(Ancylostoma caninum) 또는 운시나리아 스테노세팔라(Uncinaria stenocephala), 회충, 예를 들어, 톡소카라 카니스(Toxocara canis) 또는 톡사스카리스 레오니나(Toxascaris leonina), 또는 편충, 예를 들어, 트리쿠리스 불피스(Trichuris vulpis)], 고양이[구충, 예를 들어, 안실로스토마 투베포르메(Ancylostoma tubaeforme), 회충, 예를 들어, 톡사카라 카티(Toxocara cati)], 물고기[청어 기생충 또는 대구 기생충, 예를 들어, 고래회충, 또는 촌충, 예를 들어, 디필로보트리움(Diphyllobothrium)], 양[방아벌레, 예를 들어, 헤몬쿠스 콘토르투스(Haemonchus contortus)] 및 소[위장 기생충, 예를 들어, 오스테르타기아 오스테르타기(Ostertagia ostertagi), 쿠페리아 온코포라(Cooperia oncophora)]에서의 선충을 포함하나 이에 제한되지 않는, 동물을 감염시킬 수 있는 선충;
(4) 기질 또는 물질에 원치않는 손상을 일으키는 선충, 예컨대 식품, 종자, 목재, 도료, 의류 등을 해치는 선충. 이러한 선충의 예로는, 제한되지 않지만: 멜로이도기네 종들(예를 들어, 멜로이도기네 인코그니타, 멜로이도기네 야바니카, 멜로이도기네 아레나리아, 멜로이도기네 그라미니콜라, 멜로이도기네 키트우디 또는 멜로이도기네 하플라); 헤테로데라 종들[예를 들어, 헤테로데라 오리제, 헤테로데라 글리시네스, 헤테로데라 제에 또는 헤테로데라 샤크티이(Heterodera schachtii)]; 글로보데라 종들(예를 들어, 글로보데라 팔리다 또는 글로보데라 로스토키엔시스); 디틸렌쿠스 종들[예를 들어, 디틸렌쿠스 딥사시(Ditylenchus dipsaci), 디틸렌쿠스 데스트룩토르(Ditylenchus destructor) 또는 디틸렌쿠스 앙구스투스(Ditylenchus angustus)]; 벨로노라이무스 종들; 로틸렌쿨루스 종들(예를 들어, 로틸렌쿨루스 레니포르미스); 프라틸렌쿠스 종들(예를 들어, 프라틸렌쿠스 코페에, 프라틸렌쿠스 구데이이, 프라틸렌쿠스 제에); 라도폴루스 종들(예를 들어, 라도폴루스 시밀리스); 히르쉬마니엘라 종들(예를 들어, 히르쉬마니엘라 오리제); 아펠렌코이데스 종들(Aphelenchoides spp.)[예를 들어, 아펠렌코이데스 베세이이(Aphelenchoides besseyi)]; 크리코네모이데스 종들(Criconemoides spp.); 롱기도루스 종들(Longidorus spp.); 헬리코틸렌쿠스 종들(Helicotylenchus spp.); 호플로라이무스 종들(Hoplolaimus spp.); 크시피네마 종들(Xiphinema spp.); 파라트리코도루스 종들(Paratrichodorus spp.)[예를 들어, 파라트리코도루스 미노르(Paratrichodorus minor)]; 틸렌코르힌쿠스 종들(Tylenchorhynchus spp.)이 포함된다;
(5) 바이러스 전염 선충[예를 들어, 롱기도루스 마크로소마(Longidorus macrosoma): 살구속 괴저성 윤문병(ring spot) 바이러스를 전염시킴, 크시피네마 아메리카눔(Xiphinema americanum): 담배 윤문병 바이러스를 전염시킴, 파라트리카도루스 테레스(Paratrichadorus teres): 완두콩 초기 갈변화 바이러스를 전염시킴, 또는 트리코도루스 시밀리스(Trichodorus similis): 담배 래틀(rattle) 바이러스를 전염시킴].
특정 선충 해충으로는 다음이 포함된다: 메디나충증(기니아충증)을 일으키는 회충, 드라쿤쿨루스 메디넨시스(Dracunculus medinensis); 피부 필라리아증을 일으키는 선충 로아 로아(Loa loa)(아프리카 안충), 만소넬라 스트렙토세르카(Mansonella streptocerca) 및 온코세르카 볼불루스(Onchocerca volvulus); 체강 필라리아증을 일으키는 만소넬라 페르스탄스(Mansonella perstans) 및 만소넬라 오자르디(Mansonella ozzardi); 선모충증을 일으키는 트리키넬라(Trichinella), 예컨대 트리키넬라 슈도스피랄리스(Trichinella pseudospiralis)(전세계적 포유동물 및 조류 감염), 트리키넬라 나티바(Trichinella nativa)(북극곰 감염), 트리키넬라 넬소니(Trichinella nelsoni)(아프리카 포식동물 및 청소동물 감염), 및 트리키넬라 브리토비(Trichinella britovi)(유럽 및 서아시아의 육식동물 감염); 인간의 호산성 뇌수막염의 가장 흔한 원인인 안기오스트롱길루스 칸토넨시스(Angiostrongylus cantonensis)(래트 폐기생충); 복부(또는 장) 광동주혈선충증(angiostrongyliasis)을 일으키는 안기오스트롱길루스 코스타리센시스(Angiostrongylus costaricensis); 톡소카라증을 일으키는 톡소카라(Toxocara); 악구충증을 일으키는 나토스토마 스피니게룸(Gnathostoma spinigerum), 및 드물게는 나토스토마 히스피둠(Gnathostoma hispidum); 및 고래회충증을 일으키는 아니사키스 심플렉스(Anisakis simplex), 또는 슈도테라노바 데시피엔스(Pseudoterranova decipiens).
구체적인 실시태양에서, 본 발명의 방법 및 조성물은 뿌리-혹 선충(멜로이도기네 인코그니타), 바늘 선충[벨로노라이무스 롱기카우다투스(Belonolaimus longicaudatus)], 대두 시스트 선충[헤테로데라 글리시네스(Heterodera glycines)], 썩이 선충(프라틸렌쿠스 종), 검(dagger) 선충(크시피네마 종), 및/또는 감귤류 선충[틸렌쿨루스 세미페네트란스(Tylenchulus semipenetrans)]을 구제하기 위해 사용된다.
표적 식물
본 발명의 생성물 및 방법을 적용함으로써 이익을 얻을 수 있는 식물로는 줄뿌림 작물(예를 들어, 옥수수, 대두, 수수, 땅콩, 감자 등), 밭작물(예를 들어, 알팔파, 밀, 곡물 등), 주벌 임목(예를 들어, 호두, 아몬드, 피칸, 헤이즐넛, 피스타치오 등), 감귤류 작물(예를 들어, 오렌지, 레몬, 자몽 등), 유실 작물(예를 들어. 사과, 배 등), 잔디 작물, 관상용 작물(예를 들어, 꽃, 덩굴 등), 채소류(예를 들어, 토마토, 당근 등), 덩굴 작물(예를 들어, 포도, 딸기, 블루베리, 블랙베리 등), 임목(예를 들어, 소나무, 가문비나무, 유칼립투스, 포플러 등), 관리 목초지(방목 동물을 지원하기 위해 사용되는 임의의 혼합 식물)이 포함된다.
이점은, 예를 들어, 증가된 수확량, 품질, 질병 및 해충 내성, 스트레스 감소(예를 들어, 염, 가뭄, 열 등으로부터), 및 개선된 수분 사용의 형태일 수 있다.
본 발명의 생성물 및 방법으로부터 이익을 얻을 수 있는 추가의 식물은, 예를 들어 여물 또는 사료용 콩과식물(legume), 관상용 식물, 식량 작물, 나무 또는 관목을 비롯한 녹색식물(Viridiplantae) 상과, 특별히 단자엽 식물 및 쌍자엽 식물에 속하는 모든 식물을 포함하고, 그중에서도, 아세르 종들(Acer spp.), 악티니디아 종들(Actinidia spp.), 아벨모스쿠스 종들(Abelmoschus spp.), 아가베 시살라나(Agave sisalana), 아그로피론 종들(Agropyron spp.), 아그로스티스 스톨로니페라(Agrostis stolonifera), 알리움 종들(Allium spp.), 아마란투스 종들(Amaranthus spp.), 암모필라 아레나리아(Ammophila arenaria), 아나나스 코모수스(Ananas comosus), 안노나 종들(Annona spp.), 아피움 그라베오렌스(Apium graveolens), 아라키스 종들(Arachis spp.), 아르토카르푸스 종들(Artocarpus spp.), 아스파라구스 오피시날리스(Asparagus officinalis), 아베나 종들(Avena spp.)[예를 들어, 아베나 사티바(Avena sativa), 아베나 파투아(Avena fatua), 아베나 비잔티나(Avena byzantina), 아베나 파투아 변종 사티바(Avena fatua var. sativa), 아베나 히브리다(Avena hybrida)], 아베로아 카람볼라(Averrhoa carambola), 밤부사 종(Bambusa sp.), 베닌카사 히스피다(Benincasa hispida), 베르톨레티아 엑셀세아(Bertholletia excelsea), 베타 불가리스(Beta vulgaris), 브라시카 종들(Brassica spp.)[예를 들어, 브라시카 나푸스(Brassica napus), 브라시카 라파 아종(Brassica rapa ssp.)(카놀라, 유채, 순무 평지)], 카다바 파리노사(Cadaba farinosa), 카멜리아 시넨시스(Camellia sinensis), 칸나 인디카(Canna indica), 칸나비스 사티바(Cannabis sativa), 카프시쿰 종들(Capsicum spp.), 카렉스 엘라타(Carex elata), 카리카 파파야(Carica papaya), 카리사 마크로카르파(Carissa macrocarpa), 카리아 종들(Carya spp.), 카르타무스 팅크토리우스(Carthamus tinctorius), 카스타네아 종들(Castanea spp.), 세이바 펜탄드라(Ceiba pentandra), 시코리움 엔디비아(Cichorium endivia), 신나모뭄 종들(Cinnamomum spp.), 시트룰루스 라나투스(Citrullus lanatus), 시트루스 종들(Citrus spp.), 코코스 종들(Cocos spp.), 코페아 종들(Coffea spp.), 콜로카시아 에스쿨렌타(Colocasia esculenta), 콜라 종들(Cola spp.), 코르코루스 종(Corchorus sp.), 코리안드룸 사티붐(Coriandrum sativum), 코릴루스 종들(Corylus spp.), 크라테구스 종들(Crataegus spp.), 크로쿠스 사티부스(Crocus sativus), 쿠쿠르비타 종들(Cucurbita spp.), 쿠쿠미스 종들(Cucumis spp.), 시나라 종들(Cynara spp.), 다우쿠스 카로타(Daucus carota), 데스모디움 종들(Desmodium spp.), 디모카르푸스 롱간(Dimocarpus longan), 디오스코레아 종들(Dioscorea spp.), 디오스피로스 종들(Diospyros spp.), 에키노클로아 종들(Echinochloa spp.), 엘레이스(Elaeis)[예를 들어, 엘레이스 귀네엔시스(Elaeis guineensis), 엘레이스 올레이페라(Elaeis oleifera)], 엘레우시네 코라카나(Eleusine coracana), 에라그로스티스 테프(Eragrostis tef), 에리안투스 종(Erianthus sp.), 에리오보트리아 야포니카(Eriobotrya japonica), 에우칼립투스 종(Eucalyptus sp.), 에우게니아 우니플로라(Eugenia uniflora), 파고피룸 종들(Fagopyrum spp.), 파구스 종들(Fagus spp.), 페스투카 아룬디나세아(Festuca arundinacea), 피쿠스 카리카(Ficus carica), 포르투넬라 종들(Fortunella spp.), 프라가리아 종들(Fragaria spp.), 깅코 빌로바(Ginkgo biloba), 글리시네 종들(Glycine spp.)[예를 들어, 글리시네 막스(Glycine max), 소야 히스피다(Soja hispida) 또는 소야 막스(Soja max)], 고시피움 히르수툼(Gossypium hirsutum), 헬리안투스 종들(Helianthus spp.)[예를 들어, 헬리안투스 안누우스(Helianthus annuus)], 헤메로칼리스 풀바(Hemerocallis fulva), 히비스쿠스 종들(Hibiscus spp.), 호르데움 종들(Hordeum spp.)[예를 들어, 호르데움 불가레(Hordeum vulgare)], 이포모에아 바타타스(Ipomoea batatas), 유글란스 종들(Juglans spp.), 락투카 사티바(Lactuca sativa), 라티루스 종들(Lathyrus spp.), 렌스 쿨리나리스(Lens culinaris), 리눔 우시타티시뭄(Linum usitatissimum), 리트키 키넨시스(Litchi chinensis), 로투스 종들(Lotus spp.), 루파 아쿠탕굴라(Luffa acutangula), 루피누스 종들(Lupinus spp.), 루줄라 실바티카(Luzula sylvatica), 리코페르시콘 종들(Lycopersicon spp.)[예를 들어, 리코페르시콘 에스쿨렌툼(Lycopersicon esculentum), 리코페르시콘 리코페르시쿰(Lycopersicon lycopersicum), 리코페르시콘 피리포르메(Lycopersicon pyriforme)], 마크로틸로마 종들(Macrotyloma spp.), 말루스 종들(Malus spp.), 말피기아 에마르기나타(Malpighia emarginata), 맘메아 아메리카나(Mammea americana), 망기페라 인디카(Mangifera indica), 마니호트 종들(Manihot spp.), 마닐카라 자포타(Manilkara zapota), 메디카고 사티바(Medicago sativa), 멜리오투스 종들(Melilotus spp.), 멘타 종들(Mentha spp.), 미스칸투스 시넨시스(Miscanthus sinensis), 모모르디카 종들(Momordica spp.), 모루스 니그라(Morus nigra), 무사 종들(Musa spp.), 니코티아나 종들(Nicotiana spp.), 올레아 종들(Olea spp.), 오푼티아 종들(Opuntia spp.), 오르니토푸스 종들(Ornithopus spp.), 오리자 종들(Oryza spp.)[예를 들어, 오리자 사티바(Oryza sativa), 오리자 라티폴리아(Oryza latifolia)], 파니쿰 밀리아세움(Panicum miliaceum), 파니쿰 비르가툼(Panicum virgatum), 파시플로라 에둘리스(Passiflora edulis), 파스티나카 사티바(Pastinaca sativa), 펜니세툼 종(Pennisetum sp.), 페르세아 종들(Persea spp.), 페트로셀리눔 크리스품(Petroselinum crispum), 팔라리스 아룬디나세아(Phalaris arundinacea), 파세올루스 종들(Phaseolus spp.), 플레움 프라텐세(Phleum pratense), 포에닉스 종들(Phoenix spp.), 프라그미테스 아우스트랄리스(Phragmites australis), 피살리스 종들(Physalis spp.), 피누스 종들(Pinus spp.), 피스타시아 베라(Pistacia vera), 피숨 종들(Pisum spp.), 포아 종들(Poa spp.), 포풀루스 종들(Populus spp.), 프로소피스 종들(Prosopis spp.), 프루누스 종들(Prunus spp.), 시디움 종들(Psidium spp.), 푸니카 그라나툼(Punica granatum), 피루스 콤무니스(Pyrus communis), 퀘르쿠스 종들(Quercus spp.), 라파누스 사티부스(Raphanus sativus), 레움 라바르바룸(Rheum rhabarbarum), 리베스 종들(Ribes spp.), 리시누스 콤무니스(Ricinus communis), 루부스 종들(Rubus spp.), 사카룸 종들(Saccharum spp.), 살릭스 종(Salix sp.), 삼부쿠스 종들(Sambucus spp.), 세칼레 세레알레(Secale cereale), 세사뭄 종들(Sesamum spp.), 시나피스 종(Sinapis sp.), 솔라눔 종들(Solanum spp.)[예를 들어, 솔라눔 투베로숨(Solanum tuberosum), 솔라눔 인테그리폴리움(Solanum integrifolium) 또는 솔라눔 리코페르시쿰(Solanum lycopersicum)], 소르굼 비콜로르(Sorghum bicolor), 스피나시아 종들(Spinacia spp.), 시지기움 종들(Syzygium spp.), 타게테스 종들(Tagetes spp.), 타마린두스 인디카(Tamarindus indica), 테오브로마 카카오(Theobroma cacao), 트리폴리움 종들(Trifolium spp.), 트립사쿰 닥틸로이데스(Tripsacum dactyloides), 트리티코세칼레 림파우이(Triticosecale rimpaui), 트리티쿰 종들(Triticum spp.)[예를 들어, 트리티쿰 에스티붐(Triticum aestivum), 트리티쿰 두룸(Triticum durum), 트리티쿰 투르기둠(Triticum turgidum), 트리티쿰 히베르눔(Triticum hybernum), 트리티쿰 마카(Triticum macha), 트리티쿰 사티붐(Triticum sativum), 트리티쿰 모노코쿰(Triticum monococcum) 또는 트리티쿰 불가레(Triticum vulgare)], 트로페올룸 미누스(Tropaeolum minus), 트로페올룸 마유스(Tropaeolum majus), 박치니움 종들(Vaccinium spp.), 비시아 종들(Vicia spp.), 비그나 종들(Vigna spp.), 비올라 오도라타(Viola odorata), 비티스 종들(Vitis spp.), 제아 마이스(Zea mays), 지자니아 팔루스트리스(Zizania palustris), 지지푸스 종들(Ziziphus spp.)로부터 선택된다.
관심있는 식물의 추가의 예로는, 제한되지 않지만, 옥수수(제아 마이스), 브라시카 종[예를 들어, 브라시카 나푸스(Brassica napus), 브라시카 라파( Brassica rapa), 브라시카 윤세아(Brassica juncea)], 특별히 종자유의 공급원으로서 유용한 브라시카 종, 알팔파(메디카고 사티바), 벼(오리자 사티바), 호밀(세칼레 세레알레), 수수(소르굼 비콜로르, 소르굼 불가레), 조[예를 들어, 금강아지풀(pearl millet)(페니세툼 글라우쿰: Pennisetum glaucum), 기장(파니쿰 밀리아세움), 메조(foxtail millet)(세타리아 이탈리카: Setaria italica), 손가락조(finger millet)(엘레우시네 코라카나)], 해바라기(헬리안투스 안누우스), 홍화(카르타무스 팅크토리우스), 밀(트리티쿰 에스티붐), 대두(글리시네 막스), 담배[니코티아나 타바쿰(Nicotiana tabacum)], 감자(솔라눔 투베로숨), 땅콩[아라키스 히포게아(Arachis hypogaea)], 목화[고시피움 바르바덴세(Gossypium barbadense), 고시피움 히르수툼(Gossypium hirsutum)], 고구마[이포모에아 바타투스(Ipomoea batatus)], 카사바(cassava)[마니호트 에스쿨렌타(Manihot esculenta)], 커피(코페아 종들), 코코넛[코코스 누시페라(Cocos nucifera)], 파인애플[아나나스 코모수스(Ananas comosus)], 감귤류 나무(시트루스 종들), 코코아(테오브로마 카카오), 차(카멜리아 시넨시스), 바나나(무사 종들), 아보카도[페르세아 아메리카나(Persea americana)], 무화과[피쿠스 카시카(Ficus casica)], 구아바[시디움 구아야바(Psidium guajava)], 망고[망기페라 인디카(Mangifera indica)], 올리브[올레아 에우로페아(Olea europaea)], 파파야[카리카 파파야(Carica papaya)], 캐슈(cashew)[아나카르디움 옥치덴탈레(Anacardium occidentale)], 마카다미아[마카다미아 인테그리폴리아(Macadamia integrifolia)], 아몬드[프루누스 아미가달루스(Prunus amygdalus)], 사탕무(베타 불가리스), 사탕수수(사카룸 종들), 귀리, 보리, 채소류, 관상용 식물, 및 침엽수가 포함된다.
채소류로는 토마토(리코페르시콘 에스쿨렌툼), 상추(예를 들어, 락투카 사티바), 그린 빈스(green beans)[파세올루스 불가리스(Phaseolus vulgaris)], 리마콩(lima bean)[파세올루스 리멘시스(Phaseolus limensis)], 완두콩[라티루스 종들(Lathyrus spp.)], 및 쿠쿠미스 속의 구성원, 예컨대 오이[쿠쿠미스 사티부스(Cucumis sativus)], 칸탈루프(cantaloupe)[쿠쿠미스 칸탈루펜시스(Cucumis cantalupensis)], 및 머스크 멜론[쿠쿠미스 멜로(Cucumis melo)]이 포함된다. 관상용 식물로는 진달래[로도덴드론 종들(Rhododendron spp.)], 수국[마크로필라 히드랑게아(Macrophylla hydrangea)], 히비스커스[히비스커스 로사사넨시스(Hibiscus rosasanensis)], 장미[로사 종들(Rosa spp.)], 튤립[툴리파 종들(Tulipa spp.)], 수선화[나르시수스 종들(Narcissus spp.)], 피튜니아[페투니아 히브리다(Petunia hybrida)], 카네이션[디안투스 카리오필루스(Dianthus caryophyllus)], 포인세티아[에우포르비아 풀케리마(Euphorbia pulcherrima)], 및 국화가 포함된다. 실시태양을 실행하는데 사용될 수 있는 침엽수로는, 예를 들어, 소나무, 예컨대 미송[피누스 테다(Pinus taeda)], 단엽송[피누스 엘리오티이(Pinus elliotii)], 폰데로사(ponderosa) 소나무[피누스 폰데로사(Pinus ponderosa)], 로지폴(lodgepole) 소나무[피누스 콘토르타(Pinus contorta)], 및 몬테레이(Monterey) 소나무[피누스 라디아타(Pinus radiata)]; 더글라스-퍼(Douglas-fir)[슈도츠우가 멘지에시이(Pseudotsuga menziesii)]; 웨스턴 헴록(Western hemlock)[츠우가 카나덴시스(Tsuga canadensis)]; 시트카 스프루스(Sitka spruce)[피세아 글라우카(Picea glauca)]; 레드우드(redwood)[세쿠오이아 셈페르비렌스(Sequoia sempervirens)]; 트루 퍼(true fir), 예컨대 실버 퍼(silver fir)[아비에스 아마빌리스(Abies amabilis)] 및 발삼 퍼(balsam fir)[아비에스 발사메아(Abies balsamea)]; 및 삼나무, 예컨대 서부 적삼목[투야 플리카타(Thuja plicata)] 및 알라스카 측백나무[카메시파리스 노오트카텐시스(Chamaecyparis nootkatensis)]가 포함된다. 실시태양의 식물로는 작물 식물(예를 들어, 옥수수, 알팔파, 해바라기, 배추속 식물, 대두, 목화, 홍화, 땅콩, 수수, 밀, 조, 담배 등), 예컨대 옥수수 및 대두 식물이 포함된다.
잔디풀로는, 제한되지 않지만: 새포아풀(annual bluegrass)[포아 안누아(Poa annua)]; 애뉴얼 라이그래스(annual ryegrass)[롤리움 물티플로룸(Lolium multiflorum)]; 좀포아풀(Canada bluegrass)[포아 콤프레사(Poa compressa)]; 추잉스 페스큐(Chewings fescue)[페스투카 루브라(Festuca rubra)]; 콜로니얼 벤트그래스(colonial bentgrass)[아그로스티스 테누이스(Agrostis tenuis)], 크리핑 벤트그래스(creeping bentgrass)[아그로티스 팔루스트리스(Agrostis palustris)]; 마초풀(crested wheatgrass)[아그로피론 데세르토룸(Agropyron desertorum)]; 페어웨이 휘트그래스(fairway wheatgrass)[아그로피론 크리스타툼(Agropyron cristatum)]; 하드 페스큐(hard fescue)[페스투카 롱기폴리아(Festuca longifolia)]; 왕포아풀(Kentucky bluegrass)[포아 프라텐시스(Poa pratensis)]; 오리새(orchardgrass)[닥틸리스 글로메라테(Dactylis glomerate)]; 페레니얼 라이그래스(perennial ryegrass)[롤리움 페렌네(Lolium perenne)]; 레드 페스큐(red fescue)[페스투카 루브라(Festuca rubra)]; 흰겨이삭(redtop)[아그로티스 알바(Agrostis alba)]; 큰새포아풀(rough bluegrass)[포아 트리비알리스(Poa trivialis)]; 쉽 페스큐(sheep fescue)[페스투카 오비네(Festuca ovine)]; 스무쓰 브롬그래스(smooth bromegrass)[브로무스 이네르미스(Bromus inermis)]; 톨 페스큐(tall fescue)[페스투카 아룬디나세아(Festuca arundinacea)]; 티모시(timothy)[플레움 프레텐세(Phleum pretense)]; 벨벳 벤트그래스(velvet bentgrass)[아그로스티스 카니네(Agrostis canine)]; 위핑 알칼리그래스(weeping alkaligrass)[푹치넬리아 디스탄스(Puccinellia distans)]; 서양 개밀(western wheatgrass)[아그로피론 스미티이(Agropyron smithii)]; 우산 잔디(Bermuda grass)[시노돈 종들(Cynodon spp.)]; 세인트 아우구스틴 그래스(St. Augustine grass)[스테노타프룸 세쿤다툼(Stenotaphrum secundatum)]; 한국 잔디(zoysia grass)[조이시아 종들(Zoysia spp.)]; 바히아 그래스(Bahia grass)[파스팔룸 노타툼(Paspalum notatum)]; 카펫 그래스(carpet grass)[악소노푸스 아피니스(Axonopus affinis)]; 센티페드 그래스(centipede grass)[에레모클로아 오피우로이데스(Eremochloa ophiuroides)]; 키쿠유 그래스(kikuyu grass)[펜니세툼 클란데시눔(Pennisetum clandesinum)]; 해안가 파스팔룸(seashore paspalum)[파스팔룸 바기나툼(Paspalum vaginatum)]; 블루 그라마(blue gramma)[부텔루아 그라실리스(Bouteloua gracilis)]; 버팔로 그래스(buffalo grass)[부클로에 닥틸로이드스(Buchloe dactyloids)]; 사이드오츠 그라마(sideoats gramma)[부텔루아 쿠르티펜둘라(Bouteloua curtipendula)]가 포함된다.
관심있는 추가의 식물로는 카나비스 대마[예를 들어, 사티바(sativa), 인디카(indica), 및 루데랄리스(ruderalis)] 및 산업용 헴프(hemp)가 포함된다.
관심있는 식물로는 관심있는 종자를 제공하는 곡물 식물, 오일-종자 식물, 및 콩과 식물이 포함된다. 관심있는 종자로는 곡물 종자, 예컨대 옥수수, 밀, 보리, 벼, 수수, 호밀, 조 등이 포함된다. 오일-종자 식물로는 목화, 대두, 홍화, 해바라기, 배추속 식물, 옥수수, 알팔파, 야자, 코코넛, 아마, 평지, 올리브 등이 포함된다. 콩과 식물로는 콩 및 완두콩이 포함된다. 콩으로는 구아(guar), 구주콩나무(locust bean), 호로파(fenugreek), 대두, 강낭콩, 동부콩, 녹두, 리마콩, 누에콩, 렌틸콩, 병아리콩 등이 포함된다.
모든 식물 및 식물 부분은 본 발명에 따라서 처리될 수 있다. 이와 관련하여, 식물은 모든 식물 및 식물 개체군, 예컨대 원하거나 원치않는 야생 식물 또는 작물 식물(천연 발생 작물 식물 포함)을 의미하는 것으로 이해된다. 작물 식물은 전통적인 품종개량 및 최적화 방법에 의해, 또는 생명공학 및 재조합 방법에 의해, 또는 이들 방법을 조합하여 수득될 수 있는 식물이고, 유전자이식 식물 및 식물 변종을 포함한다.
식물 부분은 식물의 모든 지상 및 지하 부분 및 기관, 예컨대 싹, 잎, 꽃 및 뿌리를 의미하는 것으로 이해되고, 언급될 수 있는 예는 잎, 솔잎, 자루, 줄기, 꽃, 자실체, 과일 및 종자 뿐만 아니라, 뿌리, 덩이줄기 및 뿌리줄기이다. 식물 부분은 또한 농작물, 및 영양 및 포자 번식 물질, 예를 들어 절단부, 덩이줄기, 뿌리줄기, 조각 및 종자를 포함한다.
실시예
본원에 기재된 실시예 및 실시태양은 단지 예시할 목적이고, 이의 견지에서 다양한 변형 또는 변화가 당분야의 숙련가에게 제안될 것이며 본원의 취지 및 범위에 포함되어야 함을 알아야 한다.
실시예 1: 110 ℓ의 분배가능한 반응기에서 소포로리피드(SLP)를 생산하기 위한 스타르메렐라 봄비콜라의 발효
보드(board) 위에 물 여과 장치, 온도 제어 유닛, 및 송풍기를 갖는 PLC에 의해 작동되는 이동식, 에어리프트-형(airlift-type), 완전 밀폐 반응기를 사용한다. SLP 생산을 위해 스타르메렐라 봄비콜라를 성장시킬 경우 반응기는 90 ℓ의 작업 부피를 갖는다.
바람직한 실시태양에서, SLP 생산을 위한 영양분은 글루코스, 우레아, 효모 추출물, 카놀라유, 황산 마그네슘, 및 인산 칼륨이다.
플라스크에서 성장된 8 ℓ의 액체 배양액을 반응기에 접종한다. SLP 생산을 위한 배양 주기의 기간은 25℃ 및 pH 3.5에서 7 내지 8 일이고, 1 일 2회 샘플링을 수행한다.
SLP의 최종 농도는 대략 작업 부피의 10%이고, 이러한 경우 생성물의 약 9 ℓ는 1 ℓ 당 300 내지 400 g의 SLP를 함유한다.
실시예 2: 14 ℓ의 이동식 분배가능한 반응기에서 SLP를 생산하기 위한 스타르메렐라 봄비콜라의 발효
이러한 반응기는 공기 스파저 및 추진기를 갖는 고압멸균가능한 자켓화된(jacketed) 유리 용기이다. 이는 용해된 산소, pH, 온도, 및 거품 프로브(probe)를 구비하고; 이는 컬러 터치스크린 인터페이스(color touchscreen interface), 내장형 펌프, 기체 유동 제어기, 및 pH/DO 거품/수준 제어기가 장착된 통합 제어 스테이션을 갖는다. 반응기의 작업 부피는 10 ℓ이다.
영양분 배지는 글루코스, 효모 추출물, 우레아, 및 식물성 오일을 함유한다. 접종원은 총 배양액 부피의 약 5 내지 10%의, 스타르메렐라 봄비콜라의 1 내지 2 일 지난 배양액일 수 있다. 배양 기간 및 이미 만들어진 생성물 수집은 5 내지 14 일 동안 지속된다. 최종 소포로리피드 생산은 주기 당 1 내지 2 kg에 도달할 수 있다.
실시예 3: 450 ℓ의 분배가능한 반응기에서 소포로리피드를 생산하기 위한 위케르하모미세스 및/또는 피키아 효모의 발효
물 여과 장치, 온도 제어 유닛, 및 충분한 통기를 위한 송풍기를 갖는 PLC에 의해 작동되는 이동가능한 에어리프트 반응기를 사용한다. 공정을 회분식 배양 공정으로서 실행할 수 있다. SLP 생산을 위해 위케르하모미세스 또는 피키아를 성장시킬 경우 반응기는 400 ℓ의 작업 부피를 갖는다.
바람직한 실시태양에서, SLP 생산을 위한 영양분은 글루코스, 우레아, 효모 추출물, 카놀라유, 황산 마그네슘, 및 인산 칼륨이다.
이러한 반응기의 접종을 위해 작업 부피의 5% 이하의 액체 종균 배양액이 필요하다. 배양 주기의 기간은 25℃ 및 pH 3.5에서 7 일이고, 1 일 2회 샘플링을 수행한다.
SLP의 최종 농도는 대략 작업 부피의 20 내지 25%이고, 이러한 경우 90 ℓ 이상의 생성물이 형성된다.
실시예 4: 900 ℓ의 분배가능한 반응기에서 세포 및 단일 세포 단백질을 생산하기 위한 위케르하모미세스 및/또는 피키아 효모의 발효
2개의 탱크를 동시에 혼합하는 것을 돕는 중심 에어리프트에 의해 운행되는, 2개의 탱크로 분할된 이동식 반응기를 사용한다. 세포 생산을 위해 위케르하모미세스 및/또는 피키아를 성장시킬 경우 반응기는 600 ℓ의 작업 부피를 갖는다.
하나의 바람직한 실시태양에서, 세포 생산을 위한 영양분은 글루코스 또는 베이킹 슈가(baking sugar), 우레아, 효모 추출물, 황산 마그네슘, 및 인산 칼륨이다.
2%의 종균 배양액을 반응기에 접종한다. 발효를 48 내지 72 시간 동안 pH 안정화없이 26 내지 32℃의 온도에서 지속한다.
세포의 최종 농도는 1 ℓ 당 100 g의 습윤 중량일 것이다. 습윤 바이오매스 농도는 주기 당 90 kg에 도달할 수 있고, 단백질 농도는 45 kg까지이다.
실시예 5: 2000 ℓ의 분배가능한 반응기에서 세포 및 단일 세포 단백질을 생산하기 위한 위케르하모미세스 및/또는 피키아 효모의 발효
탱크 사이의 질량 교환을 위해 2개의 루우프(loop)를 갖는, 2개의 사각형 탱크로 분할된 이동식 반응기를 사용한다. 세포 생산을 위해 위케르하모미세스 및/또는 피키아를 성장시킬 경우 반응기는 2000 ℓ의 작업 부피를 갖는다.
하나의 바람직한 실시태양에서, 세포 생산을 위한 영양분은 글루코스 또는 베이킹 슈가, 우레아, 효모 추출물, 황산 마그네슘, 및 인산 칼륨이다.
2%의 종균 배양액을 반응기에 접종한다. 발효를 48 내지 72 시간 동안 pH 안정화없이 26 내지 32℃의 온도에서 지속한다.
세포의 최종 농도는 1 ℓ 당 100 g의 습윤 중량일 것이다. 습윤 바이오매스 농도는 주기 당 200 kg까지 도달할 수 있고, 단백질 농도는 100 kg까지이다.
실시예 6: 14 ℓ의 이동식 분배가능한 반응기에서 만노실에리트리톨 리피드(MEL)를 생산하기 위한 슈도지마 아피디스의 발효
이는 공기 스파저 및 루쉬톤(Rushton) 추진기를 갖는 스팀 고압멸균가능한 자켓화된 유리 용기이다. 이는 DO, pH, 온도, 및 거품 프로브를 구비한다. 이는 컬러 터치스크린 인터페이스, 내장형 펌프, 기체 유동 제어기, 및 pH/DO 거품/수준 제어기가 장착된 통합 제어 스테이션을 갖는다. 반응기의 작업 부피는 10 ℓ이다.
영양분 배지 조성물: 질산 나트륨, 인산 칼륨, 황산 마그네슘, 효모 추출물, 및 식물성 오일. 접종원은 총 배양액 부피의 약 5 내지 10%의, 슈도지마 아피디스의 1 내지 2 일 지난 배양액일 수 있다. 배양 기간 및 샘플 수집: 9 내지 15 일. 최종 MEL 생산: 800 내지 1000 g.
실시예 7: 토마토 식물 상의 뿌리-혹 선충 알을 감소시키기 위한 SLP의 용도
스타르메렐라 봄비콜라를 상기 기재된 바와 같이 성장시켰다. 발효 배양의 종료시, 브로스는 안정되고, 대부분의 SLP는 어두운 갈색 층으로서 분리된다(약 500 gm/ℓ의 농도). 이러한 갈색 층은 주로 SLP 및 일부 세포를 또한 함유한다. 층을 수집하고 pH를 pH 7.0으로 조정한다. 이어서 이러한 용액을 물로 희석시켜 원하는 농도를 달성한다.
1 일: 토마토[머니메이커(Moneymaker)] 종자를 발아시킨다.
14 일: 1% 비료[오스모코트(osmocote)]를 갖는 모래/터페이스(turface)(1:1)를 준비하고, 2-주 자란 묘목을 옮겨심는다.
28 일: 토양 관주에 의해 미생물을 4-주 자란 식물에게 접종한다. 각각 10 ㎝ x 1O ㎝의 사각형 화분의 경우, 80 내지 100 ㎖의 배양액은 토양을 적시기에 충분하였다.
32 일: 미생물을 접종한 후 4 일째, RKN 알(화분 당 4000개의 알)을 각각의 식물에 적용한다.
76 일: 알을 접종한 후 6 주째, 식물을 수거한다.
수거한 후, 식물을 수돗물로 세척하여 뿌리에 부착된 모래/터페이스를 제거하고, 뿌리의 생중량을 기록하였다. 후속적으로, 뿌리를 작은 조각으로 절단하고, 작은 플라스틱 런치 백(lunch bag)에 넣었다. 200 ㎖의 5% 표백제를 첨가한 후, 백을 항온처리하고, 온화하게 15 분 동안 진탕시켰다. 이어서 10 ㎕의 샘플에서 3중으로 입체 현미경하에 알을 계수하였다. 각각의 뿌리 상의 알의 전체 수를 계산하였다. 최종적으로, 뿌리 바이오매스 1 g 마다 알의 수를 계산하였다.
0.25%의 SLP는 또한 약 52%의 알의 감소에 의해 뿌리 혹 선충(RNK)에 대한 활성을 나타낸다.
실시예 8: 뿌리-혹 선충 , 바늘 선충 , 및 썩이 선충을 구제하는 능력에 대한 SLP, MEL , 및 니미츠(등록상표)의 비교
니미츠(등록상표)는 20년 이상 개발된 최초의 신규한 화학적 살선충제이다. 니미츠(등록상표)는 적용 후 즉시 비가역성의 신속한 살선충 활성을 일으킨다. 접촉한지 1 시간 이내에, 선충은 먹기를 중단하고 재빨리 무력화된다. 24 내지 48시간 이내에, 유기인산염 및 카바메이트 살선충제에 의해 볼 수 있듯이, 일시적 선충성장정지(부동화) 활성 보다는 사멸이 발생한다.
슈도지마 아피디스를 상기 기재된 바와 같이 성장시켰다. MEL은 용매를 사용하지 않고 분리하기 매우 어려우므로, 발효 종료시 전체 배양 브로스를 사용하였다. 이어서, 적용 직전에, MEL을 물에 의해 원하는 농도로 희석시켰다.
스타르메렐라 봄비콜라를 상기 기재된 바와 같이 성장시켰다. 발효 배양의 종료시, 브로스는 안정되고, 대부분의 SLP는 어두운 갈색 층으로서 분리되었다(약 500 gm/ℓ의 농도). 이러한 갈색 층은 주로 SLP 및 일부 세포를 또한 함유하였다. 층을 수집하고 pH를 pH 7.0으로 조정하였다. 이어서 이러한 용액을 물로 희석시켜 원하는 농도를 달성하였다.
다음의 생물검정을 수행하였다: 적정량의 시험 생성물에 의해 유리 홀 슬라이드(cavity slide)를 충전시켰다. 공지된 어린 표적 선충의 개체군을 살선충제가 함유된 용액에 첨가하였다. 홀 슬라이드를 실온에서 유지시켰다. 24, 48 및 72 시간째 선충의 수를 계수함으로써 선충 사멸률을 판단할 수 있었다. 사멸률(백분율)을 다음과 같이 계산하였다: [처리시 죽은 어린 선충의 수의 평균/처리시 어린 선충의 전체 수] x 100.
A. 뿌리-혹 선충
뿌리-혹 선충(멜로이도기네 인코그니타) 사멸률(즉, 얼마나 많은 선충이 사멸되었는지) 및 운동성의 결여(즉, 얼마나 많은 선충이 죽을만큼 병들었는지)를 다양한 농도의 SLP(SD10) 또는 MEL(SD12)로 처리한지 3 일 후에 결정하고, 니미츠(등록상표) 처리 및 비처리 대조군과 비교하였다(도 1 및 2). 사멸률(%)을 죽은 선충의 수/시험 전 선충의 전체 수에 의해 계산하였다. 비-운동성 선충의 %를 비-운동성 선충의 수/살아있는 선충의 수에 의해 계산하였다. 이와 같이, 운동성은 사멸되지 않았지만 비-운동성으로 결정된 선충의 백분율로서 계산된다.
높은 수준의 MEL(0.1% v/v)은 시험에서 가장 효과적인 처리였다. 이는 사멸률에 있어서 니미츠(등록상표)에 비해 유의적으로 더욱 효과적이었다. 분명한 용량 반응이 관찰되었다. 결과는 또한 SLP가 뿌리 혹 선충 사멸률 및 운동성 결여에 있어서 니미츠(등록상표) 만큼 효과적이었음을 보여준다.
B. 바늘 선충
바늘 선충(벨로노라이무스 롱기카우다투스) 사멸률 및 운동성 감소율을 다양한 농도의 SLP 또는 MEL로 처리한지 3 일 후에 결정하고, 니미츠(등록상표) 처리 및 비처리 대조군과 비교하였다(도 1 및 2).
결과에 따르면, SLP 및 MEL 둘 다는 용량 의존적 방식으로 바늘 선충 사멸률 및 운동성 감소율을 증가시켰다. 높은 수준의 MEL(0.1% 또는 0.2% v/v)은 시험에서 가장 효과적인 처리였다. 이는 사멸률에 있어서 니미츠(등록상표) 만큼 효과적이었고, 운동성 감소율에 있어서 니미츠(등록상표)에 비해 더욱 효과적이었다.
C. 썩이 선충
썩이 선충(프라틸렌쿠스 종) 사멸률 및 운동성 감소율을 다양한 농도의 SLP 또는 MEL로 처리한지 3 일 후에 결정하고, 니미츠(등록상표) 처리 및 비처리 대조군과 비교하였다(도 1 및 2).
결과에 따르면, SLP 및 MEL 둘 다는 용량 의존적 방식으로 썩이 선충 사멸률 및 운동성 감소율을 증가시켰다. 시험에서 MEL은 SLP에 비해 더욱 효과적이었고 니미츠(등록상표)와 필적할만 하였다.
실시예 9: 병리학 실험실 병 시험에서의 남부 뿌리 혹 선충에 대한 다양한 처리의 평가
선충-감염된 토양에 직접 적용된 SLP 처리(SD10) 및 MEL 처리(SD12)를 단독으로 또는 함께 2중으로 시험하고, 살아있는 남부 뿌리 혹 선충 개체군의 감소에 대하여 니미츠(등록상표) 및 비처리 대조군과 비교하였다. 처리 후 3가지 상이한 시점에 계수하였다.
7회 처리중 6회의 반복시험을 350 ㎤의 99% 사질토가 함유된 유리 병에서 수행하였다. 병에 70 마리의 성체 남부 뿌리 혹 선충(멜로이도기네 인코그니타)을 접종하였다. 선충 접종 직후에 1회 처리를 적용하고, 이때 85 ㎖의 처리제를 각각의 병에 수동으로 부었다. 처리 혼합물을 표 1에 따라 제조하였다(아래 참조). 살아있는 선충 및 죽은 선충 총계를 처리 후 3 일, 14 일, 및 23 일째 실행하였다. 살아있는 전체 선충에 대한 백분율로서, 비-운동성 선충의 총계는 또한 표에 제공된다.
[표 1]
처리 혼합물의 제조
Figure pct00001
결과
SD10 및 SD12 생성물에 대한 병 시험 결과는 남부 뿌리 혹 선충을 억제하는 활성에 대하여 양성의 용량 반응을 제시한다. 낮은 비율로 함께 적용된 SD10 및 SD12는 더 높은 비율의 단독 생성물 만큼 효과적이지 않았다. 니미츠(등록상표)는 더 우수한 구제를 제공하였다.
도 3 및 표 2(아래 참조)는 각각의 처리에 대한 살아있는 선충 총계를 보여준다. 도 4 및 표 3(아래 참조)은 각각의 처리에 대한 살아있는 선충 구제(즉, 선충 사멸률)를 보여준다.
[표 2]
살아있는 선충 총계
Figure pct00002
니미츠(등록상표)(10 ppm)에 의해 처리된 병에서는 일찍이 3 일(3 DA-A)에 유의적으로 더 높은 구제를 기록하였다. SD10 및 SD12 둘 다의 경우, 각각 23 DA-A에 유의적인 용량 반응이 관찰되었고, 이때 더 높은 비율로 처리된 샘플은 더 낮은 비율의 샘플에 비해 더 낮은 선충 총계를 나타내었다. SD10 및 SD12 둘 다가 낮은 비율로 함께 적용된 경우, 선충 사멸률은 더 높은 비율의 처리에서 보여지는 수준으로 그다지 증진되지 않았다.
[표 3]
살아있는 선충 구제율(%)
Figure pct00003
도 5 및 표 4(아래 참조)는 비-운동성 선충 총계를 보여준다. 도 6 및 표 5(아래 참조)는 비-운동성의 살아있는 선충 총계(%)를 보여준다.
[표 4]
비-운동성 선충 총계
Figure pct00004
비-운동성 선충 총계는 니미츠-처리된 샘플에서 가장 낮았다. 3 DA-A에, SD10 또는 SD12의 비율이 증가함에 따라 비-운동성 선충의 백분율이 더 높았고, 이는 살충제의 초기 활성이 즉각적인 사멸을 초래하지 않았음을 시사한다. 14 DA-A에, 비-운동성의 살아있는 선충의 백분율은 SD-처리된 병들 사이에서 통계적으로 차이가 없었다.
[표 5]
비-운동성의 살아있는 선충 총계(%)
Figure pct00005
실시예 10: 오이 식물 소시험구 시스템에서 살선충제로서의 MEL의 용도
미국 플로리다주 토노토사사에 위치된 옥외 소시험구를 사용하여 니미츠(등록상표) 및 비처리 대조군과 비교된 오이 식물에 대한 MEL 선충 처리를 연구하였다. 각각 8개의 식물로 구성된 6개의 상이한 처리 그룹을 연구하였다. SD12(0.2% ai/v) 처리를 받는 그룹의 경우, 처리제를 토양에 1회, 2회 또는 3회 적용하였다. 선충 총계 및 충영 형성 비율을 수거시에 수집하였다. 초세(plant vigor), 식물의 수확량 및 중량을 또한 측정하였다.
니미츠(등록상표)(5 pt/a)로 처리될 식물을, 식수하기 7일 전에 처리된 토양에 식수하였다(화학 처리는 성장 시즌에 적용되기에 식물독성이 너무 크다). SD12 처리를 받는 모든 식물의 경우, 토양으로의 SD12의 제1 적용(각각의 식물에 대해 60 ㎖)을 식수시에 시행하였다. SD12 이중 처리 및 삼중 처리를 받는 식물의 경우, 두 번째의 60 ㎖ 적용을 첫 번째 처리 후 2 주째 시행하였다. SD12 삼중 처리를 받는 식물의 경우, 세 번째의 60 ㎖ 적용을 첫 번째 처리 후 4 주째 시행하였다.
삼중 처리 그룹에서 최종 SD12 처리 후 31 일째 모든 그룹에 대하여 선충 총계 및 충영 형성 비율을 수집하였다. 초세(0-10 지수/척도), 수확량(lb) 및 중량(lb)을 다음 날 측정하였다.
결과
충영 형성(도 7 및 표 6(아래 참조)) 및 처리-후 선충 총계(도 8 및 표 7(아래 참조))에서 비율 반응을 관찰하였다. SD12를 상용기술 수준에 따라 수행하였다. SD12 처리 및 니미츠(등록상표) 처리 사이에 유의적인 차이는 없었지만, SD12 처리 및 비처리 검사 사이에 유의적인 차이가 관찰되었다. 수거시 초세, 수확량 및 중량은 하기 표 8에 보고된다.
[표 6]
충영 형성 비율(0-10 지수/척도)
Figure pct00006
[표 7]
선충 총계
Figure pct00007
[표 8]
식물 수거시 초세(0-10), 수확량(lb) 및 중량(lb) 측정
Figure pct00008
실시예 11 - 선충 유인제 효능의 평가
남부 뿌리 혹 선충의 총계 및 침습 백분율을 유인제 물질이 첨가된 미세한 호사(lake sand) 토양이 함유된 11.6 인치 x 7.6 인치의 챔버에서 구하였다. 미리-제조된, 구입된 발레리안 뿌리 추출물을 물, 식물성 글리세린 및 20% 곡물 알코올과 블렌딩하여 유인제를 생성하였다.
각각의 지대에서 2 ㎝ 직경의 대역에 선충을 접종하였다. 10 ㎖의 선충 유인제를 접종 대역으로부터 2 ㎝ 떨어진 3 ㎝(h) x 1 ㎝(w) 대역에 첨가하였다(도 9).
선충 총계 및 침습 백분율을 처리 후 3 일째 및 처리 후 8 일째 3개의 장소에서 구하였다. 시험된 3개의 장소는 접종 대역의 중심, 유인제 대역, 및 비처리 영역을 포함하였다.
결과
결과는 도 10 및 표 9에 요약된다(아래 참조). 유인제 또는 비처리 영역으로의 이동은 전체 개체군의 백분율로서 접종 영역에 비하여 유의적으로 상이하였다. 24 및 48 시간째의 샘플링 사례에서 챔버의 비처리 영역에 비해 유인제 대역에서 14% 이상 더 많은 선충이 계수되었지만; 선충이 접종된 중심 대역은 전체적으로 대부분의 선충을 보유하였다.
[표 9]
유인제 평가에서 선충 총계 및 침습 백분율
Figure pct00009
본원에 언급되고 인용된 모든 특허, 특허 출원, 가출원, 및 공보는, 이들이 본 명세서의 명백한 교시내용과 일치하는 정도로, 모든 도면 및 표를 비롯하여 이들의 전문이 참조로 혼입된다.
본원에서 요소 또는 요소들과 관련하여 "포함하는", "갖는", "포함되는" 또는 "함유하는"과 같은 용어를 사용하는 본 발명의 임의의 양태 또는 실시태양에 대한 기재는, 달리 지시되거나 내용과 명백히 모순되지 않는 한, 그러한 특별한 요소 또는 요소들로 "구성되거나", "본질적으로 구성되거나" 이를 "실질적으로 포함하는" 본 발명의 유사한 양태 또는 실시태양에 대하여 뒷받침하려는 것이다.

Claims (27)

  1. 미생물이 생물계면활성제를 생산하는 조건하에 미생물을 배양함으로써 미생물-기반 살선충성 조성물을 제조하는 단계; 및
    추가로 살선충성 조성물을 선충 및/또는 이의 환경에 적용하는 단계
    를 포함하는 선충을 구제하는 방법으로서, 상기 살선충성 조성물이 미생물 및/또는 미생물이 배양되는 브로스(broth)를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    생물계면활성제가 당지질인, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    당지질이 소포로리피드(SLP: sophorolipid)인, 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    당지질이 만노실에리트리톨 리피드(MEL: mannosylerytrithol lipid)인, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    미생물이 스타르메렐라(Starmerella), 피키아(Pichia) 및 슈도지마(Pseudozyma)로 구성된 군으로부터 선택되는 곰팡이인, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    곰팡이가 스타르메렐라 봄비콜라(Starmerella bombicola)인, 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    곰팡이가 슈도지마 아피디스(Pseudozyma aphidis)인, 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    곰팡이가 피키아 아노말라(Pichia anomala)[위케르하모미세스 아노말루스(Wickerhamomyces anomalus)]인, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    브로스가 생물계면활성제를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    브로스를 처리하여 생물계면활성제를 세포 덩어리로부터 분리하고, 이어서 생물계면활성제를 선충 및/또는 이의 환경에 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    생물계면활성제를 세포 덩어리로부터 먼저 분리하지 않고 브로스를 선충 및/또는 이의 환경에 적용하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    뿌리 혹 선충[멜로이도기네 인코그니타(Meloidogyne incognita)], 바늘(sting) 선충[벨로노라이무스 롱기카우다투스(Belonolaimus longicaudatus)], 대두 시스트(cyst) 선충[헤테로데라 글리시네스(Heterodera glycines)], 썩이 선충[프라틸렌쿠스 종(Pratylenchus sp.)], 검(dagger) 선충[크시피네마 종(Xiphinema sp.)], 및 감귤류 선충[틸렌쿨루스 세미페네트란스(Tylenchulus semipenetrans)]으로 구성된 군으로부터 선택되는 선충을 구제하기 위해 사용되는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    식물의 선충 해충을 구제하기 위해 사용되는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    식물이 토마토, 대두, 옥수수, 감귤류 및 잔디로부터 선택되는, 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    조성물이 종자 처리로서 적용되는, 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    조성물이 토양에 적용되는, 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    선충 유인제를 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  18. 생물계면활성제, 및 상기 생물계면활성제를 생산하는 미생물을 포함하는, 선충을 구제하기 위한 조성물.
  19. 제18항에 있어서,
    생물계면활성제가 당지질인, 조성물.
  20. 제19항에 있어서,
    당지질이 SLP인, 조성물.
  21. 제19항에 있어서,
    당지질이 MEL인, 조성물.
  22. 제19항에 있어서,
    선충 유인제 물질을 추가로 포함하는 조성물.
  23. 제22항에 있어서,
    선충 유인제 물질이 발레리안(Valerian) 뿌리 추출물을 포함하는, 조성물.
  24. 만노실에리트리톨 리피드(MEL)를 선충 및/또는 선충의 환경에 적용하는 단계를 포함하는, 선충을 구제하는 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    SLP를 선충에게 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    선충 유인제 물질을 추가로 포함하는 방법.
  27. 제25항에 있어서,
    뿌리 혹 선충(멜로이도기네 인코그니타), 바늘 선충(벨로노라이무스 롱기카우다투스), 대두 시스트 선충(헤테로데라 글리시네스), 썩이 선충(프라틸렌쿠스 종), 검 선충(크시피네마 종), 및 감귤류 선충(틸렌쿨루스 세미페네트란스)으로 구성된 군으로부터 선택되는 선충을 구제하기 위해 사용되는 방법.
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