KR20200116531A

KR20200116531A - 곤충병원성 진균을 이용한 곤충 해충 방제 물질 및 방법

Info

Publication number: KR20200116531A
Application number: KR1020207027379A
Authority: KR
Inventors: 션 파머; 켄 알리벡
Original assignee: 로커스 애그리컬쳐 아이피 컴퍼니 엘엘씨
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2020-10-12
Also published as: US20200390106A1; EP3758497A1; MX2020008885A; US11963528B2; JP2021514004A; BR112020017450A2; WO2019165413A1; CL2020002185A1; AU2019225229A1; EP3758497A4; CA3092099A1

Abstract

본 발명은 절지동물 해충의 방제를 위한 곤충병원성 진균의 생산 및 사용에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 메타리지움 아니소플리애와 보베리아 바시아나를 생산하는 방법은 물론, 이들을 살충 조성물로서 사용하는 방법을 제공한다. 하나 이상의 곤충병원성 진균, 키티나제 유도제, 규조토 및 항응고제를 포함하는 절지동물 해충 방제용 조성물이 또한 제공된다.

Description

곤충병원성 진균을 이용한 곤충 해충 방제 물질 및 방법

본 출원은 2018년 2월 26일에 출원된 미국 가출원 제62/635,247호로부터 우선권을 주장하며, 해당 출원 전체가 참조로서 여기에 포함된다.

본 발명은 살충 조성물 및 해충, 특히 절지동물 해충을 방제하기 위해 이 조성물을 사용하는 방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 진균 기반 살충 조성물 및 해충을 방제하고 해충으로부터 식물 및 식물 부분을 보호하기 위한 방법을 제공한다.

농업 산업에서, 특정한 공통 문제가 비용을 낮게 유지하면서 생산량을 극대화하려는 농부의 능력을 계속해서 방해하고 있다. 이는 박테리아, 진균 및 기타 해충과 병원균에 의한 감염(infections과 infestations); 환경과 건강에 미치는 영향을 포함하여, 화학 비료와 제초제의 고 비용; 및 식물이 다양한 종류의 토양에서 영양분과 물을 효율적으로 흡수하는 어려움을 포함하나, 이에 국한되지 않는다.

특히, 곤충은 농업 생산과 인간 건강에 큰 영향을 미칠 수 있다. 농산물을 파괴하는 것 외에도 곤충은 질병을 전파할 수 있고, 그 중 일부는 전염병을 일으킬 수 있다. 곤충은 집, 잔디밭, 정원에 있을 때 성가실 수도 있다.

해충 방제는 일반적으로 살충제를 사용하여 시도되며, 이는 경구 섭취, 해충 표피와의 접촉, 또는 훈증제 사용하여 공기를 통한 중독(poisoning)에 의해 작용한다. 농업 산업에서, 농민들은 병원균, 해충과 질병으로부터 작물을 보호하기 위해 합성 화학 살충제의 사용에 크게 의존해 왔다. 그러나, 이들을 과용하거나 부적절하게 사용하면, 이 물질들은 유출, 침출과 증발을 통해 대기와 수질을 오염시킬 수 있다. 적절하게 사용된 때조차도, 특정한 화학 살충제와 비료에 대한 과의존과 장기적 사용은 토양 생태계를 유해하게 변경하고, 스트레스 내성을 감소시키고, 해충의 내성을 증가시키며, 식물과 동물의 성장과 활력을 저해한다. 나아가, 살충제의 사용은 환경이나 농산물을 오염시킬 염려가 있을 뿐만 아니라 인간에게도 해롭다. 또한, 살충제의 사용은 유익한 종을 의도하지 않게 해칠 수 있다.

때때로 그물망과 같은 곤충-방지 장벽이 작물로부터 곤충을 막는 데 사용되어, 화학 물질의 필요성을 줄이는 데 도움이 되는 장벽을 만든다. 그러나 곤충-방지 장벽은 곤충으로부터 보호해야 할 필요가 있는 물리적 상황에 항상 적합한 것은 아니다.

화학 살충제 또는 곤충 불침투성 장벽의 사용에 대한 하나의 대안은 곤충 퇴치제를 사용하는 것이다. 퇴치제는 곤충을 특정 영역이나 표면으로부터 쫓아내거나 거부한다. 퇴치제는 다양한 곤충 해충이 번식하고 물고 쏘는 것을 방지하기 위해 사용되었다.

농업, 원예 또는 기타 목적의 곤충 퇴치제로 사용하기 위해 다양한 제제가 개발되었다. 이러한 제제는 자연적으로 발생하는 추출물부터 상업적으로 제조된 화합물에 이르기까지 다양하다. 이러한 제제의 보호 수준, 보호 기간과 안전은 크게 다르다. 곤충 퇴치제의 예로는 미네랄과 식물성 오일과 같은 오일과 N,N-디에틸-메타-톨루아미드(N,N-diethyl-meta-toluamide; DEET)와 같은 합성 화학 물질이 있다. DEET는 상업적으로 사용되는 주요한 화학 곤충 퇴치제이다. DEET가 퇴치제로 작용하려면 약 5-20 부피%(vol. %)의 농도로 사용해야 한다. DEET는 특히 어린이에게 잠재적인 건강 위험을 초래하는 것으로 밝혀졌다. 또한, DEET는 활성 범위가 제한되며 두드러지게 불쾌한 냄새가 난다.

화학 물질의 이용 가능성과 용도를 통제하는 증가하고 있는 규제는 물론이고, 환경에 대한 피해를 최소화하면서 생산되며 잔여물이 없고 지속 가능하게 재배되는 식품에 대한 소비자들의 요구가 해충 방제 산업에 영향을 미치고 있고, 무수한 과제들을 어떻게 해결할지에 대한 사고의 발전을 야기하고 있다. 더 안전한 살충제와 대체 해충 방제 전략에 대한 요구가 증가하고 있다. 화학 물질의 무차별적 배제는 현재 타당하지 않지만, 농부들은 통합 영양 관리 및 통합 해충 관리 프로그램(Integrated Nutrient Management and Integrated Pest Management programs)의 실행 가능한 요소들로서 생물학적 수단의 이용을 점점 더 수용하고 있다.

예를 들어, 생물학적 제제가 화학 살충제의 대안으로 부상하고 있는데, 여기서 살아있는 미생물, 이러한 미생물로부터 파생된 바이오 산물 및 이들의 조합이 대신 사용된다. 이러한 생물학적 살충제는 다른 기존의 살충제에 비해 중요한 이점을 갖는다. 예를 들어, 이들은 기존의 화학 살충제에 비해 덜 해롭다. 이들은 더 효율적이고 구체적이다. 이들은 종종 빠르게 생분해되어 환경 오염을 줄인다.

곤충 해충에 대한 생물학적 제제로서 유용할 수 있는 미생물의 한 유형은 곤충병원성 진균(entomopathogenic fungi; EF)이다. EF는 이들로 감염된 곤충에서 질병 및/또는 사망을 유발할 수 있는 기생 진균이다. 이들은 전 세계 토양에서 자연적으로 발견되며, 여러 진균 그룹의 수많은 다른 분류군에 속한다. 많은 이러한 진균은 자연 방제 제제로 여겨지고 환경적으로 안전하며, 다양한 야외 응용 분야에서 곤충 및 기타 절지동물 해충에 대한 생물학적 방제 제제로 사용하기에 이상적이다.

많은 EF는 진균 동충하초목(Hypocreales)에 속한다. 그 예로는 보베리아(Beauveria), 메타리지움(Metarhizium), 노무라에(Nomuraea) 및 패실로마이세스(Paecilomyces) 속을 포함하지만 이들로 국한되지 않는다. 특히, 메타리지움 아니소플리애(Metarhizium anisopliae)와 보베리아 바시아나(Beauveria bassiana)는 바퀴벌레, 메뚜기, 흰개미, 개미, 진딧물 및 기타 절지동물을 감염시킬 수 있다. 이러한 곤충 중 일부의 사회적 특성으로 인해, EF에 의한 하나의 해충의 감염이 직접적인 접촉을 통해 다른 해충의 감염으로 이어질 수 있고, 특정 지역의 전체 곤충 그룹을 감염시킬 수도 있다.

환경에 대한 인식과 소비자 수요에 의해, 해충 방제를 위한 개선된 제품의 탐색과 농작물, 정원 및 잔디의 처리 시 이들의 사용을 촉진시켰다.

따라서, 해충을 방제하고 그로 인한 피해 및/또는 질병을 방지 및/또는 감소시키는 데 효과적인 개선된 살충 물질 및 기술에 대한 요구가 증가하고 있다.

본 발명은 또한 질병 벡터 해충의 방제를 통해 곤충 매개 질병의 감염 및/또는 확산을 방지, 감소 및/또는 제거하는 데 사용될 수 있다. 나아가, 본 발명은 집, 잔디 또는 정원에서 성가신 해충을 줄이는 데 사용될 수 있다. 유리하게는, 본 발명의 살충 조성물 및 방법은 친환경적이고 무독성이며 비용 효율적이다.

바람직한 구현예에서, 본 발명은 절지동물 해충을 방제하기 위한 살충 조성물을 제공하며, 여기서 이 조성물은 하나 이상의 종의 곤충병원성 진균, 키티나제 유도제(chitinase inducer) 및 연마 물질(abrasive substance)을 포함한다. 유리하게는, 본 살충 조성물 및 방법은 예컨대 농업 및/또는 원예에 유익한 곤충 또는 기타 유기체에 해를 끼치지 않는다.

구체적인 구현예에서, 곤충병원성 진균은 메타리지움 아니소플리애(Metarhizium anisopliae) 및 보베리아 바시아나(Beauveria bassiana)로부터 선택된다. 바람직한 구현예에서, 위 조성물은 M. 아니소플리애 및 B. 바시아나를 모두 포함한다.

일 구현예에서, 위 조성물에 사용된 진균은 고체 상태 발효 또는 표면 발효를 이용하여 재배된다. 하이브리드 시스템도 사용될 수 있다.

일 구현예에서, 위 살충 조성물은 정제되거나 본질적으로 순수한 키틴(chitin) 및/또는 누에 결정(silkworm crystals)으로부터 선택된 키티나제 유도제를 포함한다. 누에 결정은 키틴 및/또는 다른 키틴 성분을 함유할 수 있는 예컨대 봄빅스 모리(Bombyx mori)와 같은 누에의 실크 생산 부분(예를 들어, 샘, 관, 스피너)으로부터 얻을 수 있다. 본 발명에 따르면, "본질적으로 순수한"은 예컨대 약 80% 이상의 순도를 의미할 수 있다.

바람직한 구현예에서, 연마 물질은 입자 크기가 1 마이크로미터 내지 1 밀리미터, 바람직하게는 10 내지 200 마이크로미터인 분말이다. 일 구현예에서, 연마 물질은 부석(pumice) 분말 및/또는 규조토(diatomaceous earth)를 포함한다. 규조토는 딱딱한 껍질을 가진 원생 생물의 일종인 규조류의 화석화된 잔해를 포함한다.

일 구현예에서, 위 살충 조성물은 항응고 물질을 추가로 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 항응고 물질은 아스코르브산, 페닐티오우레아 및/또는 이들의 조합으로부터 선택된 혈림프(hemolymph) 항응고제이다.

일부 구현예에서, 위 살충 조성물은 예컨대 당지질(glycolipid) 및/또는 리포펩티드(lipopeptide)와 같은 하나 이상의 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다.

유리하게는, 위 살충 조성물은 예컨대 곤충이 서식하고, 물고, 산란하고/하거나 먹이주는 것으로부터 동물, 식물 또는 식물 부분을 보호하는 데 유용하다. 구체적인 구현예에서, 위 살충 조성물은 또한 곤충 감염(infestation), 수분 손실, 미생물 감염(infection) 및/또는 이들의 조합으로부터 농작물을 보호하는 데 유용하다.

일 구현예에서, 본 발명은 해충 방제 방법을 제공하는데, 여기서 본 발명에 따른 살충 조성물이 해충과 접촉한다. 바람직한 구현예에서, 해충은 절지동물 해충(예컨대, 곤충)이다.

바람직한 구현예에서, 위 방법은 하나 이상의 종의 곤충병원성 진균, 키티나제 유도제 및 연마 물질을 포함하는 살충 조성물을 해충과 접촉시키는 것을 포함한다. 위 방법은 살충 조성물과 함께 하나 이상의 항응고 물질, 예컨대 혈림프 항응고제를 접촉시키는 것을 추가로 포함할 수 있다.

특정 구현예에서, 표면 및/또는 해충에 "적용" 및/또는 "접촉"시키는 것은 표면, 해충 및/또는 표면 및/또는 해충을 둘러싸는 환경에 조성물을 분무하거나 살포하는 것을 포함한다.

해충은 예컨대 바퀴벌레, 흰개미, 개미, 메뚜기, 진딧물 및/또는 동물, 식물 및/또는 집에 손상, 피해 및/또는 질병을 일으킬 수 있는 기타일 수 있다.

일 구현예에서, 곤충 해충은 질병 벡터(disease vector), 예컨대 아시안 감귤나무이(Asian citrus psyllid)인데, 이는 감귤 녹화병(Candidatus Liberibacter spp.)을 유발하는 박테리아 감염(infection)을 전파한다.

일 구현예에서, 곤충 해충은 동일한 종의 복수 구성원을 포함하는 구조화된 군체 또는 그룹의 구성원을 특징으로 하는 사회적 곤충이다. 유리하게는, 군체 또는 그룹의 한 구성원이 본 발명의 조성물과 접촉될 때, 곤충병원성 진균 및/또는 조성물의 다른 성분을 상호 작용하는 군체의 다른 구성원들에게 퍼뜨려 다른 구성원들을 방제한다.

일 구현예에서, 위 방법은 조성물을 해충에 직접 적용하는 것을 포함한다. 다른 구현예에서, 위 방법은 해충이 통과하고, 쉬고, 서식하고, 교미하고, 산란하고/하거나 먹이주는 표면에 조성물을 적용하는 것을 포함한다. 이 표면은 예컨대 울타리, 벽 또는 고정된 농업 또는 원예 장비의 기타 부분과 같은 인공 표면일 수 있다. 이 표면은 유인제 및/또는 미끼 성분, 예컨대 특정 해충에게 매력적인 특정 색, 향 또는 기타 물리적 또는 화학적 신호를 가질 수 있는데, 이는 해충을 살충 조성물 쪽으로 유인한다.

특정 바람직한 구현예에서, 이 표면은 토양, 식물 또는 식물 부분이다. 살충 조성물은 식물의 임의의 부분, 예컨대 잎, 뿌리, 씨, 줄기, 꽃 또는 과일과 접촉할 수 있다. 나아가, 위 살충 조성물은 식물 전체와 접촉할 수 있다.

유리하게는, 위 방법은 예컨대 먹이주기, 산란 또는 질병 유발 물질의 전파 등의 해충 작용의 결과로 인한 피해로부터 식물을 보호할 수 있다.

일 구현예에서, 위 방법은 예컨대 질병 벡터 해충을 방제함으로써, 예컨대 식물, 인간 및 동물에서 해충 매개 질병의 확산 및/또는 발생을 억제, 방지 또는 감소시키는 데 사용될 수 있다.

일 구현예에서, 위 방법은 감염된 질병 벡터가 식물에 정착하는 것을 방지함으로써 식물 질병을 방지하는 데 특히 유용하며, 이로써 질병 병원체가 식물로 이동하는 것을 억제, 방지 또는 감소시킨다.

유리하게는, 본 발명은 다량의 무기 화합물을 환경에 방출하지 않고 사용될 수 있다. 또한, 본 조성물 및 방법은 생분해성이고 독성학적으로 안전한 성분을 사용한다.

바람직한 구현예에서, 본 발명은 절지동물 해충을 구제하기 위한 살충 조성물을 제공하며, 여기서 조성물은 하나 이상의 종의 곤충병원성 진균, 키티나제 유도제 및 연마 물질을 포함한다.

구체적인 구현예에서, 본 살충 조성물의 곤충병원성 진균은 메타리지움 아니소플리애 및 보베리아 바시아나로부터 선택된다. 바람직한 구현예에서, 위 조성물은 M. 아니소플리애 및 B. 바시아나를 모두 포함한다.

선택적인 정의

본 명세서에서, "미생물 기반 조성물(microbe-based composition)"은 미생물 또는 다른 세포 배양물의 성장의 결과로서 생산된 성분을 포함하는 조성물을 의미한다. 따라서, 미생물 기반 조성물은 미생물 그 자체 및/또는 미생물 성장의 부산물을 포함할 수 있다. 미생물은 생장 상태(vegetative state), 포자 형태, 균사 형태, 기타 번식체 형태, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 미생물은 플랑크톤 또는 생물막 형태, 또는 이 둘의 혼합물일 수 있다. 성장의 부산물은 예컨대 대사 산물, 세포막 성분, 발현된 단백질, 및/또는 다른 세포 성분일 수 있다. 미생물은 손상되지 않았거나 용해되었을 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 미생물은 이들이 성장했던 배지와 함께 미생물 기반 조성물 내에 존재한다. 세포는 예컨대 조성물의 밀리리터 당 1 × 10⁴, 1 × 10⁵, 1 × 10⁶, 1 × 10⁷, 1 × 10⁸, 1 × 10⁹, 1 × 10¹⁰, 1 × 10¹¹, 1 × 10¹² 또는 1 × 10¹³ CFU 이상의 농도로 존재할 수 있다.

본 발명은 "미생물 기반 산물"을 추가로 제공하는데, 이는 원하는 결과를 얻기 위해 실제로 적용되어야 하는 산물이다. 미생물 기반 산물은 단순히 미생물 배양 공정으로부터 수확된 미생물 기반 조성물 또는 상청액과 같은 이의 개별 성분일 수 있다. 또는, 미생물 기반 산물은 첨가된 추가적인 성분을 포함할 수 있다. 이 추가적인 성분은 예컨대 안정화제, 완충제, 물, 염 용액, 또는 다른 적절한 담체(carrier)와 같은 적절한 담체, 추가의 미생물 성장을 지원하기 위해 첨가된 영양분, 비-영양적인 성장 증진제 및/또는 적용되는 환경에서 미생물 및/또는 조성물의 추적을 용이하게 해주는 제제를 포함할 수 있다. 미생물 기반 산물은 또한 미생물 기반 조성물들의 혼합물을 포함할 수 있다. 미생물 기반 산물은 또한, 이것으로 국한되지는 않지만, 여과, 원심분리, 용해, 건조, 정제 등과 같은 방식으로 처리된 미생물 기반 조성물의 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, 발효 공정의 맥락에서 "수확된(harvested)"은 성장 용기로부터 미생물 기반 조성물의 일부 또는 전부를 제거하는 것을 말한다.

본 명세서에서, "생물막(biofilm)"은 미생물의 복합적인 집합체인데, 여기서 세포들은 서로 붙어 있다. 일부 구현예에서, 생물막은 표면에 부착될 수 있다. 생물막 내의 세포들은 동일한 유기체인 플랑크톤 세포들과 생리학적으로 구별되는데, 후자는 액체 매질에서 부유하거나 또는 헤엄칠 수 있는 단세포들이다.

본 명세서에서, "단리된" 또는 "정제된" 핵산 분자, 폴리뉴클레오티드(polynucleotide), 폴리펩타이드(polypeptide), 단백질, 소분자와 같은 유기 화합물에는 본래 연관되어 있는 세포질 물질과 같은 다른 화합물이 실질적으로 없다. 정제되거나 단리된 폴리뉴클레오티드(리보핵산(RNA) 또는 데옥시리보핵산(DNA))에는 자연 발생 상태에서 이와 접하고 있는 유전자 또는 서열이 없다. 예를 들어, 정제되거나 단리된 폴리뉴클레오티드(리보핵산(RNA) 또는 데옥시리보핵산(DNA))에는 자연 발생 상태에서 배치되는 아미노산 또는 서열이 없다. "단리된" 미생물 균주는 이 균주가 본래 존재하는 환경으로부터 제거된 것을 의미한다. 따라서, 단리된 균주는 예컨대 생물학적으로 순수한 배양물 또는 담체와 연관된 포자(또는 균주의 다른 형태)로서 존재할 수 있다.

본 명세서에서, "생물학적으로 순수한 배양물"은 본래 연관된 물질로부터 분리된 것이다. 바람직한 구현예에서, 이 배양물은 다른 모든 살아 있는 세포로부터 분리되었다. 추가의 바람직한 구현예에서, 생물학적으로 순수한 배양물은 본래 존재하는 상태의 동일 미생물의 배양물에 비해 유리한 특성이 있다. 이 유리한 특성은 예컨대 하나 이상의 부산물 성장의 강화된 검증일 수 있다.

특정 구현예에서, 정제된 화합물은 관심 화합물의 적어도 60 중량%(건조 중량)이다. 바람직하게, 제형(preparation)은 중량 기준으로 관심 화합물의 적어도 75%, 보다 바람직하게는 적어도 90%이고, 가장 바람직하게는 적어도 99%이다. 예를 들어, 정제된 화합물은 중량 기준으로 원하는 화합물의 적어도 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 98%, 99% 또는 100%(w/w)인 것이다. 순도는 적절한 표준 방법, 예컨대 칼럼 크로마토그래피, 박층 크로마토그래피 또는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 분석에 의해 측정된다.

"대사 산물"은 신진대사에 의해 생산되는 물질(예컨대, 성장 부산물) 또는 특정 신진대사 과정에 참여하는 데 필요한 물질을 말한다. 대사 산물은 신진대사의 출발 물질(예컨대, 글루코스), 중간 물질(예컨대, 아세틸-CoA), 또는 최종 산물(예컨대, n-부탄올)인 유기 화합물일 수 있다. 대사 산물들의 예는 바이오 폴리머, 효소, 산, 용매, 알코올, 단백질, 비타민, 미네랄, 미량 원소, 아미노산, 탄수화물 및 바이오 계면활성제를 들 수 있으나, 이것으로 국한되지 않는다.

본 명세서에서, "복수"라는 용어는 1보다 큰 임의의 수 또는 양을 의미한다.

본 명세서에서, "감소"는 음의 변경을 의미하고, "증가"라는 용어는 양의 변경을 의미하되, 이는 (음 또는 양의) 적어도 1%, 5%, 10%, 25%, 50%, 75% 또는 100%의 변경이다.

본 명세서에서, "계면활성제"는 두 액체들 사이 또는 액체와 고체 사이의 표면 장력(또는 계면 장력)을 낮추는 화합물을 말한다. 계면활성제는 예컨대 세제, 습윤제, 유화제, 발포제 및 분산제로서 작용한다. "바이오 계면활성제"는 살아 있는 유기체에 의해 생산되는 계면활성제이다.

본 명세서에 제공된 범위는 범위 내의 모든 값에 대한 축양인 것으로 이해된다. 예를 들어, 1 내지 20의 범위는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20으로 구성되는 군으로부터의 임의의 숫자, 숫자 조합 또는 하위 범위를 포함할 뿐만 아니라, 앞서 언급한 정수 사이에 존재하는 모든 소수 값, 예컨대 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8 및 1.9를 포함하는 것으로 이해된다. 하위 범위와 관련하여, 범위의 어느 한 끝점으로부터 시작되는 "내포된 하위 범위"가 구체적으로 고려된다. 예를 들어, 1 내지 50의 예시적인 범위의 내포된 하위 범위는 일 방향으로 1 내지 10, 1 내지 20, 1 내지 30 및 1 내지 40, 또는 다른 방향으로 50 내지 40, 50 내지 30, 50 내지 20 및 50 내지 10을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, "농업"은 식품, 섬유, 바이오 연료, 의약품, 화장품, 보충제, 장식용 및 기타 용도를 위한 식물, 조류 및/또는 진균의 재배 및 번식을 의미한다. 본 발명에 따르면, 농업은 또한 원예, 조경, 조원, 식물 보존, 과수원 및 육림을 포함할 수 있다. 농업에는 토양의 관리, 모니터링 및 유지가 더 포함된다.

본 명세서에서, "방제"라는 용어는 본 조성물에 의해 생성된 활성과 관련하여 해충의 사멸, 불능화, 고정화 또는 개체수를 감소시키는 행위 또는 해충이 실질적으로 해를 끼칠 수 없게 만드는 여타 행위까지 확장된다. 따라서, "살충"은 해충을 방제할 수 있음을 의미하고, 물질의 "살충 유효량"은 살충 작용을 할 수 있는 양이다.

본 명세서에서, 식물의 "주변 환경"은 식물이 자라는 토양 및/또는 기타 매질을 의미하며, 이는 근권(rhizosphere)을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 주변 환경은 식물로부터 예컨대 반경 100 피트, 10 피트, 8 피트 또는 6 피트를 지나 확장되지 않는다.

달리 언급되거나 문맥에 의해 명확하게 모순되지 않는 한, 요소(들)과 관련하여 "포함하는(comprising)", "갖는", "포함하는(including)" 또는 "함유하는"과 같은 용어를 사용하는 본 발명의 임의의 측면 또는 구체예에 대한 설명은 해당 요소(들)로 "구성되는", "본질적으로 구성되는" 또는 "실질적으로 포함하는" 본 발명의 유사한 측면 또는 구체예에 대한 지지를 제공하는 것으로 의도된다.

본 명세서에서, 구체적으로 언급되거나 문맥상 명백하지 않은 한, 용어 "또는"은 포괄적인 것으로 이해된다. 본 명세서에서, 구체적으로 언급되거나 문맥상 명백하지 않은 한, 용어 "a", "an" 및 "the"는 단수 또는 복수인 것으로 이해된다.

본 명세서에서, 구체적으로 언급되거나 문맥상 명백하지 않은 한, 용어 "약"은 본 기술 분야의 정규 공차 범위 내, 예컨대 평균의 2 표준 편차 내로 이해된다. 약은 언급된 값의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05% 또는 0.01% 이내로 이해될 수 있다.

본 명세서에서, 변수의 임의의 정의에서 화학 기의 목록이 명시되면, 이는 임의의 단일 기 또는 열거된 기의 조합으로 해당 변수를 정의하는 것을 포함한다. 본 명세서에서, 변수 또는 양태에 대한 구현예가 명시되면, 이는 임의의 단일 구현예 또는 임의의 다른 구현예 또는 이의 부분과 조합된 구현예를 포함한다.

본 명세서에서 언급되거나 인용된 모든 문헌은 본 명세서의 명백한 교시와 모순되지 않는 범위 내에서 모든 도면과 표를 포함하여 그 전체가 참조로서 여기에 포함된다.

본 발명에 따른 살충 조성물

바람직한 구현예에서, 본 발명은 절지동물 해충을 방제하기 위한 살충 조성물을 제공하며, 여기서 이 조성물은 하나 이상의 종의 곤충병원성 진균, 키티나제 유도제 및 연마 물질을 포함한다. 유리하게는, 본 조성물은 물리적 메커니즘(체액 손실)과 생물학적 메커니즘(진균 감염)의 두 가지 다른 방제 메커니즘을 사용하기 때문에 해충이 조성물에 내성을 가지게 될 가능성을 방지한다. 나아가, 본 살충 조성물 및 방법은 예컨대 농업 및/또는 원예에 유익한 곤충 또는 기타 유기체에 해를 끼치지 않는다.

본 발명의 곤충병원성 진균은 절지동물을 감염시키고 궁극적으로 고정화 및/또는 죽일 수 있는 임의의 종일 수 있다. 이 미생물은 천연 또는 유전자 변형된 미생물일 수 있다. 예를 들어, 이 미생물은 특정 유전자로 형질 전환되어 특정 특성을 나타낼 수 있다. 이 미생물은 또한 원하는 균주의 돌연변이일 수 있다. 본 명세서에서, "돌연변이"는 기준 미생물의 균주, 유전자 변이체 또는 아형을 의미하며, 여기서 돌연변이는 기준 미생물과 비교할 때 하나 이상의 유전자 변이(예를 들어, 점 돌연변이, 미스센스 돌연변이, 넌센스 돌연변이, 결실, 복제, 프레임 시프트 돌연변이 또는 반복 확장)를 갖는다. 돌연변이를 제조하는 절차는 미생물학 분야에 잘 알려져 있다. 예를 들어, UV 돌연변이 유발 및 니트로소구아니딘(nitrosoguanidine)이 이 목적을 위해 광범위하게 사용된다.

곤충병원성 진균은 보베리아(Beauveria spp.), 메타리지움(Metarhizium spp.), 패실로마이세스(Paecilomyces spp.), 레카니실리움(Lecanicillium spp.), 노무라에(Nomuraea spp.) 및 엔토모프토라(Entomophthora spp.)를 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 하나 이상의 곤충병원성 진균은 분생자(conidia) 형태이다. 분생자는 무성 진균 포자로서, 고온에 잘 견디고, 다양한 환경 조건에서 비교적 안정하며, 진균 생존율 및 치사량(LD₅₀)과 같은 파라미터를 평가하기 위한 측정 단위로서 정량화되고 사용될 수 있다.

용어 "LD₅₀"은 해당 용량을 받은 곤충의 50%를 죽이는 곤충병원성 진균의 치사량 중앙값을 의미하며 분생자의 수로 측정된다. LD₅₀-은 실험실 생물학적 정량(bioassay)에서 곤충 군과 관련하여 결정될 수 있다. 생물학적 정량은 진균을 순차적으로 희석하고 개별적으로 알려진 양을 곤충 군에 여러 번 적용하고 일일 사망률을 모니터링하여 수행할 수 있다.

대부분의 곤충병원성 진균은 숙주 곤충의 표피에 부착하고 침투하는 포자(분생자)를 발아시켜 감염을 시작한다. 포자 형성에는 일반적으로 높은 습도가 필요하다. 진균이 곤충 해충의 표피를 통과하면, 침윤성 균사(hyphae)가 숙주 조직을 관통하여 체강(혈강(haemocoele))을 통해 퍼진다. 균사의 몸이나 부분은 혈강 전체에 퍼져 죽어가는 곤충을 균사체로 채운다. 균사는 곤충의 외피를 통해 나타나고 숙주의 외부 표면에 포자를 생성한다. 전형적으로, 곤충은 결국 죽고(때로는 진균이 분비하는 독소에 의해), (습도와 온도가 이상적인 경우) 곤충 내부 또는 표면에 새로운 포자가 형성된다.

구체적인 구현예에서, 본 살충 조성물의 곤충병원성 진균은 메타리지움 아니소플리애 및 보베리아 바시아나로부터 선택된다. 바람직한 구현예에서, 위 조성물은 M. 아니소플리애 및 B. 바시아나를 모두 포함한다. 위 조성물은 또한 이들 종의 돌연변이 및/또는 균주를 포함할 수 있다.

바람직한 구현예에서, 본 발명의 살충 조성물은 하나 이상의 곤충병원성 진균을 1 × 10⁷ 및 1 × 10¹⁰ 분생자/ml로 포함한다.

곤충병원성 진균은 효소 복합체를 사용하여 숙주의 외피를 공격할 수 있다. 키틴은 종종 절지동물 외골격의 주요 구성 요소이기 때문에, 키티나제는 이 복합체에서 발견되는 중요한 구성 요소이다. 따라서, 일 구현예에서, 위 살충 조성물은 정제되거나 본질적으로 순수한 키틴 및/또는 누에 결정으로부터 선택된 키티나제 유도제를 포함할 수 있다. 누에 결정은 키틴 및/또는 다른 키틴 성분을 함유할 수 있는 예컨대 봄빅스 모리(Bombyx mori)와 같은 누에의 실크 생산 부분(예를 들어, 샘, 관, 스피너)으로부터 얻을 수 있다. 키티나제 유도제가 포함됨으로써 키티나제 생산이 증가되어, 진균 기반 살충 조성물의 잠재적인 독성이 증가된다.

일 구현예에서, 연마 물질이 살충 조성물에 포함된다. 바람직한 구현예에서, 연마 물질은 입자 크기가 1 마이크로미터 내지 1 밀리미터, 바람직하게는 10 내지 200 마이크로미터인 분말 형태이다. 일 구현예에서, 연마 물질은 부석 분말 및 규조토로부터 선택된다.

바람직하게는, 연마 물질은 규조토이다. 규조토는 규조류로 알려진 딱딱한 껍질을 가진 원생 생물의 화석화된 잔해를 포함한다. 현미경으로 볼 때, 입자는 매우 날카롭고 곤충에 달라붙어 외골격 관절 사이에 잠복해 있다. 곤충이 움직일 때, 그 몸은 날카로운 입자에 의해 베이고 열상을 받는다. 나아가, 연마 입자는 곤충의 왁스 같은 외골격 층에서 긁혀 나가, 곤충의 몸으로부터 내부 수분이 빠져나갈 수 있다. 촉촉한 곤충 표면과 절단으로 인한 순환계의 "출혈" 액체에 의해 진균 포자의 발아가 이루어지고, 진균의 번식이 증가하고 곤충의 사멸이 촉진된다.

일 구현예에서, 위 살충 조성물은 항응고 물질을 추가로 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 항응고 물질은 아스코르브산, 페닐티오우레아 및/또는 이들의 조합으로부터 선택된 혈림프 항응고제이다. 항응고제가 첨가되어 해충의 혈림프가 응고되는 것을 방지할 수 있다. 바람직하게는, 아스코르브산과 페닐티오우레아 중 하나 또는 둘 다가 0.1%까지 사용될 수 있다.

본 조성물은 하나 이상의 미생물의 성장 부산물을 추가로 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 성장 부산물은 예컨대 효소, 바이오 폴리머, 용매, 산, 기체 또는 살해 독소(killer toxin)를 포함하는 미생물 대사 산물(metabolite)로부터 선택된다. 일 구현예에서, 성장 부산물은 정제된 형태 또는 미정제 형태의 바이오 계면활성제이다.

바이오 계면활성제는 많은 미생물에서 발생하는 2차 대사 산물의 중요한 부류를 형성한다. 바이오 계면활성제는 생분해성이며, 선택적인 유기체를 사용하여 재생 가능한 기질상에서 효율적으로 생산될 수 있다. 대부분의 바이오 계면활성제 생산 유기체는 성장 배지 내의 탄화수소원(예를 들어, 오일, 설탕, 글리세롤 등)의 존재에 반응하여 바이오 계면활성제를 생산한다. 다른 배지 성분도 바이오 계면활성제의 생산에 크게 영향을 미칠 수 있다.

미생물 바이오 계면활성제는 박테리아, 진균 및 효모와 같은 다양한 미생물에 의해 생산된다. 바이오 계면활성제를 생산하는 예시적인 미생물은 스타르메렐라(Starmerella spp.) (예컨대, S. 봄비콜라(S. bombicola)), 슈도모나스(Pseudomonas spp.)(예컨대, P. 아에루지노사(P. aeruginosa), P. 푸티다(P. putida), P. 플로레센스(P. florescens), P. 프라기(P. fragi), P. 시린가에(P. syringae)); 플라보박테리움(Flavobacterium spp.); 바실러스(Bacillus spp.)(예컨대, B. 서브틸리스(B. subtilis), B. 아미로리퀴파시엔스(B. amyloliquefaciens), B. 푸밀루스(B. pumillus), B. 세레우스(B. cereus), B. 리체니포르미스(B. licheniformis)); 위케르하모미세스(Wickerhamomyces spp.)(예컨대, W. 아노말루스(W. anomalus), 칸디다(Candida spp.)(예컨대, C. 알비칸스(C. albicans), C. 루고사(C. rugosa), C. 트로피칼리스(C. tropicalis), C. 리포리티카(C. lipolytica), C. 토룰롭시스(C. torulopsis)); 사카로미세스(Saccharomyces spp.)(예컨대, S. 세레비시아(S. cerevisiae)); 슈도지마(Pseudozyma spp.)(예컨대, P. 애피디스(P. aphidis)); 로도코쿠스(Rhodococcus spp.)(예컨대, R. 에리스로폴리스(R. erythropolis); 아스로박터(Arthrobacter spp.); 캄필로박터(Campylobacter spp.); 코르니박테륨(Cornybacterium spp.); 피키아(Pichia spp.)(예컨대, P. 귀엘리에몬디이(P. guielliermondii), P. 옥시덴탈리스(P. occidentalis); 및 기타를 포함한다.

바이오 계면활성제는 저 분자량의 당지질(GLs), 리포펩티드(LPs), 플라보리피드(flavolipids; FLs), 인지질(phospholipids)(예컨대, 카디오리핀), 셀로비오즈 지질(cellobiose lipids) 및 지질단백질(lipoproteins), 리포다당류-단백질 복합체(lipopolysaccharide-protein complexes) 및 다당류-단백질-지방산 복합체(polysaccharide-protein-fatty acid complexes)와 같은 고 분자량의 고분자를 포함한다. 바이오 계면활성제 분자의 공통된 친유성 부분은 지방산의 탄화수소 사슬인 한편, 친수성 부분은 중성 지질의 에스테르 또는 알코올 기들에 의해, 지방산 또는 아미노산(또는 펩티드), 플라보리피드의 경우 유기산의 카르복실 기에 의해, 또는 당지질의 경우 탄수화물에 의해 형성된다.

본 발명의 구체예에 따르면, 바이오 계면활성제는 해충의 조직을 충분히 투과할 수 있고 보조제를 사용하지 않고도 적은 양으로 효과적이다. 임계 미셀 농도(CMS) 이상의 농도에서, 바이오 계면활성제가 더 효과적으로 투과할 수 있음이 확인되었다.

일 구현예에서, 바이오 계면활성제는 예컨대 람노리피드(RLP), 소포로리피드(SLP), 트레할로스 리피드 또는 만노실에리트리톨 리피드(MEL)와 같은 당지질을 포함한다. 일 구현예에서, 바이오 계면활성제는 예컨대 서팩틴, 이투린, 펜기신, 비스코신, 아트로팩틴 및/또는 리케니신과 같은 리포펩티드를 포함한다. 일 구현예에서, 바이오 계면활성제는 예컨대 에멀산, 리포만난, 알라산 및/또는 리포산과 같은 중합체성 바이오 계면활성제를 포함한다.

바람직하게는, 바이오 살충 조성물에서 바이오 계면활성제의 총 농도는 약 0.001 내지 10.0%, 바람직하게는 약 0.01 내지 5%, 더 바람직하게는 약 0.01 내지 1%이다.

살충 조성물은 바람직하게는 토양, 씨, 전체 식물 또는 식물 부분(뿌리, 괴경(tubers), 줄기, 꽃 및 잎을 포함하나 이에 국한되지 않음)에 적용하기 위해 제형화된다. 특정 구현예에서, 조성물은 예컨대 분진, 과립, 미세 과립, 펠렛, 습윤성 분말, 유동성 분말, 에멀젼, 마이크로 캡슐, 오일 또는 에어로졸로 제형화된다.

조성물의 효과를 개선하거나 안정화하기 위해, 적합한 보조제와 혼합되고, 그대로 사용되거나 필요한 경우 희석 후 사용될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 조성물은 건조 분말 또는 건조 과립으로 제형화되고, 이는 물 및 기타 성분과 혼합되어 액체 제품을 형성할 수 있다.

일 구현예에서, 위 살충 조성물은 허용 가능한 담체와 혼합될 수 있다. 본 발명의 목적에 허용 가능한 담체는 의도된 기능을 수행하는 능력에 영향을 주지 않으면서 활성 성분을 분산시킬 수 있는 물질 또는 물질의 혼합물(예를 들어, 오일, 에멀젼 및 현탁액)로 정의될 수 있다. 조성물은 오일, 에멀젼 또는 현탁액 유형의 형태일 수 있다. 용어 "오일"은 상온에서 점성, 유성 액체인 물질을 포함하는 것으로 의도된다. 오일은 석유 또는 식물성일 수 있다. 경질 오일은 파라핀 오일, 기타 석유 기반 오일 및 식물성 오일, 예컨대 옥수수, 코코넛, 카놀라, 면화씨, 대두, 해바라기씨 및 팜 커널로부터 추출된 오일을 포함한다.

일부 구현예에서, 살충 조성물은 미끼 또는 유인 성분을 추가로 포함한다. 예를 들어, 해충을 효과적으로 방제하기 위해 이들을 조성물로 이끌도록 천연 또는 합성 향료, 화학 유인제, 염료 및/또는 기타 감각 유인제가 조성물에 포함될 수 있다. 특정 구현예에서, 익충을 끌어들이고 해를 끼치지 않도록 하기 위해, 유인제 및/또는 미끼는 방제가 필요한 특정 곤충 해충에 특이적이다.

곤충 해충의 방제 방법

바람직한 구현예에서, 위 방법은 하나 이상의 종의 곤충병원성 진균, 키티나제 유도제 및 연마 물질을 포함하는 살충 조성물을 해충과 접촉시키는 것을 포함한다. 위 방법은 하나 이상의 항응고 물질, 예컨대 혈림프 응고제를 해충과 접촉시키는 것을 추가로 포함할 수 있다.

특정 구현예에서, 조성물을 해충에 직접 및/또는 해충이 접촉하게 될 표면에 적용함으로써 해충이 조성물과 접촉한다. 조성물을 "적용"하는 것은 표면, 해충 및/또는 표면 및/또는 해충을 둘러싸는 주변 환경에 조성물을 분무, 뿌리기, 살포, 침지 또는 달리 퍼뜨리는 것을 포함한다.

일 구현예에서, 위 방법은 조성물을 해충에 직접 적용하는 것을 포함한다. 다른 구현예에서, 위 방법은 해충이 통과하고, 쉬고, 서식하고, 교미하고, 산란하고/하거나 먹이주는 표면에 조성물을 적용하는 것을 포함한다. 이 표면은 예컨대 울타리, 벽 또는 고정된 농업 또는 원예 장비의 기타 부분과 같은 인공 표면일 수 있다.

일 구현예에서, 해충은 질병 벡터, 예컨대 아시안 감귤나무이(Asian citrus psyllid)인데, 이는 감귤 녹화병(Candidatus Liberibacter spp.)을 유발하는 세균 감염을 전파한다.

일 구현예에서, 해충은 동일한 종의 복수 구성원을 포함하는 구조화된 군체 또는 그룹의 구성원을 특징으로 하는 사회적 곤충이다. 유리하게는, 군체 또는 그룹의 한 구성원이 본 발명의 조성물과 접촉될 때, 곤충병원성 진균 및/또는 조성물의 다른 성분을 상호 작용하는 군체의 다른 구성원들에게 퍼뜨려 다른 구성원들을 방제한다.

일 구현예에서, 내부에 살충 조성물을 갖는 곤충 트랩 내부에 살충 조성물이 적용된다. 예를 들어, 유인 화학 물질, 페로몬, 향료 또는 시각적 미끼에 의해 곤충 해충이 트랩으로 유인될 수 있다. 일 구현예에서, 미끼는 익충을 유혹하지 않는다. 그 후, 해충은 트랩 내부에서 살충 조성물과 접촉할 수 있다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 트랩의 예는 광 트랩, 접착 트랩, 팬 트랩, 버킷 트랩, 병 트랩, 비행 간섭 트랩(flight interception traps), 말레이즈 트랩(Malaise traps), 함정 트랩(pitfall traps), 곡물 탐침(grain probes), 스파이크, 지중 미끼 시스템(subterranean bait systems) 및 토양 우화 트랩(soil emergence traps)을 포함하지만, 이에 국한되지는 않는다.

일 구현예에서, 살충 조성물은 식물의 임의의 부분, 예컨대 잎, 뿌리, 씨, 줄기, 꽃 또는 과일과 접촉할 수 있다. 위 살충 조성물은 식물 전체와 접촉할 수 있다. 나아가, 살충 조성물은 또한 식물이 자라는 토양 및/또는 식물을 둘러싼 공기에 도포될 수 있다.

식물 및/또는 그 환경은 식물 재배 과정 중 어느 시점에서나 처리할 수 있다. 예를 들어, 살충 조성물은 씨앗을 심기 전에, 동시에 또는 후에 식물 및/또는 그 환경에 도포될 수 있다. 이는 또한 식물이 개화, 결실을 맺을 때, 그리고 잎의 이탈 중 및/또는 후를 포함하여 식물의 발달 및 성장 동안 이후 어느 시점에서나 적용될 수 있다.

특정 구현예에서, 처리 받은 식물은 건강하다. 다른 구현예에서, 식물은 식물 질병 또는 식물 질병 증상에 의해 영향을 받는다.

이 방법은 적용 동안 곤충병원성 진균의 성장을 향상시키기 위한 물질을 첨가하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 성장 촉진제는 예컨대 질소, 칼륨, 인, 마그네슘, 단백질, 비타민 및/또는 탄소 공급원과 같은 영양 공급원을 포함한다.

일 구현예에서, 이 방법은 집, 정원 및/또는 잔디에서 성가신 것으로 여겨지는 해충을 방제하는 데 사용할 수 있다. 예를 들어, 살충 조성물은 예컨대 휴대용 분무기를 사용하여 집 주변의 잔디, 정원 및 조경에 적용되어, 그러한 지역을 감염시키고/시키거나 원치 않게 집 안으로 들어갈 수 있는 해충의 수를 예컨대 줄일 수 있다.

본 방법은 다른 농업 또는 원예 식물 관리 시스템과 함께 사용할 수도 있다. 일 구현예에서, 이 조성물은 천연 및/또는 화학적 비료 및/또는 식물 영양소 공급원을 임의로 포함하거나 이와 함께 적용될 수 있다.

일 구현예에서, 이 방법은 대규모 농업 환경에서 사용할 수 있다. 이 방법은 농작물, 과수원 또는 들판에 물, 비료 또는 기타 액체 조성물을 공급하기 위해 사용되는 관개 시스템에 연결된 탱크에 살충 조성물을 투여하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 식물 및/또는 식물을 둘러싼 토양은 예컨대 토양 주입, 토양 적심을 통해, 또는 중앙 피벗 관개 시스템의 사용, 또는 씨앗 고랑 위 스프레이와 함께, 또는 스프링클러 또는 드립 관개기와 함께 살충 조성물로 처리될 수 있다. 유리하게는, 이 방법은 한 번에 수백 에이커의 작물, 과수원 또는 들판을 처리하는 데 적합하다.

일 구현예에서, 이 방법은 가정 정원, 잔디 또는 온실과 같은 소규모 환경에서 사용할 수 있다. 이 방법은 물 및 선택적으로 다른 살충제와 영양원을 내부에 갖는 휴대용 잔디 및 정원 분무기의 탱크에 살충 조성물을 붓고, 이 혼합물을 식물 및/또는 그 주변 환경에 살포하는 것을 포함할 수 있다.

특정 구현예에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은, 처리되지 않은 환경에서 자라는 식물에 비해, 해충으로 인한 식물 손상을 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 70%, 80% 또는 90% 이상 감소시킨다.

특정 구현예에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은, 처리되지 않은 작물에 비해, 작물 수확량을 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90% 이상 증가시킨다.

일 구현예에서, 본 발명의 방법은, 처리되지 않은 환경에서 자라는 식물에 비해, 식물 또는 식물 주변 환경에서 해충의 수를 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90% 이상 감소시킨다.

특정 구현예에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은, 처리되지 않은 작물에 비해, 식물의 질량을 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90% 이상 증가시킨다.

표적 해충

본 방법은 작물, 정원, 잔디, 집, 온실 등을 감염시킬 수 있는 절지동물 해충을 방제하는 데 사용될 수 있다. 구체적인 구현예에서, 해충은 곤충이다.

본 명세서에서, "해충"은 인간 또는 인간의 관심사(예컨대, 농업)에 파괴적이거나 유독하거나 해로운, 인간 외의 유기체를 의미한다. 해충은 감염(infections), 감염(infestations) 및/또는 질병을 유발하고/하거나 이를 유발하는 물질을 운반할 수 있다. 해충은 예컨대 식물의 일부를 먹음으로써 직접적인 해를 끼칠 수 있다. 해충은 박테리아, 바이러스, 진균, 기생충, 원생동물, 절지동물 및/또는 선충을 포함하는 단세포 또는 다세포 유기체일 수 있으나, 이것으로 국한되지 않는다.

일부 구현예에서, 해충은 절지동물이며, 이는 곤충을 포함한다. 본 명세서에서, 용어 "곤충"은 성체 상태에서 머리, 흉부와 복부로 구분되는 몸, 세 쌍의 다리, 그리고 종종(항상 그런 것은 아님) 두 쌍의 피막 날개에 의해 특징되는 무척추동물의 큰 그룹의 구성원을 의미한다. 따라서, 이 정의는 다양한 물고 쏘는 곤충(예컨대, 개미, 벌, 검은 파리, 치거, 벼룩, 녹색 머리 파리, 모기, 침파리, 진드기 및 말벌), 수목 천공 곤충( 예컨대, 흰개미), 유해 곤충(예컨대, 집파리, 바퀴벌레, 이, 쥐며느리) 및 가정 해충(예컨대, 밀과 콩 바구미, 먼지 진드기, 나방, 반대좀, 빈대, 수시렁이, 가구 좀 , 책좀, 옷좀나방, 거미 및 바구미)을 포함하나, 이것으로 국한되는 것은 아니다. 다른 예는 메뚜기, 유충, 버그, 호퍼 및 진디를 포함한다. 이 정의는 유충과 번데기를 포함하는 성체가 아닌 곤충 상태도 포함한다.

본 발명이 유용한 해충의 예는 바퀴벌레, 메뚜기, 흰개미, 개미, 진드기, 삽주벌레(thrips), 진딧물, 가루깍지벌레(mealybugs), 나무이과(psyllids), 깍지진디(soft scales), 온실가루이(whiteflies), 매미충(leafhoppers), 바구미, 노린재(true bugs), 나무좀(borers), 딱정벌레, 멸구과(Delphacidae)(예컨대, 애멸구(Laodelphax striatellus), 벼멸구(Nilaparvata lugens), 흰등멸구(Sogatella furcifera)); 매미충아과(Deltocephalinae)(예컨대, 끝동매미충(Nephotettix cincticeps)); 진딧물과(Aphididae)(예컨대, 목화진딧물(Aphis gossypii), 복숭아혹진딧물(Myzus persicae), 양배추가루진딧물(Brevicoryne brassicae), 감자수염진딧물(Macrosiphum euphorbiae), 싸리수염진딧물(Aulacorthum solani), 기장테두리진딧물(Rhopalosiphum padi)); 노린재과(Pentatomidae)(예컨대, 풀색노린재(Nezara antennata), 톱다리개미허리노린재(Riptortus clavatus), 호리허리노린재(Leptocorisa chinensis), 가시점둥글노린재(Eysarcoris parvus), 썩덩나무노린재(Halyomorpha mista)); 가루이과(Aleyrodidae)(예컨대, 온실가루이(Trialeurodes vaporariorum), 담배가루이(Bemisia tabaci)); 명나방과(Pyralidae)(예컨대, 이화명나방(Chilo suppressalis), 삼화명충나방(Tryporyza incertulas), 혹명나방(Cnaphalocrocis medinalis), 목화명나방(Notarcha derogata), 화랑곡나방(Plodia interpunctella), 조명나방(Ostrinia furnacalis), 배추순나방(Hellula undalis));　밤나방과(Noctuidae)(예컨대, 담배거세미나방(Spodoptera litura), 파밤나방(Spodoptera exigua), 멸강나방(Mythimna separata), 도둑나방(Mamestra brassicae), 검거세미밤나방(Agrotis ipsilon), 검은은무늬밤나방(Plusia nigrisigna), 양배추은무늬밤나방(Trichoplusia spp.), 개미자리밤나방(Heliothis spp.), 담배나방(Helicoverpa spp.));　흰나비과(Pieridae)(예컨대, 배추흰나비(Pieris rapae)); 잎말이나방과(Tortricidae)(예컨대, 콩나방(Leguminivora glycinivorella),　팥나방(Matsumuraeses azukivora)) 및　집나방과(Yponomeutidae)(예컨대, 배추좀나방(Plutella rylostella)); 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis), 오이총채벌레(Thrips palmi), 볼록총채벌레(Scirtothrips dorsalis), 파총채벌레(Thrips tabaci), 대만총채벌레(Frankliniella intonsa); 꽃파리과(Anthomyiidae)(예컨대, 씨고자리꽃파리(Delia platura), 고자리꽃파리(Delia antiqua));　굴파리과(Agromyzidae)(예컨대, 벼잎굴파리(Agromyza oryzae), 벼잎물가파리(Hydrellia griseola), 채소잎굴파리(Liriomyza sativae), 아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii), 완두굴파리(Chromatomyia horticola));　노랑굴파리과(Chloropidae)(예컨대, 벼줄기굴파리(Chlorops oryzae)); 초파리과(Drosophilidae); 옥수수근충(Corn root worms)(잎벌레(Diabrotica spp.))(예컨대, 서부옥수수뿌리잎벌레(Diabrotica virgifera virgifera), 점무늬오이잎벌레(Diabrotica undecimpunctata howardi));　소똥구리과(Scarabaeidae)(예컨대, 구리풍뎅이(Anomala cuprea), 오리나무풍뎅이(Anomala rufocuprea), 녹색콩풍뎅이(Popillia japonica));　바구미과(Curculionidae)(예컨대, 어리쌀바구미(Sitophilus zeamais), 벼물바구미(Lissorhoptrus oryzophilus), 벼뿌리바구미(Echinocnemus squameus), 목화바구미(Anthonomus grandis));　잎벌레과(Chrysomelidae)(예컨대, 벼잎벌레(Oulema oryzae), 오이잎벌레(Aulacophora femoralis), 벼룩잎벌레(Phyllotreta striolata), 콜로라도감자벌레(Leptinotarsa decemlineata));　방아벌레과(Elateridae)(발해뿌리방아벌레(Agriotes spp.); 청딱지개미반날개(Paederus fuscipes); 및 식물 및/또는 집에 손상 또는 질병을 일으킬 수 있는 기타를 포함한다.

절지동물 및/또는 곤충의 추가 예는 아시안 감귤나무이(Asian Citrus Psyllid; Diaphorina citri), 아프리칸 감귤나무이(African Citrus Psyllid; Trioza erytreae), 배나무이(Pear Psyllid; Cacopsylla ( Psylla ) pyri), 캐럿 실리드(Carrot Psyllid; Trioza apicalis), 포테이토 실리드(Potato Psyllid; Bactericera ( Paratrioza ) cockerelli) 및 나무이(Psyllidae)과의 임의의 나무이와 같은 나무이; 포도애기잎말이나방(European Grapevine Moth; Lobesia botrana 또는 EGVM), 유사코드린나방(False Codling Moth; Thaumatotibia leucotreta 또는 FCM), 유럽매미나방(European Gypsy Moth; Lymantria dispar 또는 EGM), 화랑곡나방(Indian Meal Moth; Plodiainterpunctella), 보리나방(Angoumois Grain Moth; Sitotroga cerealella), 쌀나방(Rice moth; Corcyra cephalonica) 및 연갈색사과나방(Light Brown Apple Moth; Epiphyas postvittana 또는 LBAM)과 같은 나방; 유리알락하늘소(Asian Longhorned Beetle; Anoplophora glabripennis 또는 ALB), 남방장수풍뎅이(Coconut Rhinoceros Beetle; Oryctes rhinoceros), 서울호리비단벌레(Emerald Ash Borer beetle; Agrilus planipennis 또는 EAB), 거짓쌀도둑거저리(Rust Red Flour Beetle; Tribolium spp.), 톱가슴머리대장(Sawtooth Grain Beetle; Oryzaephilussurinamensis), 갈색머리대장(Flat Grain Beetle; Cryptolestes spp.) 및 곡식수시렁이(Khapra Beetle; Trogoderma granarium)와 같은 딱정벌레; 지중해광대파리(Mediterranean Fruit Fly; Ceratitis capitata 또는 Medfly), 멕시코과일파리(Mexican Fruit Fly; Anastrepha ludens) 및 귤과실파리(Oriental Fruit Fly; Bactrocera dorsalis)와 같은 파리; 샌드플라이, 등에, 체체 파리, 대모등에붙이 및 히펠라테스(Hippelates) 등의 눈가리(eye gnats)와 같은 파리; 붉은불개미(Imported fire ants; Solenopsis invicta)와 같은 개미; 및 아노펠레스(Anopheles) 속, 트리파노소마(Trypanosoma), 각다귀(Aedes spp.)(예컨대, 이집트숲모기(Aedes aegypti)), 집모기(Culex), 늪모기(Mansonia) 및 얼룩날개모기(Anopheles)과 같은 모기를 포함한다.

일부 구현예에서, 해충은 질병 벡터, 즉 박테리아, 진균, 기생충 또는 바이러스와 같은 병원체에 대한 운반체이다. 식물 병원성 박테리아(특히 반점, 뿌리혹병(cankers), 잎마름병(blights), 혹(galls) 또는 연부병(soft rots)을 유발하는 것들)로 인한 일부 식물 질병에서, 박테리아는 물방울 또는 끈적한 삼출물 덩어리로 숙주 식물의 표면으로 탈출할 수 있다. 박테리아 삼출물은 감염된 부위의 균열이나 상처를 통해 또는 식물의 감염된 부위의 자연적인 구멍을 통해 방출된다. 이러한 박테리아는 식물에 착지하여 이 물질과 접촉하는 파리, 진딧물, 개미, 딱정벌레, 흰 파리 등과 같은 곤충의 다리와 몸에 달라붙게 된다.

이 곤충이 식물의 다른 부분이나 다른 감염되기 쉬운 숙주 식물로 이동할 때, 그들은 몸에 수많은 박테리아를 운반한다. 이 곤충이 식물의 새 상처나 자연적 구멍에 착지하고 식물 표면에 충분한 수분이 있으면, 박테리아가 번식하고 식물 내로 이동하여 새로운 감염이 시작될 수 있다. 따라서, 본 방법은 이러한 운반체 해충을 방제, 즉 죽임으로써 식물 병원체의 확산을 방지할 수 있다.

일 구현예에서, 이 방법은 병원성 박테리아의 확산을 방지하는 데 사용된다. 예를 들어, 절지 동물 해충은 슈도모나스(예컨대, P. 사바스타노이(P. savastanoi), P. 시린가에(P. syringae) pathovars); 풋마름병원균(Ralstonia solanacearum); 아그로박테리움(Agrobacterium)(예컨대, 근두암종병(A. tumefaciens)); 산토모나스(Xanthomonas)(예컨대, 벼흰잎마름병원균(X. oryzae pv . oryzae), 콩불마름병균(X. campestris) pathovars, X. 악소노포디스(X. axonopodis) pathovars); 에르비니아(Erwinia)(예컨대, E. 아밀로보라(E. amylovora)); 크실렐라(Xylella)(예컨대, X. 파스티디오사(X. fastidiosa)); 디케야(Dickeya)(예컨대, D. 다단티(D. dadantii), D. 솔라니(D. solani)); 펙토박테리움(Pectobacterium)(예컨대, P. 케로토보륨(P. carotovorum), P. 아트로셉티컴(P. atrosepticum)); 클라비박터(Clavibacter)(예컨대, C. 미치가넨시스(C. michiganensis),C. 스페도니쿠스(C. sepedonicus)); 칸디다투스 리베리박터 아시아티쿠스(Candidatus Liberibacter asiaticus); 판토에아(Pantoea); 버크홀데리아(Burkholderia); 아시드보락스(Acidovorax); 스트렙토미세스(Streptomyces); 스파이로플라스마(Spiroplasma) 및/또는 피토플라스마(Phytoplasma)는 물론 황롱빙(huanglongbing(HLB), 감귤 녹화병), 감귤궤양병(citrus canker disease), 감귤 세균성 점무늬병(citrus bacterial spot disease), 감귤얼룩백화증(citrus variegated chlorosis), 잿빛무늬병(brown rot), 감귤검은무늬병(citrus black spot disease)의 병원성 균주를 운반할 수 있다.

일 구현예에서, 이 방법은 병원성 바이러스의 확산을 방지하는 데 사용된다. 예를 들어, 절지 동물 해충은 카라바이러스(Carlavirus), 아브틸론(Abutilon), 호르데이바이러스(Hordeivirus), 포티바이러스(Potyvirus), 마스트레바이러스(Mastrevirus), 바드나바이러스(Badnavirus), 레오바이러스(Reoviridae), 피지바이러스(Fijivirus), 오리자바이러스(Oryzavirus), 피토레오바이러스(Phytoreovirus), 미코레오바이러스(Mycoreovirus), 리모바이러스(Rymovirus), 트리티모바이러스(Tritimovirus), 이포모바이러스(Ipomovirus), 비모바이러스(Bymovirus), 쿠쿠모바이러스(Cucumovirus), 루테오바이러스(Luteovirus), 베고모바이러스(Begomovirus), 라브도비리대(Rhabdoviridae), 토스포바이러스(Tospovirus), 코모바이러스(Comovirus), 소베모바이러스(Sobemovirus), 네포바이러스(Nepovirus), 토브라바이러스(Tobravirus), 베니바이러스(Benyvirus), 푸로바이러스(Furovirus), 페클루바이러스(Pecluvirus), 포모바이러스(Pomovirus); 알팔파 모자이크 바이러스(alfalfa mosaic virus); 비트 모자이크 바이러스(beet mosaic virus); 카사바 모자이크 바이러스(cassava mosaic virus); 동부 모자이크 바이러스(cowpea mosaic virus); 오이 모자이크 바이러스(cucumber mosaic virus); 기장 모자이크 새틀라이트 바이러스(panicum mosaic satellite virus); 자두 곰보 바이러스(plum pox virus); 스쿼시 모자이크 바이러스(squash mosaic virus); 담배 모자이크 바이러스(tobacco mosaic virus; 튜울립 브레이킹 바이러스(tulip breaking virus) 및 호박 황화 모자이크 바이러스(zucchini yellow mosaic virus)와 같은 바이러스를 운반한다.

대상 식물

본 명세서에서, 용어 "식물"은 목본, 관상용 또는 장식용, 작물 또는 곡류, 과일 식물 또는 채소 식물, 꽃 또는 나무, 거대 조류 또는 미세 조류, 식물성 플랑크톤 및 광합성 조류(예컨대, 녹조류 클라미도모나스 레인하티(Chlamydomonas reinhardtii))를 포함하지만, 이것으로 국한되지는 않는다. "식물"은 또한 단세포 식물(예컨대, 미세 조류) 및 군체(예컨대, 볼복스) 또는 식물 발달의 임의 단계에 존재하는 구조로 주로 분화되는 복수의 식물 세포를 포함한다. 이러한 구조는 과일, 씨, 새싹, 줄기, 잎, 뿌리, 꽃잎 등을 포함하지만, 이것으로 국한되지 않는다. 식물은 예컨대 정원에 홀로 서 있거나, 예컨대 과수원, 작물 또는 목초지의 일부로서 많은 식물 중 하나일 수 있다.

본 발명이 유용한 식물의 예는 곡물 및 풀(예컨대, 밀, 보리, 호밀, 귀리, 쌀, 옥수수(maize), 수수, 옥수수(corn)); 비트(예컨대, 설탕 또는 사료용 비트); 과일(예컨대, 포도, 딸기, 라즈베리, 블랙베리, 인과(pomaceous fruit), 석류 과일, 소프트 프룻, 사과, 배, 자두, 복숭아, 아몬드, 체리 또는 베리류); 콩과 작물(예컨대, 콩, 렌틸콩, 완두콩 또는 콩(soya)); 유지 작물(예컨대, 유채, 겨자, 양귀비, 올리브, 해바라기, 코코넛, 피마자, 코코아 또는 땅콩); 조롱박(예컨대, 호박, 오이, 스쿼시 또는 멜론); 섬유 식물(예컨대, 면화, 아마, 대마 또는 황마); 감귤류(예컨대, 오렌지, 레몬, 자몽 또는 탠저린); 채소(예컨대, 시금치, 상추, 아스파라거스, 양배추, 당근, 양파, 토마토, 감자 또는 피망); 녹나무과(예컨대, 아보카도, 계피 또는 장뇌) 및 담배, 견과류, 허브, 향신료, 약용 식물, 커피, 가지, 사탕수수, 차, 후추, 포도덩굴, 홉, 질경이과, 라텍스 식물, 절화 및 관상용 식물을 포함하지만, 이것으로 국한되지 않는다.

본 발명의 제품 및 방법의 적용으로부터 이익을 얻을 수 있는 식물의 유형은 줄뿌림 작물(예컨대, 옥수수, 콩, 수수, 땅콩, 감자 등), 농작물(예컨대, 알팔파, 밀, 곡물 등), 나무 작물(예컨대, 호두, 아몬드, 피칸, 헤이즐넛, 피스타치오 등), 감귤류 작물(예컨대, 오렌지, 레몬, 자몽 등), 과일 작물(예컨대, 사과, 배, 딸기, 블루베리, 블랙베리 등), 잔디 작물(예컨대, 잔디), 관상용 작물(예컨대, 꽃, 덩굴 등), 채소(예컨대, 토마토, 당근 등), 덩굴 작물(예컨대, 포도 등), 삼림(예컨대, 소나무, 가문비나무, 유칼립투스, 포플러 등), 관리되는 목초(방목 동물을 지원하는 데 사용되는 모든 식물의 혼합)을 포함하지만, 이것으로 국한되지 않는다.

본 발명의 제품 및 방법으로부터 이익을 얻을 수 있는 추가 식물은 　비리디플란태(Viridiplantae) 상과에 속하는 모든 식물, 무엇보다도 특히 에이서(Acer spp.), 악티니디아(Actinidia spp.), 아벨모스쿠스(Abelmoschus spp.), 아가베 시사라나(Agave sisalana), 아그로파이론(Agropyron spp.), 아그로스티스 스톨로니페라(Agrostis stolonifera), 알리움(Allium spp.), 아마란투스(Amaranthus spp.), 암모필라 아레나리아(Ammophila arenaria), 아나나스 코모수스(Ananas comosus), 안노나(Annona spp.), 아피움 그라베오렌스(Apium graveolens), 아라키스(Arachis spp.), 알토칼푸스(Artocarpus spp.), 아스파라거스 오피시날리스(Asparagus officinalis), 아베나(Avena spp.)(예컨대, A. 사티바(A. sativa), A. 파투아(A. fatua), A. 비잔티나(A. byzantina), A. 파투아　var　.　사티바(A. fatua var. sativa), A. 하이브리다(A. hybrida)), 아베로아 카람볼라(Averrhoa carambola), 뱀부사(Bambusa sp.), 베닌카사 히스피다(Benincasa hispida), 벨톨레티아 엑셀세아(Bertholletia excelsea), 베타 불가리스(Beta vulgaris), 브라시카(Brassica spp.)(예컨대, B. 나푸스(B. napus), B. 라파(B. rapa spp.) [캐놀라, 유채, 순무]), 카다바 파리노사(Cadaba farinosa), 카멜리아　시넨시스(Camellia sinensis), 칸나 인디카(Canna indica), 칸나비스 사티바(Cannabis　sativa),　캡시쿰(Capsicum　spp.),　카렉스 엘라타(Carex 　 elata), 카리카 파파야(Carica 　papaya), 카리사 마크로칼파(Carissa 　 macrocarpa),　카리야(Carya　spp.),　카르타무스 팅크토리우스(Carthamus　tinctorius), 카스타네아(Castanea　spp.), 케이바 펜탄드라(Ceiba　pentandra), 키코리움 엔디비아(Cichorium 　 endivia),　신나모뭄(Cinnamomum　spp.),　시트룰루스 라나투스(Citrullus 　 lanatus), 시트루스(Citrus　spp.), 코코스(Cocos　spp.),　코페아(Coffea　spp.), 콜로카시아 에스쿨렌타(Colocasia　esculenta),　콜라(Cola　spp.), 콜코루스(Corchorus　sp.), 코리안드룸 사티붐(Coriandrum　sativum), 코리루스(Corylus　spp.), 크라태구스(Crataegus　spp.), 크로쿠스 사티부스(Crocus　 sativus), 쿠쿨비타(Cucurbita　spp.),　쿠쿠미스(Cucumis　spp.), 키나라(Cynara　spp.),　다우쿠스 카로타(Daucus　carota),　데스모디움(Desmodium　spp.),　디모칼푸스 론간(Dimocarpus　longan),　디오스코레아(Dioscorea　spp.),　디오스피로스(Diospyros　spp.), 에키노크로아(Echinochloa　spp.),　엘래이스(Elaeis)(예컨대, E. 귀넨시스(E. guineensis), E. 올레이페라(E. oleifera)),　엘레우신 코라카나(Eleusine　coracana),　에라그로스티스 테프(Eragrostis tef), 에리안투스(Erianthus　sp.), 에리오보트리아 야포니카(Eriobotrya 　japonica),　유카립투스(Eucalyptus　sp.),　유게니아 유니플로라(Eugenia　 uniflora),　파고피룸(Fagopyrum　spp.),　파구스(Fagus　spp.),　페스투카 아룬디나케이(Festuca　arundinacea), 피쿠스 카리카(Ficus 　 carica),　폴투넬라(Fortunella　spp.),　프라가리아(Fragaria　spp.),　깅코 빌로바(Ginkgo　 biloba),　글라이신(Glycine　spp.)(예컨대, G. 맥스(G. max),　소야 히스피다(Soja 　 hispida), 소야 맥스(Soja 　max)),　고시피움 힐수툼(Gossypium 　 hirsutum),　헬리안투스(Helianthus　spp.)(예컨대, H. 안누스(H.　 annuus)),　헤메로칼리스 풀바(Hemerocallis　fulva),　히비스쿠스(Hibiscus　spp.)　홀데움(Hordeum　spp.)(예컨대, H. 불가레(H. vulgare)),　이포모에아 바타타스(Ipomoea 　 batatas),　주글란스(Juglans　spp.), 락투카 사티바(Lactuca 　sativa), 라티루스(Lathyrus　spp.), 렌스 쿨리나리스(Lens　 culinaris), 리눔 우시타티시뭄(Linum 　 usitatissimum), 리치 키넨시스(Litchi　chinensis), 로투스(Lotus　spp.),　루파 아쿠탄굴라(Luffa　acutangula),　루피누스(Lupinus　spp.),　루줄라 실바티카(Luzula　sylvatica),　라이코펠시콘(Lycopersicon　spp.)(예컨대, L. 에스쿨렌툼(L. esculentum),　L. 라이코펠시쿰(L. lycopersicum),　L. 피리폴메(L. pyriforme)),　마크로틸로마(Macrotyloma　spp.),　말루스(Malus　spp.),　말피기아 에말기나타(Malpighia　emarginata),　맘메아 아메리카나(Mammea 　americana),　망기페라 인디카(Mangifera　indica),　마니호트(Manihot　spp.), 마닐카라 자포타(Manilkara　zapota),　메디카고 사티바(Medicago　sativa),　메릴로투스(Melilotus　spp.),　멘타(Mentha　spp.),　미스칸투스　시넨시스(Miscanthus　sinensis),　모몰디카(Momordica　spp.),　모루스 니그라(Morus 　 nigra),　무사(Musa　spp.), 니코티아나(Nicotiana　spp.),　올레아(Olea　spp.),　오푼티아(Opuntia　spp.),　오르니토푸스(Ornithopus　spp.),　오리자(Oryza　spp.)(예컨대, O. 사티바(O. sativa),　O. 라티포리아(O. latifolia)),　패니쿰 미리아케움(Panicum 　 miliaceum),　패니쿰 벌가툼(Panicum　virgatum),　파시플로라 에둘리스(Passiflora 　 edulis),　파스티나카 사티바(Pastinaca　sativa),　페니세툼(Pennisetum　sp.),　펠세아(Persea　spp.),　페트로셀리눔 크리스품(Petroselinum 　 crispum), 파라리스 아룬디나케아(Phalaris　arundinacea),　파세올루스(Phaseolus　spp.),　플레움 프라텐세(Phleum　pratense), 피닉스(Phoenix　spp.),　프라그미테스 오스트라리스(Phragmites　australis), 피사리스(Physalis　spp.), 피누스(Pinus　spp.,) 피스타키아 베라(Pistacia 　vera), 피숨(Pisum　spp.), 포아(Poa　spp.),　포푸러스(Populus　spp.),　프로소피스(Prosopis　spp.), 프루누스(Prunus　spp.),　프시디움(Psidium　spp.),　푸니카 그라나툼(Punica 　 granatum),　피루스 코무니스(Pyrus　communis),　쿠에르쿠스(Quercus　spp.),　라파누스 사티부스(Raphanus　sativus), 레움 라발바룸(Rheum　 rhabarbarum), 리베스(Ribes　spp.),　리키누스 콤무니스(Ricinus 　 communis),　루부스(Rubus　spp.),　사카룸(Saccharum　spp.), 살릭스(Salix　spp.),　삼부쿠스(Sambucus　spp.),　세카레 세레알레(Secale　cereale),　세사뭄(Sesamum　spp.),　시나피스(Sinapis　sp.),　솔라눔(Solanum　spp.)(예컨대, S. 투베로숨(S. tuberosum),　S. 인테그리폴리움(S. integrifolium), S. 라이코펠시쿰(S. lycopersicum)),　솔굼 바이칼라(Sorghum　bicolor),　스피나시아(Spinacia　spp.),　시지기움(Syzygium　spp.),　타게테스(Tagetes　spp.),　타마린두스 인디카(Tamarindus 　 indica),　테오브로마 카카오(Theobroma　cacao),　트리폴리움(Trifolium　spp.),　트리프사컴 닥틸로이데스(Tripsacum dactyloides), 트리티코세칼레 림파우이(Triticosecale 　 rimpaui),　트리티쿰(Triticum　spp.)(예컨대, T. 아에스티붐(T. aestivum),　T. 두룸(T. durum),　T. 툴기둠(T. turgidum),　T. 하이베르눔(T. hybernum),　T. 마차(T. macha),　T. 사티붐(T. sativum), T. 모노코쿰(T. monococcum), T. 불가레(T. vulgare)), 트로패오룸 미누스(Tropaeolum 　minus),　트로패오룸 마주스(Tropaeolum　majus),　박시니움(Vaccinium　spp.),　비시아(Vicia　spp.),　비그나(Vigna　spp.),　비올라 오도라타(Viola　 odorata),　비티스(Vitis　spp.), 제아 메이즈(Zea　mays), 지자니아 팔루스트리스(Zizania 　 palustris),　지지푸스(Ziziphus　spp.)로부터 선택되는 사료 또는 사료 콩과 식물, 관상용 식물, 식량 작물, 교목 또는 관목을 포함하는 외떡잎 및 쌍떡잎 식물을 포함한다.

관심 식물의 추가 예는 옥수수(제아 메이스(Zea mays)), 브라시카(Brassica sp.)(예컨대, B. 나푸스(B. napus), B. 라파(B. rapa), B. 준세아(B. juncea)), 특히 종자유 공급원으로 유용한 브라시카 종, 알팔파(alfalfa)(Medicago sativa), 벼(Oryza sativa), 호밀(Secale cereale), 수수(Sorghum bicolor, Sorghum vulgare), 밀렛(예컨대, 펄 밀렛(Pennisetum glaucum), 프로소 밀렛(proso millet)(Panicum miliaceum), 폭스테일 밀렛(foxtail millet)(Setaria italica), 핑거 밀렛(Eleusine coracana)), 해바라기(Helianthus annuus), 잇꽃(Carthamus tinctorius), 밀(Triticum aestivum), 대두(Glycine max), 담배(Nicotiana tabacum), 감자(Solanum tuberosum), 땅콩(Arachis hypogaea), 목화(Gossypium barbadense, Gossypium hirsutum), 고구마(Ipomoea batatus), 카사바(Manihot esculenta), 커피(Coffea spp.), 코코넛(Cocos nucifera), 파인애플(Ananas comosus), 감귤류나무(Citrus spp.), 코코아(Theobroma cacao), 차나무(Camellia sinensis), 바나나(Musa spp.), 아보카도(Persea americana), 무화과(Ficus casica), 구아바(Psidium guajava), 망고(Mangifera indica), 올리브(Olea europaea), 파파야(Carica papaya), 캐슈(Anacardium occidentale), 마카다미아(Macadamia integrifolia), 아몬드(Prunus amygdalus), 사탕무(Beta vulgaris), 사탕수수(Saccharum spp.), 귀리, 보리, 채소, 관상수 및 침엽수를 포함하지만, 이것으로 국한되지 않는다.

채소는 토마토(Lycopersicon esculentum), 상추(예컨대, Lactuca sativa), 강낭콩(Phaseolus vulgaris), 리마콩(Phaseolus limensis), 완두콩(Lathyrus spp.), 오이(C. sativus)와 같은 오이(Cucumis) 속의 구성원, 캔털롭(C. cantalupensis) 및 머스크 멜론(C. melo)을 포함한다. 관상수는 진달래(Rhododendron spp.), 수국(Macrophylla hydrangea), 히비스커스(Hibiscus rosasanensis), 장미(Rosa spp.), 튤립(Tulipa spp.), 수선화(Narcissus spp.), 피튜니아(Petunia hybrida), 카네이션(Dianthus caryophyllus), 포인세티아(Euphorbia pulcherrima) 및 국화를 포함한다. 본 구체예를 실시하는 데 사용될 수 있는 침엽수는 예컨대 테다소나무(Pinus taeda), 슬래시소나무(Pinus elliottii), 폰데로사소나무(Pinus ponderosa), 로지폴소나무(Pinus contorta), 몬테레이소나무(Pinus radiata)와 같은 소나무; 미송(Douglas-fir)(Pseudotsuga menziesii); 서양 헴록(Tsuga canadensis); 시트카 스프루스(Sitka spruce)(Picea glauca); 레드우드(Sequoia sempervirens); 은전나무(Abies amabilis) 및 발삼전나무(Abies balsamea)와 같은 참전나무; 및 서양 적삼나무(Thuja plicata) 및 알래스카 황삼나무(Chamaecyparis nootkatensis)와 같은 삼나무를 포함한다. 본 구체예의 식물은 옥수수 및 대두 식물과 같은 작물 식물(예컨대, 옥수수, 알팔파, 해바라기, 브라시카, 대두, 목화, 잇꽃, 땅콩, 수수, 밀, 기장, 담배 등)을 포함한다.

잔디 풀은 애뉴얼 블루그래스(Poa annua); 애뉴얼 라이그래스(Lolium multiflorum); 캐나다 블루그래스(Poa compressa); 츄잉 페스큐(Festuca rubra); 콜로니얼 벤트그래스(Agrostis tenuis); 크리핑 벤트그래스(Agrostis palustris); 크레스티드 휫그래스(Agropyron desertorum); 페어웨이 휫그래스(Agropyron cristatum); 하드 페스큐(Festuca longifolia); 켄터키 블루그래스(Poa pratensis); 오차드그래스(Dactylis glomerate); 퍼레니얼 라이그래스(Lolium perenne); 레드 페스큐(Festuca rubra); 레드탑(Agrostis alba); 러프 블루그래스(Poa trivialis); 쉽 페스큐(Festuca ovine); 스무스 브롬그래스(Bromus inermis); 톨 페스큐(Festuca arundinacea); 티모시(Phleum pretense); 벨벳 벤트그래스(Agrostis canine); 휘핑 알카리그래스(Puccinellia distans); 웨스턴 휫그래스(Agropyron smithii); 버뮤다 그래스(Cynodon spp.); 세인트 어거스틴 그래스(Stenotaphrum secundatum); 조이시아 그래스(Zoysia spp.); 바히아 그래스(Paspalum notatum); 카펫 그래스(Axonopus affinis); 센티페드 그래스(Eremochloa ophiuroides); 키쿠유 그래스(Pennisetum clandesinum); 씨쇼어 파스팔룸(Paspalum vaginatum); 블루 그래마(Bouteloua gracilis); 버펄로 그래스(Buchloe dactyloids); 사이드옷츠 그래마(Bouteloua curtipendula)를 포함하지만, 이것으로 국한되지 않는다.

관심 식물은 관심 종자를 제공하는 곡물 식물, 유지 종자 식물 및 콩과 식물을 포함한다. 관심 종자는 옥수수, 밀, 보리, 쌀, 수수, 호밀, 기장 등과 같은 곡물 종자 등을 포함한다. 유지 종자 식물은 목화, 대두, 홍화, 해바라기, 브라시카, 옥수수, 알팔파, 야자, 코코넛, 아마, 피마자, 올리브 등을 포함한다. 콩과 식물은 콩과 완두콩을 포함한다. 콩은 구아, 로커스트 빈, 호로파, 대두, 가든 빈, 동부(cowpea), 녹두, 리마콩, 누에콩, 렌틸콩, 병아리콩 등을 포함한다.

추가의 관심 식물은 칸나비스(Cannabis)(예컨대, 사티바(sativa), 인디카(indica) 및 루데랄리스(ruderalis)) 및 산업용 대마를 포함한다.

모든 식물 및 식물 부분은 본 발명에 따라 처리될 수 있다. 이러한 맥락에서, 식물은 원하거나 원하지 않는 야생 식물 또는 작물 식물(자연 발생 작물 식물 포함)과 같은 모든 식물 및 식물 개체군을 의미하는 것으로 이해된다. 작물 식물은 전통적인 육종 및 최적화 방법, 생명 공학 및 재조합 방법, 또는 이러한 방법의 조합으로 얻을 수 있는 식물일 수 있으며, 형질 전환 식물과 식물 변종을 포함한다.

식물 부분은 싹, 잎, 꽃 및 뿌리와 같은 식물의 모든 공중 및 지하 부분 및 기관을 의미하는 것으로 이해되며, 예를 들어 잎, 바늘, 대, 줄기, 꽃, 자실체, 과일 및 씨앗은 물론 뿌리, 괴경 및 뿌리 줄기가 있다. 식물 부분은 또한 작물 재료와 생장 및 생식 번식 재료, 예컨대 절단체, 괴경, 뿌리 줄기, 슬립 및 씨앗을 포함한다.

본 발명에 따른 곤충병원성 진균의 성장

본 발명은 미생물 배양 및 미생물 성장의 미생물 대사 산물 및/또는 다른 부산물의 생산을 위한 방법을 사용한다. 본 발명은 원하는 규모로 미생물을 배양하고 미생물 대사 산물을 생산하는 데 적합한 배양 공정을 추가로 활용한다. 이러한 배양 공정은 심부 배양/발효, 고체 상태 발효(solid state fermentation; SSF) 및 이들의 변형, 하이브리드 및/또는 조합을 포함하지만, 이것으로 국한되지 않는다.

본 명세서에서, "발효"는 제어된 조건하에서 세포의 배양 또는 성장을 의미한다. 성장은 호기성 또는 혐기성일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 미생물은 SSF 및/또는 이의 변형된 버전을 사용하여 성장한다.

일 구현예에서, 본 발명은 바이오매스(예컨대, 생존 가능한 세포 물질), 세포 외 대사 산물(예컨대, 소분자 및 분비된 단백질), 잔류 영양소 및/또는 세포 내 성분(예컨대, 효소 및 기타 단백질)의 생산을 위한 물질과 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 미생물 성장 용기는 임의의 산업용 발효기 또는 배양 반응기일 수 있다. 일 구현예에서, 이 용기는 기능 제어/센서를 갖거나 기능 제어/센서에 연결되어 배양 공정에서 pH, 산소, 압력, 온도, 습도, 미생물 밀도 및/또는 대사 산물 농도와 같은 중요한 요소를 측정할 수 있다.

추가 구현예에서, 이 용기는 또한 용기 내부의 미생물의 성장(예컨대, 세포 수 및 성장 단계의 측정)을 모니터링할 수 있다. 또는, 일일 샘플을 용기로부터 채취하여 희석 평판 배양(dilution plating) 기술과 같이 당 업계에 공지된 기술에 의해 계수할 수 있다. 희석 평판 배양은 샘플의 유기체 수를 추정하는 데 사용되는 간단한 기술이다. 이 기술은 또한 상이한 환경 또는 처리가 비교될 수 있는 지수를 제공할 수 있다.

일 구현예에서, 이 방법은 질소원으로 배양을 보충하는 것을 포함한다. 질소원은 예컨대 질산 칼륨, 질산 암모늄, 황화 암모늄, 인산 암모늄, 암모니아, 우레아 및/또는 염화 암모늄일 수 있다. 이러한 질소원은 독립적으로 또는 2개 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

이 방법은 성장하는 배양물에 산소를 제공할 수 있다. 일 구현예는 공기의 느린 이동을 이용하여 저 산소 함유 공기를 제거하고 산소화된 공기를 도입한다. 심부 발효의 경우, 산소가 함유된 공기는 액체의 기계적 교반을 위한 임펠러와 액체에 산소를 용해시키기 위해 액체에 가스 기포를 공급하는 공기 살포기 등의 메커니즘을 통해 매일 보충되는 주변 공기일 수 있다.

이 방법은 탄소원으로 배양물을 보충하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 탄소원은 통상적으로 글루코스(glucose), 수크로스(sucrose), 락토스(lactose), 프룩토스(fructose), 트레할로스(trehalose), 만노스(mannose), 만니톨(mannitol) 및/또는 맥아당(maltose)과 같은 탄수화물; 아세트산, 푸마르산, 시트르산, 프로피온산, 말산, 말론산 및/또는 피루브산과 같은 유기산; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 이소부탄올 및/또는 글리세롤과 같은 알코올; 콩기름, 카놀라유, 미강유(rice bran oil), 올리브유, 옥수수유, 참기름 및/또는 아마씨유(linseed oil)와 같은 지방 및 오일 등이다. 이러한 탄소원은 독립적으로 또는 2개 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

일 구현예에서, 미생물을 위한 성장 인자와 미량 영양소가 배지에 포함된다. 이것은 성장하는 미생물이 필요한 모든 비타민을 생산할 수 없는 것일 경우에 특히 바람직하다. 철, 아연, 구리, 망간, 몰리브덴 및/또는 코발트와 같은 미량 원소를 포함하는 무기 영양소도 배지에 포함될 수 있다. 나아가, 비타민, 필수 아미노산 및 미량 원소의 공급원은 예컨대 옥수수 가루와 같은 고운 가루 또는 굵은 가루의 형태로, 효모 추출물, 감자 추출물, 소고기 추출물, 콩 추출물, 바나나 껍질 추출물 등과 같은 추출물들의 형태로, 또는 정제된 형태로 포함될 수 있다. 아미노산, 예컨대 단백질의 생합성에 유용한 것들, 또한 포함될 수 있다.

일 구현예에서, 무기 염 또한 포함될 수 있다. 사용 가능한 무기염은 인산이수소칼륨(potassium dihydrogen phosphate), 인산수소이칼륨(dipotassium hydrogen phosphate), 인산수소이나트륨(disodium hydrogen phosphate), 황산마그네슘(magnesium sulfate), 염화마그네슘(magnesium chloride), 황산철(iron sulfate), 염화철(iron chloride), 황산망간(manganese sulfate), 염화망간(manganese chloride), 황산아연(zinc sulfate), 염화납(lead chloride), 황산구리(copper sulfate), 염화칼슘(calcium chloride), 염화나트륨(sodium chloride), 탄산칼슘(calcium carbonate) 및/또한 탄산나트륨(sodium carbonate)일 수 있다. 이러한 무기염은 독립적으로 또는 2개 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

일부 구현예에서, 이 배양 방법은 배양 공정 전 및/또는 배양 공정 중에 배지에 추가의 산 및/또는 살균제를 첨가하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 오염으로부터 배양물을 보호하기 위해 살균제 또는 항생제가 사용된다. 또한, 심부 배양 동안 가스가 생성될 때 거품의 형성 및/또는 축적을 방지하기 위해 소포제가 첨가될 수도 있다.

혼합물의 pH는 관심 미생물에 적합해야 한다. 완충제와 탄산염 및 인산염 같은 pH 조절제를 사용하여 pH를 선호하는 값에 가깝게 안정화시킬 수 있다. 금속 이온이 고 농도로 존재하는 경우, 배지에 킬레이트제를 사용하는 것이 필요할 수 있다.

미생물은 플랑크톤 형태로 또는 생물막으로서 성장할 수 있다. 생물막의 경우에 있어서, 용기는 그 안에 미생물이 생물막 상태로 성장할 수 있는 기질(substrate)을 가질 수 있다. 이 시스템은 또한 예컨대 생물막 성장 특성을 촉진하거나 및/또는 향상시키는 자극(전단 응력 등)을 가할 수 있다.

일 구현예에서, 이 미생물 배양법은 약 5 내지 약 100℃, 바람직하게는 15 내지 60℃, 더 바람직하게는 25 내지 50℃에서 수행된다. 추가의 구현예에서, 배양은 일정한 온도에서 연속적으로 수행될 수 있다. 다른 구현예에서, 배양은 그 온도가 변할 수 있다.

일 구현예에서, 이 방법 및 배양 공정에서 사용되는 장비는 멸균된 것이다. 반응기/용기와 같은 배양 장비는 멸균 유닛, 예컨대 오토클레이브와 연결될 수 있지만 이로부터 분리될 수 있다. 배양 장비는 접종을 시작하기 전에 그 자리에서(in situ) 멸균하는 멸균 유닛을 가질 수 있다. 공기는 당 업계에 공지된 방법에 의해 멸균될 수 있다. 예를 들어, 주위 공기는 용기 내로 도입되기 전에 적어도 하나의 필터를 통과할 수 있다. 다른 구현예에서, 배지는 저온 살균될 수 있거나 또는 선택적으로 첨가된 열이 전혀 없을 수 있으며, 여기서 바람직하지 않은 박테리아 성장을 제어하기 위해 낮은 수분 활성과 낮은 pH가 활용될 수 있다.

일 구현예에서, 본 발명은 성장 및 대사 산물 생산에 적합한 조건하에서 본 발명의 미생물 균주를 배양하고 선택적으로 대사 산물을 정제하여 예컨대 바이오 계면활성제, 효소, 단백질, 에탄올, 젖산, 베타-글루칸, 펩티드, 대사 중간체, 다중 불포화 지방산 및 지질과 같은 미생물 대사 산물을 생산하는 방법을 추가로 제공한다. 이 방법에 의해 생성되는 대사 산물 함량은 예컨대 적어도 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90%일 수 있다.

발효 배지(예컨대, 브로스)의 바이오매스 함량은 예컨대 5 g/l 내지 180 g/l 이상 또는 10 g/l 내지 150 g/l일 수 있다. 건조된 산물의 세포 농도는 예컨대 그램 당 1 × 10⁹, 1 × 10¹⁰, 1 × 10¹¹, 1 × 10¹² 또는 1 × 10¹³ 세포 또는 포자일 수 있다.

관심 미생물에 의해 생성된 미생물 성장 부산물은 미생물에 유지되거나 성장 배지로 분비될 수 있다. 배지는 미생물 성장 부산물의 활성을 안정화시키는 화합물을 포함할 수 있다.

미생물 배양 및 미생물 부산물 생산을 위한 방법 및 장비는 배치, 준 연속 공정 또는 연속 공정으로 수행할 수 있다.

일 구현예에서, 모든 미생물 배양 조성물은 배양 완료 시(예를 들어, 원하는 세포 밀도 또는 특정 대사 산물의 밀도를 달성할 때) 제거된다. 이 배치 절차에서는 첫 번째 배치 수확 시 완전히 새로운 배치가 시작된다.

다른 구현예에서, 한 번에 발효 생성물의 일부만 제거된다. 이 구현예에서, 생존 세포, 포자, 분생자(conidia), 균사(hyphae) 및/또는 균사체(mycelia)와 함께 바이오매스는 새로운 배양 배치를 위한 접종물로 용기에 남아 있는다. 제거되는 조성물은 무 세포 배지이거나 세포, 포자 또는 기타 생식 번식체(propagules) 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 준 연속 시스템이 생성된다.

고체 상태 발효법

바람직한 구현예에서, 본 발명은 새로운 형태의 고체 상태 발효 또는 매트릭스 발효를 사용하여 미생물 및/또는 미생물 성장 부산물을 배양하는 방법을 제공한다. 유리하게는, 배양 방법은 크기를 늘리거나 줄일 수 있다. 가장 두드러지게, 이 방법은 산업적 규모로 확장될 수 있는데, 이는 농업과 같은 상업적 용도에 적합한 양으로 미생물 기반 제품을 공급할 수 있는 규모를 의미한다.

본 발명은 DO, pH 및 기타 발효 파라미터를 측정 및/또는 안정화시키기 위한 정교한 통기 시스템, 혼합기 또는 프로브를 갖는 발효 시스템을 필요로 하지 않는다.

바람직한 구현예에서, 미생물을 배양 및/또는 미생물 성장 부산물을 생산하는 방법은 a) 고체 기질을, 선택적으로 미생물 성장을 향상시키기 위한 영양분과 혼합하여, 컨테이너에 넣어 매트릭스를 형성하는 단계; b) 미생물 접종원을 매트릭스에 적용하는 단계; c) 접종된 매트릭스가 담긴 컨테이너를 배양 공간에 배치하는 단계; 및 d) 미생물이 매트릭스를 통해 성장할 수 있도록 컨테이너를 25~40℃의 온도에서 일정 시간 동안 배양하는 단계를 포함한다.

특정 구현예에서, 고체 기질은 예컨대 단편, 조각, 그레인 또는 입자와 같은 복수의 개별 고체 품목을 포함한다. 바람직한 구현예에서, 고체 품목은 식품이다. 식품은 예컨대 쌀, 쌀겨, 쌀기울, 콩, 렌틸콩, 콩과 식물, 귀리 및 오트밀, 옥수수 및 기타 곡물, 파스타, 밀기울, 밀가루 또는 곡물 가루(예컨대, 옥수수 가루, 옥수수 침출 분말(corn steep powder), 닉스타말화된 옥수수 가루(nixtamilized corn flour), 부분적으로 수화된 옥수수 가루) 및/또는 미생물 배양물이 성장 및/또는 먹이를 먹을 수 있는 표면적을 제공하기 위한 기타 유사한 식품 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

일 구현예에서, 매트릭스는 미리 만들어진 파스타를 포함하고, 이 파스타는 예컨대 옥수수 가루, 밀가루, 세몰리나 가루, 쌀가루, 퀴노아 가루, 감자 가루, 콩가루, 병아리콩 가루 및/또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다. 유리하게는, 미생물은 파스타 내부 및/또는 파스타의 외부 표면에서 자랄 수 있다.

일 구현예에서, 이 배양 방법은 컨테이너를 준비하는 단계를 포함하는데, 이는 예컨대 표준 프루핑 오븐(standard proofing oven)에 맞는 트레이, 금속 시트 팬 또는 스팀 팬일 수 있다. 준비는 예컨대 호일로 컨테이너 내부를 덮는 것을 포함할 수 있다. 준비는 또한 예컨대 컨테이너를 오토클레이빙하여 컨테이너를 멸균하는 것을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 컨테이너를 밀봉하기 위해 뚜껑과 실리콘 밴드가 제공될 수 있다.

다음으로, 미생물 성장을 지원하기 위해 추가 염 및/또는 영양소를 포함하는 액체 배지와 식품을 혼합하여 매트릭스를 형성한다. 그 다음 혼합물을 컨테이너에 펼쳐 층을 형성하여 두께가 약 1 내지 12 인치, 바람직하게는 1 내지 6 인치인 매트릭스를 형성한다.

바람직한 구현예에서, 매트릭스 기질은 미생물이 성장할 수 있는 충분한 표면적을 제공하는 3차원 지지체 역할을 한다. 일부 구현예에서, 매트릭스의 식품은 미생물의 영양소 역할을 할 수도 있다. 나아가, 미생물이 호기성 조건에서 배양이 필요할 때, 매트릭스는 산소 공급에 대한 접근을 증가시킬 수 있다.

일 구현예에서, 미생물이 성장할 수 있는 표면적을 증가시키기 위해, 그루브, 융기, 채널 및/또는 구멍이 매트릭스에 형성될 수 있다. 이것은 또한 기질 내 미생물 성장의 깊이를 증가시키고 호기성 배양 동안 배양물 전반에 걸쳐 향상된 산소 침투를 제공한다.

컨테이너와 매트릭스의 멸균은 매트릭스를 컨테이너에 넣은 후에 수행할 수 있다. 멸균은 오토클레이브 또는 당 업계에 공지된 임의의 다른 수단에 의해 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 예를 들어, 파스타가 고체 기질로 사용될 때, 이 공정은 기질을 효과적으로 조리할 수 있다. 완전히 멸균된 시스템을 만들기 위해 뚜껑과 밴드도 멸균될 수 있다.

일 구현예에서, 고운 가루나 굵은 가루가 고체 기질로 사용되는 경우, 이 방법은 매트릭스를 덩어리로 조각내거나 자르는 것을 포함할 수 있다. 고운 가루나 굵은 가루는, 특히 살균된 후에, 더 큰 개별 조각을 갖는 식품보다 밀도가 높은 매트릭스를 만들 수 있다. 따라서, 미생물을 파종하기 전에 밀도가 높은 기질을 분해하면 미생물 성장을 위한 표면적이 증가한다.

준비 후, 컨테이너의 매트릭스는 선택적으로 멸균 영양 배지와 사전 혼합된 원하는 미생물로 접종될 수 있다. 선택적으로, 배양 중인 미생물의 통기 요구에 따라, 컨테이너는 예컨대 뚜껑과 밴드로 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 혐기성 미생물이 생성되는 경우, 통기가 필요하지 않으며 컨테이너가 밀봉될 수 있다.

접종원은 바람직하게는 원하는 미생물의 생장 세포(vegetative cells), 포자, 분생자 또는 다른 번식체를 포함하는데, 이는 임의의 공지된 발효 방법을 사용하여 미리 배양될 수 있다. 일 구현예에서, 접종은 접종원을 매트릭스 표면에 균일하게 적용하여 수행된다. 접종원은 예컨대 분무, 살포, 붓기, 주입, 피펫팅 또는 펼침을 통해 적용될 수 있다.

접종된 매트릭스를 갖는 컨테이너는 배양 공간 안에 넣어질 수 있다. 일 구현예에서, 배양 공간은 발효 반응기이다. 일 구현예에서, 발효 반응기는 예컨대 상업용 제빵에 사용되는 표준 프루핑 오븐과 같은 프루핑 오븐이다. 일 구현예에서, 배양 공간은 벽, 바닥 및 천장을 포함하는 내열성 방 또는 인클로저이다.

선택적으로, 배양 공간에는 컨베이어 시스템이 장착될 수 있는데, 접종된 컨테이너가 예컨대 컨베이어 벨트 또는 도르래 시스템을 사용하여 배양물이 성장할 수 있는 속도로 이 공간을 통해 연속적으로 이동한다.

배양 공간 내의 발효 파라미터는 생산될 원하는 제품(예컨대, 원하는 미생물 성장 부산물)과 배양 중인 미생물을 기반으로 조정될 수 있다. 유리하게는, 일 구현예에서, 배양물의 pH를 모니터링하거나 안정시킬 필요가 없다.

일 구현예에서, 배양 공간은 슬로우 모션 공기 공급을 제공하는 폭기 시스템을 선택적으로 포함할 수 있다. 폭기 시스템의 사용은 배양 중인 미생물의 필요에 따라 정해진다.

일 구현예에서, 주변 공기의 수동적 교환을 사용하면 호기성 배양물에 필요한 산소를 공급하고 배양 공간 내의 공기 농도를 표준화하기에 충분할 수 있다. 일 구현예에서, 이 수동적 공기 교환 시스템은 선택적으로 공기 필터가 있는 입구와 출구를 포함하는데, 전자를 통해 주변 공기가 배양 공간으로 이동하고 후자를 통해 공기가 이 공간으로부터 빠져나간다.

일부 구현예에서, 진공 및/또는 펌프 시스템이 배양 공간 안팎으로 공기 교환을 제공한다.

일부 구현예에서, 개별 컨테이너는 공기 교환을 위한 입구와 출구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에서, 뚜껑으로 밀봉된 컨테이너는 뚜껑에 고정된 입구 및 출구를 포함할 수 있으며, 공기 펌프가 입구에 부착된 튜빙을 통해 밀봉된 컨테이너로 슬로우 모션 공기를 공급하고, 공기가 출구에 부착된 튜빙을 통해 컨테이너를 빠져나간다.

배양 공간 내의 온도는 바람직하게는 약 25~40℃ 사이로 유지된다. 일 구현예에서, 온도가 약 25~35℃로 유지된다. 일 구현예에서, 온도가 약 32~37℃로 유지된다. 정확한 온도 범위는 배양되는 미생물에 따라 정해진다.

배양물은 미생물이 성장하고 원하는 농도에 도달할 수 있는 시간 동안 배양될 수 있다. 일 구현예에서, 배양물이 포자 형성 미생물인 경우, 배양 시간은 바람직하게는 배양물이 50% 내지 100% 포자 형성에 도달하도록 충분히 길다.

바람직한 구현예에서, 배양 시간은 1일 내지 14일, 보다 바람직하게는 2일 내지 10일이다.

미생물 농도를 높이기 위해, 멸균 영양 배지가 발효 기간 동안 정기적으로(예컨대, 하루에 한 번, 격일에 한 번, 일주일에 한 번) 컨테이너에 분무될 수 있다. 일부 구현예에서, 미생물은 발효 동안 매트릭스 기질의 일부 또는 전부를 소비한다.

배양액과 남은 기질은 컨테이너로부터 수확되고, 함께 혼합되어 미생물 슬러리를 생성할 수 있다. 미생물 슬러리는 미생물, 이들의 성장 부산물, 잔여 영양소 및 기질을 포함할 수 있다. 미생물 슬러리는 가공될 수 있고, 추가 성분, 예컨대, 추가 영양소가 미생물 기반 산물의 의도된 사용에 필요한 것으로 여겨질 때 첨가될 수 있다. 본 방법에 따라 생산된 미생물의 농도는 그램 당 1 × 10⁸개 이상의 세포, 바람직하게는 1 × 10¹⁰ 내지 1 × 10¹² 세포, 포자 또는 기타 번식체에 도달할 수 있다.

일 구현예에서, 미생물 슬러리를 균질화 및 건조하여 건조 미생물 기반 산물을 생성한다. 건조는 예컨대 분무 건조 또는 동결 건조를 포함하는 당 업계의 표준 방법을 사용하여 수행할 수 있다.

일 구현예에서, 미생물 슬러리는 건조나 가공 없이 직접 사용할 수 있다. 다른 구현예에서, 미생물 슬러리는 물과 혼합되어 액체 미생물 기반 산물을 형성할 수 있다.

일부 구현예에서, 본 방법에 따라 생산된 미생물 기반 산물의 다양한 제형은 사용 전에 저장될 수 있다.

유리하게는, 이 방법은 복잡한 장비나 높은 에너지 소비가 필요하지 않다. 관심 미생물은 현장에서 소규모 또는 대규모로 배양되고 활용될 수 있으며 배지와 여전히 혼합되어 있다. 마찬가지로, 미생물 대사 산물도 필요한 현장에서 대량으로 생산될 수 있다.

유리하게는, 미생물 기반 산물은 원격지에서 생산될 수 있다. 미생물 성장 시설은 예컨대 태양열, 풍력 및/또는 수력 발전을 활용하여 그리드로부터 벗어나 작동할 수 있다.

내열성 인클로저 시스템

일 구현예에서, 본 방법에서 사용되는 발효 반응기는 크고 습기가 밀봉된 내열성 밀폐 공간을 포함할 수 있는데, 이는 4개의 수직 벽, 바닥 및 천장을 갖는다. 벽은 선택적으로 하나 이상의 창 및/또는 문을 포함할 수 있다. 이 내열성 인클로저(thermostable enclosure)는 예컨대 프루핑 오븐 발효 반응기에 존재할 수 있는 환경을 훨씬 더 큰 규모로 복제할 수 있다.

일 구현예에서, 내열성 인클로저는 바퀴가 달린 트레일러와 같은 운반형 플랫폼에 고정된다.

일 구현예에서, 내열성 인클로저의 내부는 다수의 수평 표면을 포함하는데, 접종된 매트릭스 기질을 갖는 컨테이너가 그 위에 놓일 수 있다.

일 구현예에서, 이 표면은 선반 형태이다. 선반은 인클로저 벽에 고정될 수 있다. 선반 유닛을 천장에 매달고/대달거나 바닥에 고정할 수도 있다.

일 구현예에서, 내열성 인클로저는 복수의 금속 시트 팬 랙(metal sheet pan racks)을 포함한다. 시트 팬 랙은 바람직하게는 접종된 매트릭스 기재를 갖는 트레이를 수용하기 위한 복수의 슬라이드 형태의 수평 표면을 포함한다. 일 구현예에서, 랙은 예컨대 바퀴가 장착된 운반형이다.

일 구현예에서, 팬 랙은 10 내지 50개의 트레이를 수용할 수 있다. 바람직하게는, 슬라이드는 호기성 미생물을 성장시킬 때 각 트레이 사이에 최적의 공기 순환을 허용하기 위해 서로 최소 3 인치 간격으로 배치된다.

일 구현예에서, 인클로저의 천장은 예컨대 천장 통풍구 및/또는 공기 필터와 같은 공기 흐름을 허용하도록 선택적으로 개조될 수 있다. 나아가, 천장과 벽에는 공기 및 시스템 내 기타 표면의 살균을 돕기 위해 UV 조명이 장착될 수 있다. 유리하게는, 금속 트레이와 금속 팬 랙을 사용함으로써 UV 광의 반사를 향상시켜 UV 살균 효과를 높일 수 있다.

일 구현예에서, 내열성 인클로저에는 표준 온도 제어기가 장착될 수 있다.

내열성 인클로저의 치수는 예컨대 인클로저의 위치 및 그 안에 배치할 컨테이너 수와 같은 다양한 요소를 기반으로 맞춤화될 수 있다. 일 구현예에서, 천장의 높이는 최소 8 피트이고, 바닥 면적은 최소 80 평방 피트이다.

일 구현예에서, 미생물을 배양 및/또는 미생물 성장 부산물을 생산하는 방법은 a) 고체 기질을, 선택적으로 미생물 성장을 향상시키기 위한 영양분과 혼합하여, 컨테이너에 넣어 매트릭스를 형성하는 단계; b) 미생물 접종원을 매트릭스에 적용하는 단계; c) 접종된 매트릭스가 담긴 컨테이너를 내열성 인클로저 내부에 있는 수평 표면에 배치하는 단계; 및 d) 미생물이 매트릭스를 통해 성장할 수 있도록 접종된 매트릭스를 갖는 컨테이너를 25~40℃의 온도에서 일정 시간 동안 배양하는 단계를 포함한다.

특정 구현예에서, 컨테이너는 시트 팬 또는 트레이이고, 수평 표면은 시트 팬 랙의 슬라이드이다. 트레이는 다수의 다른 접종된 트레이와 함께 팬 랙의 슬라이드에 위치할 수 있다. 일 구현예에서, 트레이로 채워진 다수의 시트 팬 랙이 내열성 인클로저 내부에 사용된다.

미생물 기반 산물의 제조

본 발명의 하나의 미생물 기반 산물은 단순히 미생물 및/또는 이 미생물에 의해 생산된 미생물 성장 부산물 및/또는 임의의 잔류 영양소를 함유하는 기재이다. 고체 기질, 미생물 및/또는 부산물의 수확 시, 산물은 균질화될 수 있고, 선택적으로 예컨대 저장 탱크에서 물에 용해될 수 있다. 일부 구현예에서, 물에 용해되기 전에, 산물은 예컨대 분무 건조 또는 동결 건조를 사용하여 건조될 수 있다. 건조된 산물도 보관될 수 있다.

발효 산물은 추출 또는 정제 없이 직접 사용될 수 있다. 원하는 경우, 추출 및 정제는 당업자에게 공지된 표준 추출 방법 또는 기술을 사용하여 달성될 수 있다.

이 미생물 기반 산물 중의 미생물은 활성 또는 비활성 형태일 수 있다. 일부 구현예에서, 미생물은 포자화되었거나 포자 형태이다. 미생물 기반 산물은 추가적인 안정화, 보존 및 저장 없이 사용될 수 있다. 유리하게는, 이 미생물 기반 산물의 직접적인 사용에 의해 미생물의 높은 생존력이 유지되고, 이물질 및 바람직하지 않은 미생물로부터의 오염 가능성이 감소되며, 미생물 성장 부산물의 활성이 유지된다.

일 구현예에서, 미생물 기반 산물은 그램 당 적어도 1 × 10⁸ 내지 1 × 10¹² 세포, 포자 또는 기타 번식체를 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 산물은 그램 당 적어도 1 × 10¹⁰ 세포, 포자 또는 기타 번식체를 포함한다.

건조된 산물 및/또는 용해된 배양물을 포함하는 액체 산물은 즉시 사용을 위해 예컨대 탱커를 통해 적용 위치로 이송될 수 있다. 추가 영양소와 첨가제도 포함될 수 있다.

다른 구현예에서, 조성물(건조 산물 형태 또는 용해된 액체의 형태)은 예컨대 의도된 용도, 고려되는 적용 방법, 발효 용기의 크기 및 미생물 성장 설비로부터 사용 위치로의 임의의 운송 방식을 고려하여, 적절한 크기의 컨테이너에 배치될 수 있다. 따라서, 미생물 기반 조성물이 배치되는 이 컨테이너는 예컨대 1 갤런 내지 1,000 갤런 이상일 수 있다. 특정 구현예에서, 컨테이너는 2 갤런, 5 갤런, 25 갤런 이상이다.

반응기로부터 미생물 기반 조성물을 수확한 후, 수확된 산물이 가공되고/되거나 저장 및/또는 수송을 위해 컨테이너에 배치될 때 추가 성분이 첨가될 수 있다. 첨가제는 예컨대 완충제, 담체, 동일 또는 다른 설비에서 제조된 다른 미생물 기반 조성물, 점도 조절제, 보존제, 미생물 성장을 위한 영양소, 추적제, 살충제 및 사용 목적에 맞는 기타 성분일 수 있다.

유리하게는, 본 발명에 따르면, 미생물 기반 산물은 미생물이 성장한 기질을 포함할 수 있다. 산물 중 바이오매스의 양은 중량 기준으로 예컨대 0% 내지 100%이며 이들 사이의 모든 백분율을 포함할 수 있다.

선택적으로, 산물은 사용 전에 저장될 수 있다. 저장 시간은 짧은 것이 바람직하다. 따라서, 저장 시간은 60일, 45일, 30일, 20일, 15일, 10일, 7일, 5일, 3일, 2일, 1일 또는 12시간 미만일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 생 세포가 산물에 존재하는 경우, 산물은 예컨대 20℃, 15℃, 10℃ 또는 5℃ 미만과 같은 차가운 온도에서 저장된다. 반면, 바이오 계면활성제 조성물은 전형적으로 주위 온도(ambient temperature)에서 저장될 수 있다.

미생물 기반 산물의 현지 생산

본 발명의 특정 구현예에서, 미생물 성장 설비는 신선한 고밀도의 관심 미생물 및/또는 미생물 성장 부산물을 원하는 규모로 생산한다. 미생물 성장 설비는 적용 위치 또는 그 근처에 위치할 수 있다. 이 설비는 배치, 준 연속 또는 연속 배양으로 고밀도 미생물 기반 조성물을 생산한다.

본 발명의 미생물 성장 설비는 미생물 기반 산물이 사용될 위치(예를 들어, 감귤 과수원)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 미생물 성장 설비는 사용 위치로부터 300, 250, 200, 150, 100, 75, 50, 25, 15, 10, 5, 3 또는 1 마일 미만일 수 있다.

미생물 기반 산물이 통상적인 미생물 생산의 미생물 안정화, 보존, 저장 및 수송 공정에 의존하지 않고 지역적으로 생성될 수 있기 때문에, 훨씬 더 높은 밀도의 미생물이 생성될 수 있어서, 현장 적용에 사용하기 위해 더 적은 부피의 미생물 기반 산물을 필요로 하거나, 원하는 효능을 달성하기 위해 필요한 경우 훨씬 더 높은 밀도의 미생물의 적용을 가능하게 한다. 이를 통해 규모가 축소된 생물 반응기(예컨대, 더 작은 발효 용기, 더 적은 양의 출발 물질, 영양소 및 pH 조절제)가 시스템을 효율적으로 만들고 세포를 안정화시키거나 배양 배지로부터 분리할 필요가 없도록 할 수 있다. 미생물 기반 산물의 현지 생산은 또한 산물에 성장 배지가 포함되는 것을 촉진한다. 배지는 현지 사용에 특히 적합한, 발효 중에 생성된 제제를 함유할 수 있다.

현지에서 생산된 고밀도의 강력한 미생물 배양물은 한동안 공급망에 남아 있는 것보다 현장에서 더 효과적이다. 본 발명의 미생물 기반 산물은 발효 성장 배지에 존재하는 대사 산물 및 영양소로부터 세포가 분리되는 전통적인 산물에 비해 특히 유리하다. 운송 시간이 단축되면 현지 수요에 따라 필요한 시간과 양으로 신선한 배치의 미생물 및/또는 그 대사 산물을 생산하고 배송할 수 있다.

본 발명의 미생물 성장 설비는 미생물 자체, 미생물 대사 산물 및/또는 미생물이 성장하는 배지의 다른 성분을 포함하는 신선한 미생물 기반 조성물을 생산한다. 원하는 경우, 이 조성물은 고밀도의 생장 세포 또는 번식체, 또는 영양 세포 및 번식체의 혼합물을 가질 수 있다.

일 구현예에서, 미생물 성장 설비는 미생물 기반 산물이 사용될 장소(예를 들어, 감귤 과수원)의 예컨대 300 마일, 200 마일 또는 심지어 100 마일 내에 위치한다. 유리하게는, 이에 따라서 특정 위치에서 사용하기 위해 조성물을 맞출 수 있다. 미생물 기반 조성물의 제형 및 효능은 적용 시 특정 현지 조건, 예컨대 어떤 토양 유형, 식물 및/또는 작물이 처리되고 있는지; 조성물이 적용되는 계절, 기후 및/또는 시기; 및 어떤 모드 및/또는 적용률이 사용되는지 등에 따라 맞춤화될 수 있다.

유리하게는, 분산된 미생물 성장 설비는, 업스트림 가공 지연, 공급망 병목 현상, 부적절한 저장 및 예컨대 실행 가능한 높은 세포 수 제품과 세포가 원래 성장했던 연관 배지 및 대사 산물의 적시 배송과 적용을 방해하는 기타 우발 상황 등으로 인해 제품 품질이 저하되는, 원거리 산업 규모의 생산자에게 의존하는 현 문제에 대한 해결책을 제공한다.

나아가, 조성물을 현지에서 생산함으로써, 그 제형과 효능이 특정 지점 및 적용 시점에 존재하는 조건에 따라 실시간으로 조정될 수 있다. 이는 중앙 위치에서 미리 제조되고 예컨대 주어진 위치에 대해 최적이 아닐 수 있는 정해진 비율과 제형을 갖는 조성물에 비해 이점을 제공한다.

이 미생물 성장 설비는 미생물 기반 산물을 맞춤화할 수 있는 능력으로 인해 제조 다양성을 제공하여 목적지 지역과의 시너지 효과를 개선한다. 유리하게는, 바람직한 구현예에서, 본 발명의 시스템은 자연 발생의 지역 미생물 및 그의 대사 부산물의 능력을 활용한다.

개별 용기의 배양 시간은 예컨대 1 내지 7일 이상일 수 있다. 배양 산물은 임의의 다양한 방법으로 수확할 수 있다.

현지 생산 및 예컨대 발효로부터 24 시간 이내의 배송의 결과로서 순수한 고밀도의 세포 조성물 및 실질적으로 낮은 운송 비용이 얻어진다. 보다 효과적이고 강력한 미생물 접종원의 개발이 급속히 발전할 것이라는 전망을 감안할 때, 소비자는 미생물 기반 산물을 신속하게 제공할 수 있는 이 능력의 혜택을 크게 누릴 수 있다.

실시예

예시를 위해 제공된 아래 실시예에 의해 본 발명 및 그것의 많은 장점이 더 잘 이해될 것이다. 아래 실시예는 본 발명의 방법, 적용, 구현예 및 변형의 일부를 예시한다. 이는 본 발명을 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 본 발명과 관련하여 다수의 변경 및 수정이 이루어질 수 있다.

실시예 1: 고체 상태 발효를 사용한 메타리지움 아니소플리애의 성장

메타리지움 아니소플리애는 초기 수분 함량이 약 50%로 고정된 쌀기울과 쌀겨의 혼합물을 포함하는 배지를 사용하여 고체 상태 발효에 의해 성장되었다. 배지를 표준 프루핑 오븐(즉, 상업용 제빵 업체에서 사용되는 것)에 맞는 금속 트레이에 펼쳤다. 그 다음, 발효는 27 ± 1℃의 온도에서 프루핑 오븐에서 수행되었다. 발효 시간은 12~14일이었다.

실시예 2: 고체 상태 발효를 사용한 보베리아 바시아나의 성장

1 × 10⁷ 분생자/g 농도의 보베리아 바시아나의 종자 배양물을 3% 옥수수 가루, 2% 쌀기울 및 2% 옥수수 침지 분말 배지에서 2일 동안 배양하였다.

종자 배양물을 습식 벼 배지(백미, 수분 함량 40%)에 첨가하되, 접종량은 배지 총량의 10%로 하였다. 배양물은 폴리에틸렌 백에서 재배되었다.

이러한 최적의 조건을 사용하여 25℃에서 14일 동안 배양한 후, 4.05 g의 분생자/100 g을 얻었다.

Claims

하나 이상의 종의 곤충병원성 진균, 키티나제 유도제 및 연마 물질을 포함하는 살충 조성물.
제1항에 있어서, 하나 이상의 종의 곤충병원성 진균이 메타리지움 아니소플리애(Metarhizium anisopliae) 및 보베리아 바시아나(Beauveria bassiana)로부터 선택되는 살충 조성물.
제2항에 있어서, 메타리지움 아니소플리애와 보베리아 바시아나를 모두 포함하는 살충 조성물.
제1항에 있어서, 키티나제 유도제가 키틴 및 누에 결정으로부터 선택되는 살충 조성물.
제1항에 있어서, 연마 물질이 규조토인 살충 조성물.
제1항에 있어서, 항응고 물질을 더 포함하는 살충 조성물.
제6항에 있어서, 항응고 물질이 혈림프 항응고제를 포함하는 살충 조성물.
제7항에 있어서, 혈림프 항응고제가 아스코르브산 및 페닐티오우레아로부터 선택되는 살충 조성물.
제7항에 있어서, 혈림프 항응고제를 0.1% 이하로 포함하는 살충 조성물.
하나 이상의 종의 곤충병원성 진균, 키티나제 유도제 및 연마 물질을 해충과 접촉시키는 단계를 포함하는, 절지동물 해충을 방제하기 위한 방법.
제10항에 있어서, 절지동물 해충이 곤충 해충인 방법.
제10항에 있어서, 절지동물 해충이 질병 벡터(disease vector)인 방법.
제10항에 있어서, 하나 이상의 종의 곤충병원성 진균이 메타리지움 아니소플리애 및 보베리아 바시아나로부터 선택되는 방법.
제10항에 있어서, 키티나제 유도제가 키틴 및 누에 결정으로부터 선택되는 방법.
제10항에 있어서, 연마 물질이 규조토인 방법.
제10항에 있어서, 항응고 물질을 해충과 접촉시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제16항에 있어서, 항응고 물질이 혈림프 항응고제를 포함하는 방법.
제17항에 있어서, 혈림프 항응고제가 아스코르브산, 페닐티오우레아 및 이들의 조합으로부터 선택되는 방법.
제10항에 있어서, 살충 조성물을 해충과 접촉시키는 단계가 해충이 통과하고, 쉬고, 서식하고, 교미하고, 산란하고/하거나 먹이주는 표면에 살충 조성물을 적용하는 것을 포함하는 방법.
제19항에 있어서, 표면이 식물 또는 식물 부분인 방법.
제10항에 있어서, 살충 조성물을 해충과 접촉시키는 단계가 분무 또는 살포를 통해 살충 조성물을 해충에 직접 적용하는 것을 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 식물, 동물 및/또는 인간에서 해충 매개 질병의 확산 및/또는 발생을 억제, 방지 및/또는 감소시키는 데 사용되는 방법.
제10항에 있어서, 해충에 의해 유발되는 식물의 손상 및 질병을 억제, 방지 및/또는 감소시키는 데 사용되는 방법.
제10항에 있어서, 살충 조성물을 해충과 접촉시키는 단계가 화학 유인제, 페로몬 및/또는 시각적 미끼를 내부에 갖는 곤충 트랩에 살충 조성물을 적용하는 것을 포함하는 방법.