KR20230092975A - 중탄산염 및 광물을 생성하기 위한 조성물 및 방법 - Google Patents
중탄산염 및 광물을 생성하기 위한 조성물 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230092975A KR20230092975A KR1020237016814A KR20237016814A KR20230092975A KR 20230092975 A KR20230092975 A KR 20230092975A KR 1020237016814 A KR1020237016814 A KR 1020237016814A KR 20237016814 A KR20237016814 A KR 20237016814A KR 20230092975 A KR20230092975 A KR 20230092975A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- species
- plant
- bacillus
- composition
- seed
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 243
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 206
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims description 111
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims description 111
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical class OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims description 68
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 704
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 110
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 34
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 690
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 352
- 241000894007 species Species 0.000 claims description 290
- 108090000209 Carbonic anhydrases Proteins 0.000 claims description 230
- 102000003846 Carbonic anhydrases Human genes 0.000 claims description 227
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 claims description 125
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims description 125
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 124
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 124
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 claims description 123
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 claims description 105
- 241000194107 Bacillus megaterium Species 0.000 claims description 84
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 75
- 241000179039 Paenibacillus Species 0.000 claims description 73
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 61
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 241000947228 Bacillus endophyticus Species 0.000 claims description 48
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 45
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 45
- 241000589157 Rhizobiales Species 0.000 claims description 41
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 claims description 41
- 241000940224 Bacillus cucumis Species 0.000 claims description 40
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims description 35
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims description 35
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 30
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 claims description 30
- 235000011684 Sorghum saccharatum Nutrition 0.000 claims description 26
- 241000186046 Actinomyces Species 0.000 claims description 24
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 24
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 claims description 23
- 241001445332 Coxiella <snail> Species 0.000 claims description 23
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 23
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 23
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 claims description 21
- 241000606017 Syntrophomonas Species 0.000 claims description 20
- 241001614266 Salinibacillus Species 0.000 claims description 19
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims description 19
- 241000193744 Bacillus amyloliquefaciens Species 0.000 claims description 18
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 18
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 18
- 241000607720 Serratia Species 0.000 claims description 18
- 241001156739 Actinobacteria <phylum> Species 0.000 claims description 17
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 17
- 241000193747 Bacillus firmus Species 0.000 claims description 16
- 241000194108 Bacillus licheniformis Species 0.000 claims description 16
- 241000194106 Bacillus mycoides Species 0.000 claims description 16
- 241000194103 Bacillus pumilus Species 0.000 claims description 16
- 241000315694 Bacillus tequilensis Species 0.000 claims description 16
- 241000193388 Bacillus thuringiensis Species 0.000 claims description 16
- 241000193764 Brevibacillus brevis Species 0.000 claims description 16
- 241000193417 Brevibacillus laterosporus Species 0.000 claims description 16
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 241000192125 Firmicutes Species 0.000 claims description 16
- 241000178960 Paenibacillus macerans Species 0.000 claims description 16
- 241000881860 Paenibacillus mucilaginosus Species 0.000 claims description 16
- 241000192142 Proteobacteria Species 0.000 claims description 16
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 claims description 15
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 claims description 15
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 claims description 15
- 241000193749 Bacillus coagulans Species 0.000 claims description 15
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 claims description 15
- 235000014698 Brassica juncea var multisecta Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000006008 Brassica napus var napus Nutrition 0.000 claims description 15
- 240000000385 Brassica napus var. napus Species 0.000 claims description 15
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 claims description 15
- 235000006618 Brassica rapa subsp oleifera Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 claims description 15
- 240000006162 Chenopodium quinoa Species 0.000 claims description 15
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 claims description 15
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000014647 Lens culinaris subsp culinaris Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 claims description 15
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 claims description 15
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000017587 Medicago sativa ssp. sativa Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 claims description 15
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 claims description 15
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 claims description 15
- 244000299461 Theobroma cacao Species 0.000 claims description 15
- 235000005764 Theobroma cacao ssp. cacao Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000005767 Theobroma cacao ssp. sphaerocarpum Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000001046 cacaotero Nutrition 0.000 claims description 15
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 15
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 claims description 15
- 241000589220 Acetobacter Species 0.000 claims description 14
- 241001147782 Amphibacillus Species 0.000 claims description 14
- 241000193755 Bacillus cereus Species 0.000 claims description 14
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 claims description 14
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 14
- 235000001950 Elaeis guineensis Nutrition 0.000 claims description 14
- 241001617352 Halonatronum Species 0.000 claims description 14
- 241000508351 Natroniella Species 0.000 claims description 14
- 241000178986 Oxobacter Species 0.000 claims description 14
- 241001559000 Pelospora Species 0.000 claims description 14
- 241000209056 Secale Species 0.000 claims description 14
- 241001446760 Sporobacterium Species 0.000 claims description 14
- 241001234687 Thermacetogenium Species 0.000 claims description 14
- 229940005348 bacillus firmus Drugs 0.000 claims description 14
- 239000007633 bacillus mucilaginosus Substances 0.000 claims description 14
- 229940097012 bacillus thuringiensis Drugs 0.000 claims description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 14
- 241001012894 Anaerospora Species 0.000 claims description 13
- 241000398183 Caminicella Species 0.000 claims description 13
- 240000007154 Coffea arabica Species 0.000 claims description 13
- 241000219146 Gossypium Species 0.000 claims description 13
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 claims description 13
- 229940054340 bacillus coagulans Drugs 0.000 claims description 13
- 235000016213 coffee Nutrition 0.000 claims description 13
- 235000013353 coffee beverage Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 13
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 13
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 claims description 12
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 claims description 12
- 235000001169 Brassica oleracea var oleracea Nutrition 0.000 claims description 12
- 241001039490 Desulfovirgula Species 0.000 claims description 12
- 241000657530 Desulfurispora Species 0.000 claims description 12
- 241000626621 Geobacillus Species 0.000 claims description 12
- 241000831838 Geosporobacter Species 0.000 claims description 12
- 241000193004 Halobacillus Species 0.000 claims description 12
- 241000207155 Heliobacterium Species 0.000 claims description 12
- 241001520795 Metabacterium Species 0.000 claims description 12
- 241000460112 Murella Species 0.000 claims description 12
- 241000203287 Orenia Species 0.000 claims description 12
- 241000178984 Oxalophagus Species 0.000 claims description 12
- 241000520272 Pantoea Species 0.000 claims description 12
- 241001136691 Seinonella Species 0.000 claims description 12
- 241001397065 Sporacetigenium Species 0.000 claims description 12
- 241000168515 Sporobacter Species 0.000 claims description 12
- 241000605066 Sporohalobacter Species 0.000 claims description 12
- 241000823039 Tenuibacillus Species 0.000 claims description 12
- 241001581232 Tepidibacter Species 0.000 claims description 12
- 241000322298 Thalassobacillus Species 0.000 claims description 12
- 241000203775 Thermoactinomyces Species 0.000 claims description 12
- 241001291204 Thermobacillus Species 0.000 claims description 12
- 241001136690 Thermoflavimicrobium Species 0.000 claims description 12
- 241000058322 Thermovenabulum Species 0.000 claims description 12
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 12
- 241001626813 Anoxybacillus Species 0.000 claims description 11
- 241000555281 Brevibacillus Species 0.000 claims description 11
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 241001058118 Caldanaerobacter Species 0.000 claims description 11
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 claims description 11
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 claims description 11
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 11
- 235000014571 nuts Nutrition 0.000 claims description 11
- 241000204396 Acetonema Species 0.000 claims description 10
- 241000324499 Alkalibacillus Species 0.000 claims description 10
- 241000555286 Aneurinibacillus Species 0.000 claims description 10
- 241000203069 Archaea Species 0.000 claims description 10
- 241000723422 Catalpa Species 0.000 claims description 10
- 241000736479 Lentibacillus Species 0.000 claims description 10
- 241001346814 Mahella Species 0.000 claims description 10
- 241001072230 Oceanobacillus Species 0.000 claims description 10
- 241000057384 Paenibacillus aceris Species 0.000 claims description 10
- 241001429247 Paenibacillus pocheonensis Species 0.000 claims description 10
- 241001143323 Paraliobacillus Species 0.000 claims description 10
- 241001425545 Pelotomaculum Species 0.000 claims description 10
- 241000228143 Penicillium Species 0.000 claims description 10
- 241001305660 Piscibacillus Species 0.000 claims description 10
- 241000856619 Pontibacillus Species 0.000 claims description 10
- 241000169380 Propionispora Species 0.000 claims description 10
- 241000204117 Sporolactobacillus Species 0.000 claims description 10
- 241000204388 Sporomusa Species 0.000 claims description 10
- 241000186547 Sporosarcina Species 0.000 claims description 10
- 241000186339 Thermoanaerobacter Species 0.000 claims description 10
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 10
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 235000017060 Arachis glabrata Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000010777 Arachis hypogaea Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000018262 Arachis monticola Nutrition 0.000 claims description 9
- 241000321606 Filobacillus Species 0.000 claims description 9
- 241000193386 Lysinibacillus sphaericus Species 0.000 claims description 9
- 241000223259 Trichoderma Species 0.000 claims description 9
- 241000700605 Viruses Species 0.000 claims description 9
- 240000004322 Lens culinaris Species 0.000 claims description 8
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 8
- 241000193752 Bacillus circulans Species 0.000 claims description 7
- 241000204888 Geobacter sp. Species 0.000 claims description 7
- 229910001748 carbonate mineral Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 241000563903 Bacillus velezensis Species 0.000 claims description 6
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 claims description 6
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 claims description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 6
- 235000007558 Avena sp Nutrition 0.000 claims description 5
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 claims description 5
- 241000588914 Enterobacter Species 0.000 claims description 5
- 241000592795 Paenibacillus sp. Species 0.000 claims description 5
- 241001147825 Actinomyces sp. Species 0.000 claims description 4
- 241000194110 Bacillus sp. (in: Bacteria) Species 0.000 claims description 4
- 241000589173 Bradyrhizobium Species 0.000 claims description 4
- 241000193464 Clostridium sp. Species 0.000 claims description 4
- 241001136144 Desulfosporomusa Species 0.000 claims description 4
- 241001628319 Heliophilum Species 0.000 claims description 4
- 241000588748 Klebsiella Species 0.000 claims description 4
- 241001136689 Laceyella Species 0.000 claims description 4
- 241000159070 Paraliobacillus sp. Species 0.000 claims description 4
- 241001459584 Pelosinus Species 0.000 claims description 4
- 241001037506 Syntrophomonas sp. Species 0.000 claims description 4
- 241000589506 Xanthobacter Species 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241000589151 Azotobacter Species 0.000 claims description 3
- 241000607078 Coxiella sp. (in: Bacteria) Species 0.000 claims description 3
- 241001313301 Dendrosporobacter Species 0.000 claims description 3
- 241000187809 Frankia Species 0.000 claims description 3
- 241000605016 Herbaspirillum Species 0.000 claims description 3
- 241000589323 Methylobacterium Species 0.000 claims description 3
- 241000849140 Paenibacillus taohuashanense Species 0.000 claims description 3
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 claims description 3
- 241000232299 Ralstonia Species 0.000 claims description 3
- 241000529919 Ralstonia sp. Species 0.000 claims description 3
- 241000589180 Rhizobium Species 0.000 claims description 3
- 241001381999 Salsuginibacillus Species 0.000 claims description 3
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 claims description 3
- 241000670722 Tuberibacillus Species 0.000 claims description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 241000589234 Acetobacter sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000062073 Acetonema sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000099221 Alkalibacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000099235 Ammoniphilus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000099082 Aneurinibacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000099081 Anoxybacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000099686 Azotobacter sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000589171 Bradyrhizobium sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000458359 Brevibacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000062075 Caloramator sp. Species 0.000 claims description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 241000315677 Cerasibacillus Species 0.000 claims description 2
- 240000001817 Cereus hexagonus Species 0.000 claims description 2
- 241001142109 Chloroflexi Species 0.000 claims description 2
- 241000717726 Clostridiisalibacter Species 0.000 claims description 2
- 241001338026 Desulfosporosinus Species 0.000 claims description 2
- 241000040844 Desulfosporosinus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000186541 Desulfotomaculum Species 0.000 claims description 2
- 241000131498 Desulfotomaculum sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001528534 Ensifer Species 0.000 claims description 2
- 241001528536 Ensifer adhaerens Species 0.000 claims description 2
- 241000093679 Ensifer sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000147019 Enterobacter sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000178967 Filifactor Species 0.000 claims description 2
- 241000187808 Frankia sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001143801 Gelria Species 0.000 claims description 2
- 241000827781 Geobacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001563438 Geosporobacter sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001261512 Gracilibacillus Species 0.000 claims description 2
- 241000058980 Gracilibacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000557384 Halobacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001494519 Heliobacterium sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000788632 Herbaspirillum sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000588754 Klebsiella sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000980516 Kosakonia sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001348387 Lentibacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001472591 Lysinibacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000589309 Methylobacterium sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000059285 Oceanobacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000143294 Ochrobactrum sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000913146 Ornithinibacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000193397 Paenibacillus pabuli Species 0.000 claims description 2
- 241000194105 Paenibacillus polymyxa Species 0.000 claims description 2
- 241000496295 Paenibacillus rigui Species 0.000 claims description 2
- 241000983368 Pantoea sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001332196 Paraburkholderia sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001038004 Pelotomaculum sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000525022 Piscibacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000328957 Planifilum Species 0.000 claims description 2
- 241000507348 Pontibacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000062079 Propionispora sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000589774 Pseudomonas sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000589187 Rhizobium sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000607714 Serratia sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000533293 Sesbania emerus Species 0.000 claims description 2
- 241000029198 Shimazuella sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000144249 Sinorhizobium sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000414603 Sporobacter sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000780685 Sporolactobacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000139725 Sporomusa sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000246348 Sporosarcina sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000969788 Sporotomaculum Species 0.000 claims description 2
- 241000187180 Streptomyces sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001344242 Terribacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001282555 Thalassobacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000203771 Thermoactinomyces sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000186338 Thermoanaerobacter sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000099340 Virgibacillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241001495153 Xanthobacter sp. Species 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 235000020238 sunflower seed Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000127993 Elaeis melanococca Species 0.000 claims 3
- 240000004658 Medicago sativa Species 0.000 claims 3
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 claims 3
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 claims 2
- 244000043158 Lens esculenta Species 0.000 claims 1
- 241000276489 Merlangius merlangus Species 0.000 claims 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229940096118 ella Drugs 0.000 claims 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims 1
- OOLLAFOLCSJHRE-ZHAKMVSLSA-N ulipristal acetate Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1[C@@H]1C2=C3CCC(=O)C=C3CC[C@H]2[C@H](CC[C@]2(OC(C)=O)C(C)=O)[C@]2(C)C1 OOLLAFOLCSJHRE-ZHAKMVSLSA-N 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 57
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 173
- 210000000416 exudates and transudate Anatomy 0.000 description 111
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 99
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 62
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 60
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 53
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 45
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 36
- 238000012239 gene modification Methods 0.000 description 36
- 230000005017 genetic modification Effects 0.000 description 36
- 235000013617 genetically modified food Nutrition 0.000 description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 description 32
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 31
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 25
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 24
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 24
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 24
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 22
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 22
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 21
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 21
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 20
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 20
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 20
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 20
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 19
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 18
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 16
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 16
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 241000208822 Lactuca Species 0.000 description 15
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 15
- 241000714936 Chryseobacterium lactis Species 0.000 description 14
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 14
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 14
- 241001467578 Microbacterium Species 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 241000219823 Medicago Species 0.000 description 12
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 12
- 235000003869 genetically modified organism Nutrition 0.000 description 12
- 241000611330 Chryseobacterium Species 0.000 description 11
- 241000512897 Elaeis Species 0.000 description 11
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 description 11
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 11
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 11
- 241000776564 Acetobacter cerevisiae Species 0.000 description 10
- 241001122624 Bacillus nakamurai Species 0.000 description 10
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N Poloxamer Chemical compound C1CO1.CC1CO1 RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 10
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 10
- -1 halide ions Chemical class 0.000 description 10
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 10
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000022912 endospore formation Effects 0.000 description 9
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 9
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 9
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 8
- 108700039887 Essential Genes Proteins 0.000 description 8
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 8
- 238000004178 biological nitrogen fixation Methods 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000001320 lysogenic effect Effects 0.000 description 8
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 8
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 108010050181 aleurone Proteins 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 7
- 241000219112 Cucumis Species 0.000 description 6
- 235000010071 Cucumis prophetarum Nutrition 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000219739 Lens Species 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241001658024 Microbacterium chocolatum Species 0.000 description 6
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N Nitrogen dioxide Chemical compound O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001213 Polysorbate 20 Polymers 0.000 description 6
- 241000607715 Serratia marcescens Species 0.000 description 6
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 description 6
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 6
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 6
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 6
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 description 6
- 235000010486 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Nutrition 0.000 description 6
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- 241000425347 Phyla <beetle> Species 0.000 description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CVTZKFWZDBJAHE-UHFFFAOYSA-N [N].N Chemical compound [N].N CVTZKFWZDBJAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 5
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 5
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 5
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 5
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 5
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- AXTGDCSMTYGJND-UHFFFAOYSA-N 1-dodecylazepan-2-one Chemical compound CCCCCCCCCCCCN1CCCCCC1=O AXTGDCSMTYGJND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101100021234 Bacillus subtilis (strain 168) liaG gene Proteins 0.000 description 4
- 101100095804 Bacillus subtilis (strain 168) sigX gene Proteins 0.000 description 4
- 108010001478 Bacitracin Proteins 0.000 description 4
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 4
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 4
- 229920002511 Poloxamer 237 Polymers 0.000 description 4
- 229920002517 Poloxamer 338 Polymers 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 4
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960003071 bacitracin Drugs 0.000 description 4
- 229930184125 bacitracin Natural products 0.000 description 4
- CLKOFPXJLQSYAH-ABRJDSQDSA-N bacitracin A Chemical compound C1SC([C@@H](N)[C@@H](C)CC)=N[C@@H]1C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]1C(=O)N[C@H](CCCN)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@H](CC=2C=CC=CC=2)C(=O)N[C@@H](CC=2N=CNC=2)C(=O)N[C@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)NCCCC1 CLKOFPXJLQSYAH-ABRJDSQDSA-N 0.000 description 4
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 4
- 101150006844 groES gene Proteins 0.000 description 4
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 4
- 101150107068 gsiB gene Proteins 0.000 description 4
- XMCTYDOFFXSNQJ-UHFFFAOYSA-N hexadecyl(methyl)azanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[NH2+]C XMCTYDOFFXSNQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920001993 poloxamer 188 Polymers 0.000 description 4
- 229940044519 poloxamer 188 Drugs 0.000 description 4
- 229920001992 poloxamer 407 Polymers 0.000 description 4
- 229940044476 poloxamer 407 Drugs 0.000 description 4
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 3
- 241001057636 Dracaena deremensis Species 0.000 description 3
- 241001221171 Pantoea allii Species 0.000 description 3
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000005059 dormancy Effects 0.000 description 3
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 3
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 3
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 3
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 3
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 3
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 230000009962 secretion pathway Effects 0.000 description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 2
- IEQAICDLOKRSRL-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-(2-dodecoxyethoxy)ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethanol Chemical compound CCCCCCCCCCCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCO IEQAICDLOKRSRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100127693 Bacillus subtilis (strain 168) lcfA gene Proteins 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241001442234 Cosa Species 0.000 description 2
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 2
- 241001387508 Glutamicibacter arilaitensis Species 0.000 description 2
- 241000018703 Glutamicibacter halophytocola Species 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 241000209510 Liliopsida Species 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001214 Polysorbate 60 Polymers 0.000 description 2
- 241001659629 Virgibacillus Species 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001420 alkaline earth metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 2
- 229940045110 chitosan Drugs 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L ferrous carbonate Chemical compound [Fe+2].[O-]C([O-])=O RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- PSFDQSOCUJVVGF-UHFFFAOYSA-N harman Chemical compound C12=CC=CC=C2NC2=C1C=CN=C2C PSFDQSOCUJVVGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960003639 laurocapram Drugs 0.000 description 2
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 2
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 2
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 239000013586 microbial product Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229920001983 poloxamer Polymers 0.000 description 2
- 229960000502 poloxamer Drugs 0.000 description 2
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 2
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 2
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 2
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 108010054624 red fluorescent protein Proteins 0.000 description 2
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])[O-] QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YBADLXQNJCMBKR-UHFFFAOYSA-N (4-nitrophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 YBADLXQNJCMBKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 4-nitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100235000 Acetobacterium woodii (strain ATCC 29683 / DSM 1030 / JCM 2381 / KCTC 1655 / WB1) lctB gene Proteins 0.000 description 1
- 101100235003 Acetobacterium woodii (strain ATCC 29683 / DSM 1030 / JCM 2381 / KCTC 1655 / WB1) lctC gene Proteins 0.000 description 1
- 241001133760 Acoelorraphe Species 0.000 description 1
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 1
- 101100173201 Bacillus subtilis (strain 168) fadB gene Proteins 0.000 description 1
- 101100502363 Bacillus subtilis (strain 168) fadR gene Proteins 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 241000456626 Cohnella sp. Species 0.000 description 1
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 235000017788 Cydonia oblonga Nutrition 0.000 description 1
- 101150110799 ETFA gene Proteins 0.000 description 1
- 101150046595 ETFB gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004277 Ferrous carbonate Substances 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P L-argininium(2+) Chemical compound NC(=[NH2+])NCCC[C@H]([NH3+])C(O)=O ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- 206010024264 Lethargy Diseases 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241001611892 Microbacter Species 0.000 description 1
- 241000911485 Microbacterium yannicii Species 0.000 description 1
- 241001622809 Serratia plymuthica Species 0.000 description 1
- 241000856837 Serratia ureilytica Species 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 235000007244 Zea mays Nutrition 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036579 abiotic stress Effects 0.000 description 1
- 239000012773 agricultural material Substances 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940009098 aspartate Drugs 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 1
- 239000010430 carbonatite Substances 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910003462 cohenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000004665 defense response Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000673 dose–response relationship Toxicity 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 235000019268 ferrous carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229960004652 ferrous carbonate Drugs 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 108091008053 gene clusters Proteins 0.000 description 1
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 239000007952 growth promoter Substances 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000411 inducer Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910000015 iron(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 1
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 1
- 235000020939 nutritional additive Nutrition 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- LBYKSDNDLCSHIR-UHFFFAOYSA-L pentacalcium;carbonate;disilicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]C([O-])=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] LBYKSDNDLCSHIR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 239000005648 plant growth regulator Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000009790 rate-determining step (RDS) Methods 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000010963 scalable process Methods 0.000 description 1
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 244000000000 soil microbiome Species 0.000 description 1
- 238000004158 soil respiration Methods 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
- 230000009417 vegetative reproduction Effects 0.000 description 1
- 238000013466 vegetative reproduction Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
- A01N63/20—Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- A01N59/04—Carbon disulfide; Carbon monoxide; Carbon dioxide
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
- A01N63/20—Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
- A01N63/22—Bacillus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
- A01N63/30—Microbial fungi; Substances produced thereby or obtained therefrom
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
- A01N63/30—Microbial fungi; Substances produced thereby or obtained therefrom
- A01N63/36—Penicillium
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
- A01N63/30—Microbial fungi; Substances produced thereby or obtained therefrom
- A01N63/38—Trichoderma
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F11/00—Other organic fertilisers
- C05F11/08—Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
- C05G3/90—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity for affecting the nitrification of ammonium compounds or urea in the soil
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
- C05G5/30—Layered or coated, e.g. dust-preventing coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Mycology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
Abstract
토양에서 이산화탄소 전환 및 격리를 개선하기 위해 식물과 통합된 미생물을 이용하는 방법 및 조성물이 본원에 기재된다.
Description
상호참조
본원은 본원에 참고로 포함되는, 2020년 10월 21일에 출원된 미국 가출원 제63/094,870호 및 2021년 10월 18일에 출원된 미국 가출원 제63/257,079호의 이익을 주장한다.
화석 연료의 연소 및 삼림파괴를 포함하는 인위적 활동은 주요 온실 가스의 증가에 상당히 기여하였다. 석탄의 연소는 다른 화석 연료의 사용에 비해 가장 많은 양의 CO2를 생성하고 연소되는 석탄 1 톤당 약 2.5 톤의 CO2가 생성된다. 환경의 CO2 농도는 산업혁명이 시작된 19세기 중반에 280 ppm이었지만 최근에 400 ppm 이상에 도달하였다. CO2 농도는 금세기 중반까지 600 ppm에 도달할 가능성이 높고 금세기 말기까지 700 ppm에 도달할 가능성이 가장 높을 것으로 예측된다. 지구 온도는 2050년까지 2℃ 이상 증가하고 향후 50년 내지 100년 이내에 약 3℃ 내지 5℃ 증가할 것으로 보고된다. 이 지구 온도 증가는 기후 변화를 악화시켰고, 야생 생명체를 파괴한 호주의 산불, 캘리포니아 산림에서의 재발되는 산불, 폭염의 빈도와 지속 기간의 증가, 연장된 가뭄 기간, 해수면 상승, 쓰나미 등을 포함하는, 기후 변화의 전 세계적 결과는 이미 경험되었다. 이 자연 재해들 중 어느 자연 재해도 산업화 전에는 흔하지 않았으며, 이들은 상승된 CO2 수준의 결과이다.
알려진 CO2 배출원 외에도, 계속 CO2를 추가할 뿐만 아니라 기후 변화의 심각성에 따라 핵심 배출원이 될 수 있는 일부 조사되지 않은 배출원이 있다. 토양은 초목에 존재하는 탄소보다 훨씬 더 많은 탄소(1 m 깊이까지 1500 Pg의 C 및 2 m까지 2500 Pg의 C, 1 Pg = 1x1015 g)를 함유하고 대기(750 Pg의 C)보다 2배 더 많은 C를 함유하기 때문에 가장 큰 탄소 저장고이다. 토양의 유기 탄소 1톤은 3.66 톤의 CO2를 방출하는 것으로 추정된다. 토양의 유기 탄소는 하기 방식으로 식물에 의해 추가된다: 뿌리 사멸, 뿌리 삼출물, 또는 근권 및 뿌리 호흡에 의해 방출된 다른 뿌리 유래 유기 물질. 식물이 광합성 동안 CO2를 사용하고 이를 당으로 전환시키지만, 호흡 동안 더 많은 양의 고정되지 않은 CO2가 주로 식물의 뿌리에 의해 방출된다는 것은 잘 입증되어 있다. 식물에 의해 포집된 120 Pg 탄소 중 50%는 식물의 호흡에 의해 대기로 손실된다. 이것은 토양에 서식하는 유기체와 뿌리(근권)에 더 가까운 곳에서 서식하는 미생물이 그들의 호흡 동안 CO2를 방출한다는 사실에 의해 더 악화된다. 근권 군집에 의한 CO2의 생성은 근권이 없는 식물보다 10배 더 높다. 토양에 서식하는 미생물은 뿌리 삼출물에 의해 먹이를 공급받거나 토양에 존재하는 복합 물질을 분해함으로써 생존한다. 기후 변화에 대한 토양 미생물의 역할은 이전에 조사되었으며, 지구 온난화가 종속영양성 미생물 활성의 속도를 가속화하여, 궁극적으로 환경으로 방출될 토양의 CO2 유동의 증가를 유발할 가능성이 높다는 것이 암시된다. 토양의 온도는 토양 호흡을 증가시킬 수 있기 때문에, 지구 기후 변화는 토양으로부터 대기로의 탄소의 순 이동을 증가시킬 것으로 예상된다. 토양은 탄소를 저장하는 우수한 공급원이지만(대기 풀 크기(760 기가톤)의 3.3배), 지구 온난화는 C 풀의 고갈을 악화시킬 수 있다. CO2가 대기로 방출되는 것을 방지할 필요가 있지만, 효과적인 CO2 격리를 통해 CO2를 토양에 영구적으로 저장하는 것이 절실히 필요하다. 탄소를 농업, 임업 및 간척에 사용되는 토양에 격리시키는 것은 지구 변화를 완화할 수 있는 잠재적 방안으로서 인식되었다.
생물학적 또는 비생물학적 CO2 고정은 CO2 수준이 오늘날보다 훨씬 더 높았던 초기 지구 역사에서 시작되었다. 약 150000 x 1012 미터톤의 엄청난 양의 CO2가 탄산염 광물, 예컨대, 방해석, 아라고나이트, 백운석 및 석회석 내로 고정되었다. 전형적으로, CO2는 천연적으로 탄산염 광물, 예컨대, 탄산칼슘 및 탄산마그네슘을 포함하는 고체로 전환될 수 있으나, 중탄산염을 생성하는 CO2의 수화는 매우 느린 과정이다(약 1.3 x 10-1 s-1).
본 개시내용의 한 측면은 식물 또는 식물 종자, 및 식물 또는 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물을 포함하는 조성물이고, 이때 하나 이상의 미생물은 중탄산염, 탄산염 또는 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 하나 이상의 미생물이거나 이로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 식물은 상업용 식물, 과수 식물, 견과수 식물, 관목 식물, 구근 식물, 초원 식물, 잔디 식물, 또는 이들의 임의의 조합이다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 상업용 식물 종자, 과수 식물 종자, 견과수 식물 종자, 관목 식물 종자, 구근 식물 종자, 초원 식물 종자, 잔디 식물 종자, 또는 이들의 임의의 조합이다. 일부 실시양태에서, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물은 식물 종자의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물은 식물 종자의 코팅물로서 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물은 관개 시스템을 통해 식물 종자에 적용된다. 일부 실시양태에서, 관개 시스템은 고랑내 처리 기법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 관개 시스템은 분무 기법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 중탄산염은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 탄산염은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물은 식물 종자의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 하나 이상의 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 알파(alpha) 클래스로부터의 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 베타(beta) 클래스로부터의 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 감마(gamma) 클래스로부터의 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 델타(delta) 클래스로부터의 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 제타(zeta) 클래스로부터의 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 에타(eta) 클래스로부터의 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 이오타(iota) 클래스로부터의 탄산 탈수효소를 포함한다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 아세토네마 종(Acetonema sp.), 악티노마이세스 종(Actinomyces sp.), 알칼리바실러스 종(Alkalibacillus sp.), 암모니필러스 종(Ammoniphilus sp.), 앰피바실러스 종(Amphibacillus sp.), 아나에로박터 종(Anaerobacter sp.), 아나에로스포라 종(Anaerospora sp.), 아뉴리니바실러스 종(Aneurinibacillus sp.), 아녹시바실러스 종(Anoxybacillus sp.), 바실러스 종(Bacillus sp.), 브레비바실러스 종(Brevibacillus sp.), 칼다나에로박터 종(Caldanaerobacter sp.), 칼로라마터 종(Caloramator sp.), 카미니셀라 종(Caminicella sp.), 세라시바실러스 종(Cerasibacillus sp.), 클로스트리디움 종(Clostridium sp.), 클로스트리디살리박터 종(Clostridiisalibacter sp.), 코넬라 종(Cohnella sp.), 콕시엘라 종(Coxiella sp.), 덴드로스포로박터 종(Dendrosporobacter sp.), 데설포토마쿨룸 종(Desulfotomaculum sp.), 데설포스포로무사 종(Desulfosporomusa sp.), 데설포스포로시누스 종(Desulfosporosinus sp.), 데설포비르굴라 종(Desulfovirgula sp.), 데설푸니스포라 종(Desulfunispora sp.), 데설푸리스포라 종(Desulfurispora sp.), 필리팩터 종(Filifactor sp.), 필로바실러스 종(Filobacillus sp.), 겔리아 종(Gelria sp.), 게오바실러스 종(Geobacillus sp.), 게오스포로박터 종(Geosporobacter sp.), 그라실리바실러스 종(Gracilibacillus sp.), 할로바실러스 종(Halobacillus sp.), 할로나트로눔 종(Halonatronum sp.), 헬리오박테리움 종(Heliobacterium sp.), 헬리오필룸 종(Heliophilum sp.), 레이스엘라 종(Laceyella sp.), 렌티바실러스 종(Lentibacillus sp.), 리시니바실러스 종(Lysinibacillus sp.), 마헬라 종(Mahela sp.), 메타박테리움 종(Metabacterium sp.), 무렐라 종(Moorella sp.), 나트로니엘라 종(Natroniella sp.), 오셔노바실러스 종(Oceanobacillus sp.), 오레니아 종(Orenia sp.), 오르니티니바실러스 종(Ornithinibacillus sp.), 옥살로파거스 종(Oxalophagus sp.), 옥소박터 종(Oxobacter sp.), 파에니바실러스 종(Paenibacillus sp.), 파랄리오바실러스 종(Paraliobacillus sp.), 펠로스포라 종(Pelospora sp.), 펠로토마쿨룸 종(Pelotomaculum sp.), 피스시바실러스 종(Piscibacillus sp.), 플라니필룸 종(Planifilum sp.), 폰티바실러스 종(Pontibacillus sp.), 프로피오니스포라 종(Propionispora sp.), 살리니바실러스 종(Salinibacillus sp.), 살수기니바실러스 종(Salsuginibacillus sp.), 세이노넬라 종(Seinonella sp.), 시마주엘라 종(Shimazuella sp), 스포라세티게니움 종(Sporacetigenium sp.), 스포로아나에로박터 종(Sporoanaerobacter sp.), 스포로박터 종(Sporobacter sp.), 스포로박테리움 종(Sporobacterium sp.), 스포로할로박터 종(Sporohalobacter sp.), 스포로락토바실러스 종(Sporolactobacillus sp.), 스포로무사 종(Sporomusa sp.), 스포로사르시나 종(Sporosarcina sp.), 스포로탈레아 종(Sporotalea sp.), 스포로토마쿨룸 종(Sporotomaculum sp.), 신트로포모나스 종(Syntrophomonas sp.), 신트로포스포라 종(Syntrophospora sp.), 테누이바실러스 종(Tenuibacillus sp.), 테피디박터 종(Tepidibacter sp.), 테리바실러스 종(Terribacillus sp.), 탈라소바실러스 종(Thalassobacillus sp.), 써모아세토게니움 종(Thermoacetogenium sp.), 써모악티노마이세스 종(Thermoactinomyces sp.), 써모알칼리바실러스 종(Thermoalkalibacillus sp.), 써모아나에로박터 종(Thermoanaerobacter sp.), 써모아나에로모나스 종(Thermoanaeromonas sp.), 써모바실러스 종(Thermobacillus sp.), 써모플라비마이크로비움 종(Thermoflavimicrobium sp.), 써모베나불룸 종(Thermovenabulum sp.), 투베리바실러스 종(Tuberibacillus sp.), 비르기바실러스 종(Virgibacillus sp.), 불카노바실러스 종(Vulcanobacillus sp.) 또는 이들의 조합으로부터의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 퍼미큐테스(Firmicutes) 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 리조박테리아(rhizobacteria)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 리조박테리아는 바실러스 종(Bacillus sp.), 파에니바실러스 종(Paenibacillus sp.) 또는 이들 둘 다를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens), 바실러스 라테로스포러스(B. laterosporus), 바실러스 리체니포르미스(B. licheniformis), 바실러스 마세란스(B. macerans), 바실러스 세레우스(B. cereus), 바실러스 서쿨란스(B. circulans), 바실러스 퍼머스(B. firmus), 바실러스 서브틸리스(B. subtilis), 바실러스 메가테리움(B. megaterium), 바실러스 코아굴란스(B. coagulans), 바실러스 브레비스(B. brevis), 바실러스 스파에리커스(B. sphaericus), 바실러스 투린기엔시스(B. thuringiensis), 바실러스 마이코이데스(B. mycoides), 바실러스 쿠쿠미스(B. cucumis), 바실러스 엔도파이티커스(B. endophyticus), 바실러스 푸밀러스(B. pumilus), 바실러스 벨레젠시스(B. velezensis), 바실러스 뮤실라기노서스(B. mucilaginosus), 바실러스 테퀼렌시스(B. tequilensis), 바실러스 메틸로트로피커스(B. methylotrophicus), 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 파에니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa), 파에니바실러스 타오후아샤넨세(Paenibacillus taohuashanense), 파에니바실러스 포체오넨시스(Paenibacillus pocheonensis), 파에니바실러스 아세리스(Paenibacillus aceris), 파에니바실러스 카탈파(Paenibacillus catalpa), 파에니바실러스 리구이(Paenibacillus rigui), 파에니바실러스 파불리(Paenibacillus pabuli), 파에니바실러스 브라실리엔시스(Paenibacillus brasiliensis), 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 파에니바실러스 폴리믹사 RO3C16, 파에니바실러스 타오후아샤넨세 TY4D5, 파에니바실러스 포체오넨시스 S2C3, 파에니바실러스 아세리스 VF2D2, 파에니바실러스 카탈파 TY2B5, 파에니바실러스 리구이 TY2D5, 파에니바실러스 파불리 PG2A8 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 비-내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 프로테오박테리아(Proteobacteria) 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 클렙시엘라 종(Klebsiella sp.), 리조비움 종(Rhizobium sp.), 브라디리조비움 종(Bradyrhizobium sp.), 오크로박트럼 종(Ochrobactrum sp.), 시노리조비움 종(Sinorhizobium sp.), 잔토박터 종(Xanthobacter sp.), 메틸로박테리움 종(Methylobacterium sp.), 악티노마이세스 종(Actinomyces sp.), 코사코니아 종(Kosakonia sp.), 아조토박터 종(Azotobacter sp.), 아세토박터 종(Acetobacter sp.), 허바스피릴룸 종(Herbaspirillum sp.), 슈도모나스 종(Pseudomonas sp.), 파라부르크홀데리아 종(Paraburkholderia sp.), 랄스토니아 종(Ralstonia sp.), 게오박터 종(Geobacter sp), 세라티아 종(Serratia sp.), 판토에아 종(Pantoea sp.), 엔시퍼 종(Ensifer sp.), 엔테로박터 종(Enterobacter sp.), 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 엔시퍼 어드하에렌스(Ensifer adhaerens) S3C10을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 악티노박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 스트렙토마이세스 종(Streptomyces sp.), 콕시엘라 종(Coxiella sp.), 프란키아 종(Frankia sp.)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 시아노박테리아(Cyanobacteria) 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 시아노박테리아 종을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 클로로플렉시(Cloroflexi) 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 식물 종자와 관련된 하나 이상의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 진균은 식물 종자의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 진균은 식물 종자의 코팅물로서 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 진균은 고랑내 기법에 의해 식물 종자에 적용된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 진균은 분무 기법에 의해 식물 종자에 적용된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 진균은 관개를 통해 식물 종자에 적용된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 진균은 식물 종자의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 아르부스쿨라 마이코리잘(Arbuscular Mycorrhizal) 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 엑토마이코리잘(Ectomycorrhizal) 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 트리코데르마(Trichoderma) 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 페니실리움(Penicillium) 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 방해석, 아라고나이트, 백운석, 석회석 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 CaCO3, MgCO3, CaMg(CO3)2 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물의 생성 촉진은 식물 종자로부터 유래한 식물이 생장하는 배지에서의 암모니아 생성 및 이로 인한 pH 증가를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 식물 종자의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 천연적으로 존재하지 않는다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 단자엽 종자 또는 쌍자엽 종자이다. 일부 실시양태에서, 상업용 식물 종자는 옥수수 종자, 밀 종자, 벼 종자, 수수 종자, 보리 종자, 호밀 종자, 사탕수수 종자, 기장 종자, 귀리 종자, 대두 종자, 목화 종자, 알팔파 종자, 콩 종자, 퀴노아 종자, 렌즈콩 종자, 땅콩 종자, 해바라기 종자, 카놀라 종자, 카사바 종자, 기름야자 종자, 감자 종자, 사탕무 종자, 카카오 종자, 커피 콩, 양상추 종자, 토마토 종자, 완두콩 종자 또는 양배추 종자이다.
본 개시내용의 또 다른 측면은 식물 또는 이의 일부, 및 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물을 포함하는 조성물이고, 이때 하나 이상의 미생물은 중탄산염, 탄산염 또는 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 하나 이상의 미생물이거나 이로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 식물 뿌리, 식물 줄기, 식물 잎, 식물 종자, 식물 열매, 식물 괴경 또는 식물 뿌리 결절이다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 상업용 식물 또는 이의 일부를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상업용 식물 또는 이의 일부는 옥수수, 밀, 벼, 수수, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리, 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 양상추, 토마토, 완두콩, 양배추, 과수, 견과수, 임목, 초원 또는 잔디이다. 일부 실시양태에서, 이의 일부는 식물 종자이고, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물은 식물 종자의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부의 코팅물로서 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물은 관개 시스템을 통해 식물 종자에 적용된다. 일부 실시양태에서, 관개 시스템은 고랑내 처리 기법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 관개 시스템은 분무 기법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 중탄산염은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 탄산염은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 이의 일부는 식물 종자이고, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물은 식물 종자의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 하나 이상의 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 알파 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 베타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 감마 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 델타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 제타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 에타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 이오타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 아세토네마 종, 악티노마이세스 종, 알칼리바실러스 종, 암모니필러스 종, 앰피바실러스 종, 아나에로박터 종, 아나에로스포라 종, 아뉴리니바실러스 종, 아녹시바실러스 종, 바실러스 종, 브레비바실러스 종, 칼다나에로박터 종, 칼로라마터 종, 카미니셀라 종, 세라시바실러스 종, 클로스트리디움 종, 클로스트리디살리박터 종, 코넬라 종, 콕시엘라 종, 덴드로스포로박터 종, 데설포토마쿨룸 종, 데설포스포로무사 종, 데설포스포로시누스 종, 데설포비르굴라 종, 데설푸니스포라 종, 데설푸리스포라 종, 필리팩터 종, 필로바실러스 종, 겔리아 종, 게오바실러스 종, 게오스포로박터 종, 그라실리바실러스 종, 할로바실러스 종, 할로나트로눔 종, 헬리오박테리움 종, 헬리오필룸 종, 레이스엘라 종, 렌티바실러스 종, 리시니바실러스 종, 마헬라 종, 메타박테리움 종, 무렐라 종, 나트로니엘라 종, 오셔노바실러스 종, 오레니아 종, 오르니티니바실러스 종, 옥살로파거스 종, 옥소박터 종, 파에니바실러스 종, 파랄리오바실러스 종, 펠로스포라 종, 펠로토마쿨룸 종, 피스시바실러스 종, 플라니필룸 종, 폰티바실러스 종, 프로피오니스포라 종, 살리니바실러스 종, 살수기니바실러스 종, 세이노넬라 종, 시마주엘라 종, 스포라세티게니움 종, 스포로아나에로박터 종, 스포로박터 종, 스포로박테리움 종, 스포로할로박터 종, 스포로락토바실러스 종, 스포로무사 종, 스포로사르시나 종, 스포로탈레아 종, 스포로토마쿨룸 종, 신트로포모나스 종, 신트로포스포라 종, 테누이바실러스 종, 테피디박터 종, 테리바실러스 종, 탈라소바실러스 종, 써모아세토게니움 종, 써모악티노마이세스 종, 써모알칼리바실러스 종, 써모아나에로박터 종, 써모아나에로모나스 종, 써모바실러스 종, 써모플라비마이크로비움 종, 써모베나불룸 종, 투베리바실러스 종, 비르기바실러스 종, 불카노바실러스 종 또는 이들의 조합으로부터의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 퍼미큐테스 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 리조박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 리조박테리아는 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 파에니바실러스 폴리믹사, 파에니바실러스 타오후아샤넨세, 파에니바실러스 포체오넨시스, 파에니바실러스 아세리스, 파에니바실러스 카탈파, 파에니바실러스 리구이, 파에니바실러스 파불리, 파에니바실러스 브라실리엔시스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 파에니바실러스 폴리믹사 RO3C16, 파에니바실러스 타오후아샤넨세 TY4D5, 파에니바실러스 포체오넨시스 S2C3, 파에니바실러스 아세리스 VF2D2, 파에니바실러스 카탈파 TY2B5, 파에니바실러스 리구이 TY2D5, 파에니바실러스 파불리 PG2A8 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 비-내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 프로테오박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 클렙시엘라 종, 리조비움 종, 브라디리조비움 종, 오크로박트럼 종, 시노리조비움 종, 잔토박터 종, 메틸로박테리움 종, 악티노마이세스 종, 코사코니아 종, 아조토박터 종, 아세토박터 종, 허바스피릴룸 종, 슈도모나스 종, 파라부르크홀데리아 종, 랄스토니아 종, 게오박터 종, 세라티아 종, 판토에아 종, 엔시퍼 종, 엔테로박터 종, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 엔시퍼 어드하에렌스 S3C10을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 악티노박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 스트렙토마이세스 종, 콕시엘라 종, 프란키아 종을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 시아노박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 시아노박테리아 종을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 클로로플렉시 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 식물 또는 이의 일부의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 식물 또는 이의 일부의 코팅물로서 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 고랑내 기법에 의해 식물 또는 이의 일부에 적용된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 분무 기법에 의해 식물 또는 이의 일부에 적용된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 관개 시스템을 통해 식물 또는 이의 일부에 적용된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 식물 또는 이의 일부의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 아르부스쿨라 마이코리잘 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 엑토마이코리잘 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 트리코데르마 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 페니실리움 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 방해석, 아라고나이트, 백운석, 석회석 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 CaCO3, MgCO3, CaMg(CO3)2 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물의 생성 촉진은 식물 또는 이의 일부로부터 유래한 식물이 생장하는 배지에서의 암모니아 생성 및 이로 인한 pH 증가를 포함한다. 일부 실시양태에서, 이의 일부는 식물 종자이고, 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 천연적으로 존재하지 않는다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물이다.
본 개시내용의 또 다른 측면은 하나 이상의 미생물을 포함하는 조성물이고, 이때 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부의 코팅물과 세포층 사이의 공간에 위치하고 중탄산염, 탄산염 또는 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 하나 이상의 미생물이거나 이로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 식물 뿌리, 식물 줄기, 식물 잎, 식물 종자, 식물 열매, 식물 괴경 또는 식물 뿌리 결절이다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 상업용 식물 또는 이의 일부를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상업용 식물 또는 이의 일부는 옥수수, 밀, 벼, 수수, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리, 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 양상추, 토마토, 완두콩, 양배추, 과수, 견과수, 임목, 초원 또는 잔디이다. 일부 실시양태에서, 이의 일부는 식물 종자이고, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물은 식물 종자의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부의 코팅물로서 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물은 관개 시스템을 통해 식물 종자에 적용된다. 일부 실시양태에서, 관개 시스템은 고랑내 처리 기법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 관개 시스템은 분무 기법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 중탄산염은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 탄산염은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 이의 일부는 식물 종자이고, 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물은 식물 종자의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 하나 이상의 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 알파 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 베타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 감마 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 델타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 제타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 에타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 이오타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 아세토네마 종, 악티노마이세스 종, 알칼리바실러스 종, 암모니필러스 종, 앰피바실러스 종, 아나에로박터 종, 아나에로스포라 종, 아뉴리니바실러스 종, 아녹시바실러스 종, 바실러스 종, 브레비바실러스 종, 칼다나에로박터 종, 칼로라마터 종, 카미니셀라 종, 세라시바실러스 종, 클로스트리디움 종, 클로스트리디살리박터 종, 코넬라 종, 콕시엘라 종, 덴드로스포로박터 종, 데설포토마쿨룸 종, 데설포스포로무사 종, 데설포스포로시누스 종, 데설포비르굴라 종, 데설푸니스포라 종, 데설푸리스포라 종, 필리팩터 종, 필로바실러스 종, 겔리아 종, 게오바실러스 종, 게오스포로박터 종, 그라실리바실러스 종, 할로바실러스 종, 할로나트로눔 종, 헬리오박테리움 종, 헬리오필룸 종, 레이스엘라 종, 렌티바실러스 종, 리시니바실러스 종, 마헬라 종, 메타박테리움 종, 무렐라 종, 나트로니엘라 종, 오셔노바실러스 종, 오레니아 종, 오르니티니바실러스 종, 옥살로파거스 종, 옥소박터 종, 파에니바실러스 종, 파랄리오바실러스 종, 펠로스포라 종, 펠로토마쿨룸 종, 피스시바실러스 종, 플라니필룸 종, 폰티바실러스 종, 프로피오니스포라 종, 살리니바실러스 종, 살수기니바실러스 종, 세이노넬라 종, 시마주엘라 종, 스포라세티게니움 종, 스포로아나에로박터 종, 스포로박터 종, 스포로박테리움 종, 스포로할로박터 종, 스포로락토바실러스 종, 스포로무사 종, 스포로사르시나 종, 스포로탈레아 종, 스포로토마쿨룸 종, 신트로포모나스 종, 신트로포스포라 종, 테누이바실러스 종, 테피디박터 종, 테리바실러스 종, 탈라소바실러스 종, 써모아세토게니움 종, 써모악티노마이세스 종, 써모알칼리바실러스 종, 써모아나에로박터 종, 써모아나에로모나스 종, 써모바실러스 종, 써모플라비마이크로비움 종, 써모베나불룸 종, 투베리바실러스 종, 비르기바실러스 종, 불카노바실러스 종 또는 이들의 조합으로부터의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 퍼미큐테스 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 리조박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 리조박테리아는 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 파에니바실러스 폴리믹사, 파에니바실러스 타오후아샤넨세, 파에니바실러스 포체오넨시스, 파에니바실러스 아세리스, 파에니바실러스 카탈파, 파에니바실러스 리구이, 파에니바실러스 파불리, 파에니바실러스 브라실리엔시스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 파에니바실러스 폴리믹사 RO3C16, 파에니바실러스 타오후아샤넨세 TY4D5, 파에니바실러스 포체오넨시스 S2C3, 파에니바실러스 아세리스 VF2D2, 파에니바실러스 카탈파 TY2B5, 파에니바실러스 리구이 TY2D5, 파에니바실러스 파불리 PG2A8 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 비-내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 프로테오박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 클렙시엘라 종, 리조비움 종, 브라디리조비움 종, 오크로박트럼 종, 시노리조비움 종, 잔토박터 종, 메틸로박테리움 종, 악티노마이세스 종, 코사코니아 종, 아조토박터 종, 아세토박터 종, 허바스피릴룸 종, 슈도모나스 종, 파라부르크홀데리아 종, 랄스토니아 종, 게오박터 종, 세라티아 종, 판토에아 종, 엔시퍼 종, 엔테로박터 종, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 엔시퍼 어드하에렌스 S3C10을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 악티노박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 스트렙토마이세스 종, 콕시엘라 종, 프란키아 종을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 시아노박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 시아노박테리아 종을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 클로로플렉시 문에 속하는 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 식물 또는 이의 일부의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 식물 또는 이의 일부의 코팅물로서 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 고랑내 기법에 의해 식물 또는 이의 일부에 적용된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 분무 기법에 의해 식물 또는 이의 일부에 적용된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 관개 시스템을 통해 식물 또는 이의 일부에 적용된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 식물 또는 이의 일부의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 아르부스쿨라 마이코리잘 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 엑토마이코리잘 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 트리코데르마 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 페니실리움 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 방해석, 아라고나이트, 백운석, 석회석 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 CaCO3, MgCO3, CaMg(CO3)2 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물의 생성 촉진은 식물 또는 이의 일부로부터 유래한 식물이 생장하는 배지에서의 암모니아 생성 및 이로 인한 pH 증가를 포함한다. 일부 실시양태에서, 이의 일부는 식물 종자이고, 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 천연적으로 존재하지 않는다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물이다.
본 개시내용의 또 다른 측면은 식물 또는 이의 일부, 및 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물을 배양하는 단계를 포함하는 광물화 촉진 방법이이고, 이때 하나 이상의 미생물은 중탄산염, 탄산염 또는 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 미생물이거나 이로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 상업용 식물, 식물 뿌리, 식물 줄기, 식물 잎, 식물 종자, 식물 열매, 식물 괴경 또는 식물 뿌리 결절이다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부의 식물 뿌리 또는 근권에 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물은 관개 시스템에 의해 식물 또는 이의 일부의 식물 뿌리 또는 근권에 배치된다. 일부 실시양태에서, 관개 시스템은 고랑내 처리 기법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 관개 시스템은 분무 기법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 식물 또는 이의 일부에 의한 하나 이상의 광물의 생성을 자극하기 위해 관개 시스템을 통해 미생물과 통합되는 묘목으로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 중탄산염은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 탄산염은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 리조박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 리조박테리아는 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 관개 시스템에 의해 식물 또는 이의 일부의 식물 뿌리 또는 근권에 배치된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 아르부스쿨라 마이코리잘 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 엑토마이코리잘 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 트리코데르마 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 페니실리움 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 알파 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 베타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 감마 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 델타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 제타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 에타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 이오타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 방해석, 아라고나이트, 백운석, 석회석 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물의 생성 촉진은 식물 또는 이의 일부가 생장하는 배지에서의 암모니아 생성 및 이로 인한 pH 증가를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 하나 이상의 뿌리에 천연적으로 존재하지 않는다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 상업용 식물 또는 이의 일부를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상업용 식물 또는 이의 일부는 본질적으로 옥수수, 밀, 벼, 수수, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리, 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 양상추, 토마토, 완두콩, 양배추, 과수, 견과수, 임목, 초원 또는 잔디 식물로 구성된 군을 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 측면은 식물 또는 이의 일부, 및 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물을 배양하는 단계를 포함하는 탄소 격리 방법이고, 이때 하나 이상의 미생물은 하나 이상의 탄소질 광물의 형성을 유발하거나 촉진하여 탄소를 격리시키도록 선택된 미생물이거나 이로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 식물 뿌리, 식물 줄기, 식물 잎, 식물 종자, 식물 열매, 식물 괴경 또는 식물 뿌리 결절이다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 상업용 식물 또는 이의 일부를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상업용 식물 또는 이의 일부는 본질적으로 옥수수, 밀, 벼, 수수, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리, 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 양상추, 토마토, 완두콩, 양배추, 과수, 견과수, 임목, 초원 또는 잔디 식물로 구성된 군을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄소질 광물은 하나 이상의 기체 탄산염화 종을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 기체 탄산염화 종은 일산화탄소, 메탄 또는 이산화탄소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 기체 탄산염화 종은 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 식물과 관련된 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부의 식물 뿌리 또는 근권에 배치된다. 일부 실시양태에서, 식물과 관련된 하나 이상의 미생물은 관개 시스템에 의해 식물 또는 이의 일부의 식물 뿌리 또는 근권에 배치된다. 일부 실시양태에서, 관개 시스템은 고랑내 처리 기법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 관개 시스템은 분무 기법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 식물 또는 이의 일부에 의한 하나 이상의 광물의 생성을 자극하기 위해 관개 시스템을 통해 미생물과 통합되는 묘목으로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 리조박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 리조박테리아는 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 관개 시스템에 의해 식물 또는 이의 일부의 식물 뿌리 또는 근권에 배치된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 아르부스쿨라 마이코리잘 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 엑토마이코리잘 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 트리코데르마 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 페니실리움 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 하나 이상의 뿌리에 천연적으로 존재하지 않는다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물이다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 알파 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 베타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 감마 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 델타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 제타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 에타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 이오타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 측면은 하나 이상의 미생물을 포함하는 조성물이고, 이때 하나 이상의 미생물은 중탄산염, 탄산염 또는 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 미생물이거나 이로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 식물 뿌리, 식물 줄기, 식물 잎, 식물 종자, 식물 열매, 식물 괴경 또는 식물 뿌리 결절이다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부는 상업용 식물 또는 이의 일부를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상업용 식물 또는 이의 일부는 옥수수, 밀, 벼, 수수, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리, 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 양상추, 토마토, 완두콩, 양배추, 과수, 견과수, 임목, 초원 또는 잔디이다. 일부 실시양태에서, 중탄산염은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 탄산염은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 탄소를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소는 기체 탄소이다. 일부 실시양태에서, 기체 탄소는 이산화탄소이다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 리조박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 리조박테리아는 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함한다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균은 관개 시스템에 의해 식물 또는 이의 일부의 식물 뿌리 또는 근권에 배치된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 아르부스쿨라 마이코리잘 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 엑토마이코리잘 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 트리코데르마 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 진균은 페니실리움 속으로부터의 진균을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물은 방해석, 아라고나이트, 백운석, 석회석 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 광물 생성 촉진은 식물 또는 식물의 일부가 생장하는 배지에서의 암모니아 생성 및 이로 인한 pH 증가를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 하나 이상의 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 알파 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 베타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 감마 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 델타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 제타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 에타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 탄산 탈수효소는 이오타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함한다.
참조에 의한 포함
본 명세서에 언급된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은 각각의 개별 간행물, 특허 또는 특허 출원이 구체적 및 개별적으로 참고로 포함되는 것으로 표시된 것처럼 동일한 정도로 본원에 참고로 포함된다. 참고로 포함된 간행물 및 특허 또는 특허 출원이 본 명세서에 함유된 개시내용과 모순되는 범위 내에서, 본 명세서는 임의의 이러한 모순되는 자료를 대체하고/하거나 이러한 자료보다 우선한다.
특허 또는 출원 파일은 컬러로 채색된 적어도 하나의 도면을 포함한다. 컬러 도면(들)을 가진 이 특허 또는 특허 출원 간행물의 사본은 요청 및 필요한 수수료 납부 시 특허청에 의해 제공될 것이다.
본원에 기재된 방법 및 조성물의 신규 특징은 첨부된 청구범위에 구체적으로 기재되어 있다. 본원에 기재된 본 발명의 방법 및 조성물의 특징 및 이점은 본원에 기재된 방법 및 조성물의 원리가 활용되는 예시적인 실시양태가 기재된 하기 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조함으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 식물 근권에서의 높은 CO₂농도가 탄산 탈수효소 생성 미생물에 의해 매개되는, 탄소를 격리시킬 수 있는 기회를 나타냄을 도시한다.
도 2는 본원에 기재된 2-단계 식물 강화 전략을 도시한다. 101은 단자엽 종자를 예시한다. 본원에 기재된 종자 처리 과정은 박테리아(또는 이의 내생포자)(106)를 호분층(103)과 과피(102) 사이에 혼입한다. 호분층(103)은 외층으로부터 내배유(104)를 분리한다.
도 3은 종자 처리 과정(Microprime™ 종자 처리 과정)을 도시하는 과정 도식을 보여준다.
도 4는 안정한 미생물 기술 종자 처리(Microprime™)를 수득하기 위한 본 방법론을 도시한다.
도 5a는 Microprime™ 종자 처리 후 박테리아가 위치하는 옥수수 종자(제아 메이즈(Zea mays)) 내부의 공간을 보여준다.
도 5b는 Microprime™ 종자 처리 후 박테리아가 위치하는 옥수수 종자(제아 메이즈) 내부의 공간의 확대된 이미지를 보여준다.
도 6a 및 6b는 각각 발아 전 Microprime™ 옥수수 종자 내부의 바실러스 서브틸리스(균주 S3C23) 내생포자의 개체군 증가 및 개체군 증가의 로그를 도시한다. Murashige 및 Skoog 50% 배지를 가진 한천 플레이트에 파종된 종자는 파종 시 처음에 164,000 콜로니 형성 유닛(CFU)을 가졌다. 3일 후, 종자 내부의 개체군은 7,200,000 CFU/종자의 수준에 도달하였다. 각각의 점은 풀(pool)당 5개의 종자를 가진 3개의 풀의 평균 ± 표준 오차를 나타낸다.
도 7a 및 7b는 각각 발아 전 Microprime™ 벼 종자 내부의 바실러스 서브틸리스(균주 S3C23) 내생포자의 개체군 증가 및 개체군 증가의 로그를 도시한다. Murashige 및 Skoog 50% 배지를 가진 한천 플레이트에 파종된 종자는 파종 시 처음에 51,167 콜로니 형성 유닛(CFU)을 가졌다. 3일 후, 종자 내부의 개체군은 36,666,667 CFU/종자의 수준에 도달하였다. 각각의 점은 풀당 5개의 종자를 가진 3개의 풀의 평균 ± 표준 오차를 나타낸다.
도 8a 및 8b는 각각 발아 전 Microprime™ 대두 종자 내부의 바실러스 서브틸리스(균주 S3C23) 내생포자의 개체군 증가 및 개체군 증가의 로그를 도시한다. Murashige 및 Skoog 50% 배지를 가진 한천 플레이트에 파종된 종자는 파종 시 처음에 123,333 콜로니 형성 유닛(CFU)을 가졌다. 3일 후, 종자 내부의 개체군은 674,666,667 CFU/종자의 수준에 도달하였다. 각각의 점은 풀당 5개의 종자를 가진 3개의 풀의 평균 ± 표준 오차를 나타낸다.
도 9는 Microprime™ 종자 처리 후 1개월 내지 18개월의 기간에서 Microprime™ 옥수수 종자 내부의 바실러스 서브틸리스 내생포자(균주 S3C23)의 생존율을 도시한다. 각각의 시점은 풀당 5개의 종자를 가진 3개의 풀의 평균 ± 표준 오차를 나타낸다. 18개월에 S3C23 Microprime™ 종자의 발아율은 처리되지 않은 종자와 동일하게 98.33%(n = 처리당 60개의 종자)이었다.
도 10은 전체적으로 본원에 참고로 포함되는 문헌[Zhuang et al. , 2018]에 따라 4-니트로페놀 및 아세트산으로의 4-니트로페닐 아세테이트의 효소 가수분해에 의해 측정되었을 때 바실러스 서브틸리스(균주 S3C23)의 액체 배양물로부터 제조된 용해물 샘플의 탄산 탈수효소 활성을 도시한다. 값은 탄산 탈수효소(CA) 활성/총 단백질(mg/㎖)로서 제공된다. 샘플의 활성은 pH 7.5에 비해 pH 8.5에서의 가파른 증가를 나타내며, 이것은 탄산 탈수효소의 예상된 pH 의존성과 일치한다.
도 11은 탄산칼슘(CaCO3)으로서 탄산염 및 중탄산염 이온의 효소 유도 침전을 도시한다. 바실러스 서브틸리스(균주 S3C23)로부터 제조된 용해물, 또는 재조합 소 탄산 탈수효소 또는 소 혈청 알부민(BSA, 음성 대조군)을 CaCl2(최종 농도 100 mM) 및 Tris pH 8(최종 농도 200 mM) 및 50% CO2 포화 물(반응을 시작하기 위해 마지막에 첨가됨)과 혼합하였다. 탄산칼슘 형성까지의 시간을 육안으로 평가하고 기록하였다. 값은 비생물적(abiotic) CaCO3 침전까지의 시간으로 정규화된다. 재조합 소 CA는 용량 의존적 방식으로 빠르게 침전을 유도하였다. 500 ㎕ S3C23 용해물은 비생물적 침전보다 현저히 빠르게 침전을 유도하였다.
본원에 기재된 방법 및 조성물의 신규 특징은 첨부된 청구범위에 구체적으로 기재되어 있다. 본원에 기재된 본 발명의 방법 및 조성물의 특징 및 이점은 본원에 기재된 방법 및 조성물의 원리가 활용되는 예시적인 실시양태가 기재된 하기 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조함으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 식물 근권에서의 높은 CO₂농도가 탄산 탈수효소 생성 미생물에 의해 매개되는, 탄소를 격리시킬 수 있는 기회를 나타냄을 도시한다.
도 2는 본원에 기재된 2-단계 식물 강화 전략을 도시한다. 101은 단자엽 종자를 예시한다. 본원에 기재된 종자 처리 과정은 박테리아(또는 이의 내생포자)(106)를 호분층(103)과 과피(102) 사이에 혼입한다. 호분층(103)은 외층으로부터 내배유(104)를 분리한다.
도 3은 종자 처리 과정(Microprime™ 종자 처리 과정)을 도시하는 과정 도식을 보여준다.
도 4는 안정한 미생물 기술 종자 처리(Microprime™)를 수득하기 위한 본 방법론을 도시한다.
도 5a는 Microprime™ 종자 처리 후 박테리아가 위치하는 옥수수 종자(제아 메이즈(Zea mays)) 내부의 공간을 보여준다.
도 5b는 Microprime™ 종자 처리 후 박테리아가 위치하는 옥수수 종자(제아 메이즈) 내부의 공간의 확대된 이미지를 보여준다.
도 6a 및 6b는 각각 발아 전 Microprime™ 옥수수 종자 내부의 바실러스 서브틸리스(균주 S3C23) 내생포자의 개체군 증가 및 개체군 증가의 로그를 도시한다. Murashige 및 Skoog 50% 배지를 가진 한천 플레이트에 파종된 종자는 파종 시 처음에 164,000 콜로니 형성 유닛(CFU)을 가졌다. 3일 후, 종자 내부의 개체군은 7,200,000 CFU/종자의 수준에 도달하였다. 각각의 점은 풀(pool)당 5개의 종자를 가진 3개의 풀의 평균 ± 표준 오차를 나타낸다.
도 7a 및 7b는 각각 발아 전 Microprime™ 벼 종자 내부의 바실러스 서브틸리스(균주 S3C23) 내생포자의 개체군 증가 및 개체군 증가의 로그를 도시한다. Murashige 및 Skoog 50% 배지를 가진 한천 플레이트에 파종된 종자는 파종 시 처음에 51,167 콜로니 형성 유닛(CFU)을 가졌다. 3일 후, 종자 내부의 개체군은 36,666,667 CFU/종자의 수준에 도달하였다. 각각의 점은 풀당 5개의 종자를 가진 3개의 풀의 평균 ± 표준 오차를 나타낸다.
도 8a 및 8b는 각각 발아 전 Microprime™ 대두 종자 내부의 바실러스 서브틸리스(균주 S3C23) 내생포자의 개체군 증가 및 개체군 증가의 로그를 도시한다. Murashige 및 Skoog 50% 배지를 가진 한천 플레이트에 파종된 종자는 파종 시 처음에 123,333 콜로니 형성 유닛(CFU)을 가졌다. 3일 후, 종자 내부의 개체군은 674,666,667 CFU/종자의 수준에 도달하였다. 각각의 점은 풀당 5개의 종자를 가진 3개의 풀의 평균 ± 표준 오차를 나타낸다.
도 9는 Microprime™ 종자 처리 후 1개월 내지 18개월의 기간에서 Microprime™ 옥수수 종자 내부의 바실러스 서브틸리스 내생포자(균주 S3C23)의 생존율을 도시한다. 각각의 시점은 풀당 5개의 종자를 가진 3개의 풀의 평균 ± 표준 오차를 나타낸다. 18개월에 S3C23 Microprime™ 종자의 발아율은 처리되지 않은 종자와 동일하게 98.33%(n = 처리당 60개의 종자)이었다.
도 10은 전체적으로 본원에 참고로 포함되는 문헌[Zhuang et al. , 2018]에 따라 4-니트로페놀 및 아세트산으로의 4-니트로페닐 아세테이트의 효소 가수분해에 의해 측정되었을 때 바실러스 서브틸리스(균주 S3C23)의 액체 배양물로부터 제조된 용해물 샘플의 탄산 탈수효소 활성을 도시한다. 값은 탄산 탈수효소(CA) 활성/총 단백질(mg/㎖)로서 제공된다. 샘플의 활성은 pH 7.5에 비해 pH 8.5에서의 가파른 증가를 나타내며, 이것은 탄산 탈수효소의 예상된 pH 의존성과 일치한다.
도 11은 탄산칼슘(CaCO3)으로서 탄산염 및 중탄산염 이온의 효소 유도 침전을 도시한다. 바실러스 서브틸리스(균주 S3C23)로부터 제조된 용해물, 또는 재조합 소 탄산 탈수효소 또는 소 혈청 알부민(BSA, 음성 대조군)을 CaCl2(최종 농도 100 mM) 및 Tris pH 8(최종 농도 200 mM) 및 50% CO2 포화 물(반응을 시작하기 위해 마지막에 첨가됨)과 혼합하였다. 탄산칼슘 형성까지의 시간을 육안으로 평가하고 기록하였다. 값은 비생물적(abiotic) CaCO3 침전까지의 시간으로 정규화된다. 재조합 소 CA는 용량 의존적 방식으로 빠르게 침전을 유도하였다. 500 ㎕ S3C23 용해물은 비생물적 침전보다 현저히 빠르게 침전을 유도하였다.
본 발명의 다양한 실시양태가 본원에 제시되고 설명되었지만, 이러한 실시양태가 단지 예로서 제공된다는 것은 당분야의 숙련된 자에게 자명할 것이다. 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 많은 변경, 변화 및 치환이 당분야의 숙련된 자에게 인식될 수 있다. 본원에 기재된 본 발명의 실시양태에 대한 다양한 대안이 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
식물 재배에 사용되는 토지는 식물 뿌리 및 토양 마이크로바이옴(microbiome) 호흡의 결과로서 대기 CO2 수준에 비해 상당히 상승된 CO2 수준으로 인해 CO2 격리를 위한 이상적인 위치를 제공한다.
본원에 기재된 바와 같이, 식물 종자, 및 식물 종자로부터 유래한 식물은 본원에 기재된 하나 이상의 미생물에 의해 변형되어, 식물이 재배되는 주어진 토양 구획에서 중탄산염 생성 및 광물 형성을 향상시킬 수 있다. 중탄산염 생성의 느린 속도 제한 단계는 탄산 탈수효소(CA)로서 지칭되는 효소의 사용에 의해 가속화될 수 있다. 아연 함유 금속효소인 CA는 중탄산염과 양성자로의 CO2의 가역적 수화를 비-효소 과정보다 약 107 더 높이 촉진한다. CA는 CO2의 가역적 수화를 촉진하는 것으로 알려진 가장 빠른 효소이며, 다양한 유형의 CA의 전형적인 속도는 10 내지 106 s-1에 도달할 수 있다. CA는 동물, 식물, 고세균 및 박테리아에 편재되어 있다. 이것은 세포내 및 세포외 CA를 생성하는 토양에서 일반적으로 발견되는 많은 진균 및 박테리아를 포함한다. CO2에 대한 CA의 극히 높은 선택성으로 인해, CA는 다른 오염 기체와 혼합된 기체의 CO2 격리를 위한 완벽한 후보가 된다. 대기 CO2를, 다양한 양이온과 반응함으로써 침전되어 광물을 형성할 수 있는 중탄산염(HCO3 -)으로 격리시키는 데 있어서 CA의 역할을 보여주는 다수의 설득력 있는 증거가 있다(20, 21).
본 개시내용에 따르면, 높은 CA 활성, 또는 주어진 토양 구획에서 원하는 양의 HCO3 -을 생성하기에 충분한 CA 활성을 기반으로 하나 이상의 미생물을 선택할 수 있다. 이 미생물은 본원에 기재된 바와 같이 다양한 식물 종자, 식물 및/또는 뿌리 근권과 관련될 수 있다. 일부 실시양태에서, 낮은 CA 발현 수준을 가진 미생물은 CA 발현을 향상시키도록 유전적으로 변형될 수 있다. 일부 실시양태에서, CA를 발현하지 않는 미생물은 CA를 발현하도록 유전적으로 변형될 수 있다.
본원에 기재된 조성물로부터 유래한 식물은 토양에서 중탄산염 및 광물 형성을 향상시키기 위해 주어진 토양 구획에서 재배될 수 있다.
탄산 탈수효소(CA) 유도 광물화 과정은 중탄산염 이온으로의 CO2의 가역적 수화로 시작한다(식 1에 나타냄).
가수분해를 통해 중탄산염으로부터 탄산염 이온을 생성하는 것은 광물화의 두 번째 단계이다(식 2에 나타냄). 이러한 탄산염 및 중탄산염 이온은 배지의 pH를 증가시킨다. 배지의 pH는 미생물에 의한 암모니아 생성에 의해 9.2까지 더 상승될 수 있다.
광물화의 최종 단계는 양이온에 의한 탄산염 및 중탄산염 이온의 침전을 포함한다(식 3).
토양은 천연적으로 존재하는 다양한 유형의 양이온을 갖기 때문에, 뿌리 및/또는 근권에서 발견되는 CA 발현 토양 미생물은 지속적으로 CO2를 광물로 전환시키는 데 매우 적합하다. CA는 또한 다수의 탄산염 및 중탄산염을 방출함으로써 액체 배지에서 일부 광물의 과포화를 상승시키는 부차적인 역할을 할 수 있다. 생광물화(Biomineralization) 과정은 바실러스 서브틸리스의 탄산염 생광물화에서 역할을 하는 lcfA(5개의 유전자 lcfA, ysiA, ysiB, etfB 및 etfA로 구성됨)로서 알려진 유전자 클러스터에 의해 더 가속화될 수 있다.
현재까지 효과적인 CO2 격리를 위해 미생물을 CO2 배출 부위(뿌리)로 100% 전달할 수 있는 기술은 이용될 수 없다. 토양의 생산성을 유지할 뿐만 아니라 대기로 방출될 수 있는 CO2를 포집하기 위해 본원에 기재된 조성물을 Microprime™과 통합하는 것은 농업 관행에 매우 적합하다. 또한, 본원에 기재된 방법 및 조성물은 에이커당 단지 $0.20의 비용이 소요되고 농경지 또는 농작물에 위협이 되지 않는 환경 친화적으로 제제화된 환경 미생물을 사용하기 때문에 비용 효과적이다.
본원에 기재된 미생물은 탄소 배출 수준을 감소시킴으로써, 다양한 형태로 CO2를 포집하여 지상 탄소 격리를 증가시킬 것이다. 본원에 기재된 미생물은 다양한 기작을 이용하여 CO2를 다수의 미생물 생성물로 효율적으로 포집한다. 두드러진 생성물들 중 하나는 중탄산염 및 광물(고체)일 것이다. 광물은 방해석, 아라고나이트, 백운석 및 석회석을 포함할 수 있다. 미생물 생성물들 중 하나인 석회석(CaCO3)은 기체 CO2를 격리시키는 것 이외에 농경지에 유익할 것이다. 토양에서의 방해석 형성은 농민이 토양의 생산성을 유지하기 위해 석회석 처리를 이용할 필요가 없게 할 수 있다. 석회석은 토양의 구조를 개선하고 이의 pH를 증가시킨다.
식물 종자 및 박테리아를 포함하는 조성물
특정 측면에서, 본원은 식물 종자, 및 이 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물을 포함하는 조성물을 개시하는 것으로, 이때 상기 하나 이상의 미생물은 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 미생물이거나 이로부터 유래한다.
바이오프라이밍(biopriming) 및 종자 처리 방법론: Microprime™
전형적인 종자 프라이밍 프로토콜은 필요한 프라이밍제(무기 및 유기 염, 나노입자, 식물 생장 조절 물질 및/또는 식물 생장 촉진 박테리아)를 함유하는 임의의 용액에 종자를 침지시킨 후 종자를 재건조하는 단계를 포함한다. 이것은 전체적으로 본원에 참고로 포함되는 문헌[Heydecker et al., 1973; Mahakham et al., 2017; McDonald, 1999; Song et al., 2017; Wright et al., 2003]에서 확인된 바와 같이 유근 발아를 제외한 발아 과정의 시작으로 이어진다. 삼투 용액을 사용하는 종자 프라이밍(오스모프라이밍(osmopriming))은 수십 년 동안 진행되어 왔으며(Heydecker et al., 1973) 현재 선택된 고가의 원예 종자에서 일반적인 상업적 관행이다. 이 개념은 또한 곡류 및 콩류 작물의 하이드로프라이밍으로 확장되었고, "농장에서의(on farm)" 프라이밍 기법이 되살아났다(Harris et al., 2001). 최근 몇 년 동안, 여러 금속 및 탄소 기반 나노입자(예를 들어, AgNPs16, AuNPs5, CuNPs17,18, ZnNPs17,18, 풀러렌22 및 탄소23 나노튜브 등)가 일부 작물에서 종자 발아, 묘목 생장 및 스트레스 내성을 촉진하기 위한 종자 프라이밍제로서 적용되었다(Mahakham et al., 2017). 다양한 프라이밍 기법(예를 들어, 하이드로프라이밍, 오스모프라이밍, 나노프라이밍 등) 중에서, 미생물 세포를 사용하여 이 절차를 수행할 때, 종자 내부의 내부 공간은 박테리아 접종 및 콜로니화를 위한 잠재적으로 이상적인 조건을 가진다(전체적으로 본원에 참고로 포함되는 문헌[McQuilken et al., 1998; Ashraf and Foolad, 2005; Bennett et al., 2009; Tabassum et al., 2018; Wright et al., 2003]).
90년대 초반 이후 바이오프라이밍 방법은 광범위한 작물을 위해 광범위하게 사용되고 있고 의심할 여지없이 환경 친화적인 농업기술로서 인식되었다(전체적으로 본원에 참고로 포함되는 문헌[O'Callaghan, 2016; Taylor and Harman, 1990]). 종종, 바이오프라이밍 기법은 전체적으로 본원에 참고로 포함되는 문헌[El-Mougy and Abdel-Kader, 2008; Muller and Berg, 2008; Song et al., 2017; Saber et al., 2012]에 의해 제공되는, 전체 미생물, 이들의 삼출물 또는 일부 생물학적 활성 화합물을 종자 외부에 적용하는 것으로서 잘못 정의된다. 더 정확히 말하자면, 바이오프라이밍은 묘목의 발아율과 균일성을 촉진하고 식물 특성도 개선함으로써, 생물학적(유익한 미생물을 사용한 종자의 접종) 및 생리학적 요소(종자 수화)를 종자 내로 혼입한다. 미생물로 처리된 종자는 미생물로 종자 처리를 수행하는 동안 세포가 살아있을 수 있으므로, 첨가된 미생물의 콜로니화 및 증식이 종자 내부에서 일어나야 한다는 점에서 다른 생물학적 종자 처리와 근본적으로 상이하다. 그러나, 종래 기술 수준으로부터의 대부분의 문헌은 차이점을 상세히 설명하는 데 엄격하지 않다. 구체적으로, 1) 관련 기간(수개월) 동안 종자 내부의 생물학적 작용제의 생존 및/또는 증식, 2) 처리 후 수개월 후 종자 저장 수명 및 효과적인 발아, 3) 효과적인 미생물 접종, 및 종자가 저장되는 관련 시간 후 식물 상호작용, 및 4) 확장 가능함으로써, 기존 종자 사업 모델 내에서 실행될 수 있는 잠재력을 가진 경제적으로 실행 가능한 방법론(종자 처리에 필요한 시간, 자재 및 에너지와 같은 관련 요소를 고려함)에 대한 결과 또는 연구는 아직 보고되지 않았다. 더욱이, 바이오-오스모프라이밍만이 박테리아 코팅 절차와 관련될 때 발아 및 식물 생장 특성의 균일성을 상당히 향상시키는 것으로 입증되었다(전체적으로 본원에 참고로 포함되는 문헌[Bennett et al., 2009; Raj et al., 2004; Sharifi, 2011; Sharifi et al., 2011; Shariffi et al., 2012]. 여러 연구자들은 20분 내지 수일의 인큐베이션 시간을 보고하였다(전체적으로 본원에 참고로 포함되는 문헌[Bennett et al., 2009; Bennett and Whipps, 2008b, 2008a; Murunde and Wainwright, 2018]). 또한, 세포 현탁액은 생물학적 작용제(즉, 포자, 내생포자 또는 영양 세포)의 유형에 따라 넓게는 종자 그램당 105개 내지 109개의 세포를 가진다(Wright et al., 2003; Saber et al., 2012; Raj et al., 2004; Murunde and Wainwright, 2018). 사실상, 바이오프라이밍은 여러 연구자들에 의해 여러 방식으로 실행되고 설명되었으나, 여전히 조사되고 논의될 필요가 있는 모호한 접근법이다(전체적으로 본원에 참고로 포함되는 문헌[Bennett et al., 2009; Callan et al., 1990, 1991; Chakraborty et al., 2011; Mirshekari et al., 2012; Moeinzadeh et al., 2010; Raj et al., 2004; Reddy, 2013; Sharifi, 2011; Sharifi et al., 2011; Sharifi et al., 2012].
최신 기술에 따르면, 오이 식물에 대한 면역을 유발하는 바실러스 종 삼출물의 사용은 연구진(Song et al.,)(Song et al., 2017)에 의해 설명되었다. 이 접근법은 1) 박테리아 접종물 또는 이로부터 유래한 식물 생장 촉진제를 사용하지 않고 대신 종자가 화합물에 기반한 펩티드에 의해 바이오프라이밍되고; 2) 살아있는 미생물 또는 이의 삼출물이 종자 발아의 휴면 후 초기 단계에서 배아와 접촉하도록 살아있는 미생물을 종자 내부에 혼입하지 않고; 3) 생물학적 작용제(예를 들어, 사이클로디펩티드)가 종자에 들어가고 식물 배아의 초기 단계에서(과피 파열 전) PGP 효과(유전자 발현의 변화)를 프라이밍했는지를 확인하지 않고; 4) 시간 경과에 따른 식물 면역 유발제의 유도제의 안정성에 대한 정보를 주지 않기 때문에 방법 및 범위 둘 다에서 몇 가지 오해의 소지가 있는 결과를 가진다. 이 마지막 문제는 상업적으로 실현 가능한 농업용 미생물 기술이 현재 농업 유통 시스템과 호환되기 위해서는 비교적 오랜 기간(예를 들어, 6개월 이상) 동안 안정해야 하기 때문에 특히 중요하다. 또한, 이 참고문헌 연구에서 사용된 생물학적 프라이밍제는 특히 시간 경과에 따라 불안정하고 비생물적 환경 요인 및 생물적 환경 요인(예를 들어, 온도, pH, 다른 미생물에 의한 생분해 활성 등)에 의해 변화되기 쉽다.
세라티아 플리무티카(Serratia plymuthica) 균주 HRO-C48은 종자에 대한 접종 절차를 위한 생물학적 작용제로서 보고되었다(Muller and Berg, 2008). 이 연구는 펠릿화, 필름 코팅 및 바이오-오스모프라이밍으로서 세 가지 상이한 기법을 비교하고자 시도하였다. 종자 처리 및 저장 직후 측정된 종자당 세포 수에도 불구하고, 저자는 농업 산업을 위해 상업적으로 실현 가능하도록 생성물의 저장 수명을 정확히 정량하지 못하였다. 실제로, 균주 HRO-C48 생존율은 매우 짧은 저장 기간(30일)에 걸쳐 측정되었다. 저자에 의해 보고된 추가 모호한 주제는 1) 종자 침지를 위해 높은 초기 세포 밀도를 조절하였고, 2) 생물학적 작용제의 존재 하에서 종자의 긴 인큐베이션 시간(12시간으로서 보고됨)이 이용되었기 때문에 바이오프라이밍 최적화 절차에 의존한다. 확실히, 이 측면의 전부가 종종 방법의 산업적 및 상업적 구현을 위한 실행 가능한 파라미터가 아니다(Muller and Berg, 2008).
합성 미생물 제제를 종자 내부에 혼입하는 것을 제안하는 일부 다른 연구도 최신 기술에 보고되었다. 예를 들어, 미국 특허 제2016/0338360A1호 및 제2016/0330976A1호는 유익한 박테리아를 함하는 종자를 언급하였다. 이 참고문헌 연구들 둘 다에서 제시된 방법은 최종적으로 원하는 미생물을 함유하는 종자를 수득하기 위해 식물의 꽃 및 상이한 부분의 직접 접종에 기반한다(전체적으로 본원에 참고로 포함되는 문헌[Mitter et al, 2016a, 2016b]).
본원은 앞서 설명된 문제를 직접 해결하는, 종래 바이오프라이밍 기술에 대한 효과적이며 신뢰할 수 있는 신규 대안을 개시한다. Microprime™으로 표시된 제안된 종자 처리 방법은 원하는 미생물을 가진 상업용 종자를 수득하는, 잘 설계되고 계산되고 실행되고 제어되는 과정이다. 정확하게는, 본원은 과정 비용, 시간 및 에너지, 시간 경과에 따른 기술 안정성(식물 배아 및 접종제 둘 다), 다중토양 호환성, 다양한 환경 조건 하에서의 안정성, 및 또한 농자재에 대한 기준 유통망과의 호환성을 고려하는 산업적으로 확장 가능한 과정을 통해 단일 미생물 및/또는 미생물의 합성 공동체(consortia) 및/또는 이의 삼출물 및/또는 이의 개별화된 생체분자를 종자의 내부에 혼입하는 안정한 미생물 종자 처리 방법을 개시한다. 이 방법은 종자내 침투성을 향상시키기 위한 계면활성제 및/또는 종자 내부에서의 미생물 콜로니화를 향상시키기 위한 일군의 영양분 및/또는 박테리아 내생포자 형성을 향상시키기 위한 보충 시약 이외에, 특정 양의 유익한 미생물 또는 미생물의 합성 공동체 및/또는 이의 삼출물 및/또는 이의 개별화된 생체분자로 보충된 삼투 활성 액체 배지의 수용액에서 종자를 제어 가능하게 경제적으로 신속히 흡수팽윤시키는 단계를 포함한다. 처리된 종자의 생물학적 작용제 생존 및 연장된 저장 수명은 Microprime™ 종자 기술에 의해 보장된다.
본원에 개시된 조성물 및 방법은 식물 특성을 가능하게 하고 그의 수율을 향상시키는 신규 전략을 제안한다. 이 전략은 아래에 설명된 특정 종자 처리 방법(Microprime™)의 실행에 의해 달성되는, 식물 종자의 두 가지 효과에 기반한다.
1. 기능성 박테리아를 종자 내로 로딩함: 내생포자 형성 박테리아 및/또는 내생포자는 현재 종자 처리 방법의 실행에 의해 종자 내로 로딩된다. Microprime™ 종자 처리의 결과로서, 내생포자 형성 박테리아 및/또는 내생포자는 도 2, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 것처럼 종자 과피와 이의 호분 세포층 사이에 위치한 공간에서 종자에 배치된다. 종자 내로 혼입된 내생포자 형성 박테리아 및/또는 내생포자는 식물 근권을 효과적으로 콜로니화하는 능력을 갖고 CO2를 중탄산염 및 궁극적으로 탄산염 광물로 전환시켜 CO2를 격리시키는 능력도 가진 균주에 상응한다. 선택된 박테리아의 내생포자 전환 능력 및 종자 내부에서의 그의 배치는 Microprime™ 종자 처리 후 및 전체 상업적 저장 동안 안정성을 보장한다. 이 과정은 시간 경과에 따른 박테리아 세포 수에 의해 확인된다.
본원에 개시된 방법 및 조성물이 가치 있고 실제 산업 규모의 적용 가능성을 갖기 위해서는, 이 방법이 비용 효율적이고 확장 가능할 필요가 있다. 본원에 개시된 종자 처리 과정과 같은 종자 처리 과정에서, 시간, 자재 및 에너지를 필요로 하는 여러 단계가 있다. 본원에 개시된 방법 및 조성물은 종자 처리 프로세싱 비용 및 시간을 가능한 낮추는 것을 최우선 순위로서 가진다. Microprime™ 방법론은 20분 내지 16시간 미만 동안 종자 흡수팽윤을 수행하면서 실온(20℃ 내지 24℃)에서 수행될 때 종자 처리 과정을 효과적으로 만드는 것을 목표로 한다. 후자는 Microprime™ 종자 처리 후 종자 내부에서 원하는 최소한의 수의 박테리아, 내생포자 형성 박테리아 및/또는 내생포자를 갖는 것 이외에, 박테리아가 시간 경과에 따라 안정하고 생존 가능한 상태로 유지될 필요가 있기 때문에 달성하기 쉽지 않으므로, (생성물로서) 종자는 Microprime™ 종자 처리가 없는 기존 종자와 마찬가지로 저장, 포장, 물류 및 파종 과정을 통해 영향을 받지 않을 수 있다.
제안된 방법론은 미리 소독된 종자를, 영양분, 계면활성제 및 염을 함유하는 종자 처리 배지(이하, Microprime™ 용액)에 흡수팽윤시키는 단계로 구성된다. 도 3은 종자 처리 과정을 도시하는 과정 도식을 보여준다.
박테리아 종자 처리의 안정성
시간 경과에 따라 종자 내부의 박테리아의 안정성은 해결해야 할 단순한 문제가 아니고 자명한 문제도 아니다. 본원에 개시된 종자 처리 방법론(Microprime™종자 처리)을 이용하여 박테리아를 종자 내로 혼입할 때, 옥수수 종자의 경우 박테리아가 위치하는 종자 내부의 부위가 도 5a 및 5b에 표시되어 있다.
도 5a에서 Microprime™ 종자 처리(분홍색 필라멘트) 후에 적색 형광 단백질(RFP)로 표시된 박테리아가 머무르는 옥수수 종자 내부의 공간을 인식할 수 있다. 이 부위는 내배유와 배아를 외층으로부터 분리하는, 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간이다. 이것은 일부 미생물이 제한된 시간 동안 편안하게 머무를 수 있는 부위이고, 제한된 시간 후 이용 가능한 영양분의 고갈로 인해 필연적으로 세포가 사멸하거나 일부 특정 미생물의 경우 내생포자 형성의 과정을 시작한다(퍼미큐테스, 프로테오박테리아 및 악티노박테리아 문의 박테리아). 상기 언급된 부위에 맡겨지는 것의 이점은 미생물이 그의 즉각적인 무결성에 영향을 미칠 수 있는 외부 요소, 예컨대, 다른 미생물 또는 탈수로부터 보호된다는 점이다.
영양분 결핍으로 인한 오랜 시간 동안 생존율 문제를 해결하기 위해, 상기 방법론은 이에 대처하기 위해 박테리아 유형에 의존할 것이다. 특정 조건 하에서(주로 실행 가능성 위험을 감지하는 시나리오) 증식을 멈추고 내생포자로서 지칭되는 물리적 상태로 들어가는 능력을 가진 박테리아가 있다. 내생포자로서, 박테리아는 연장된 시간 동안 영양분으로부터 자유로울 수 있는 휴면 시나리오에 들어간다. 내생포자를 생성하는 능력을 가진, 주로 퍼미큐테스, 프로테오박테리아 및 악티노박테리아 문의 박테리아의 경우, Microprime™ 용액은 일단 박테리아가 종자 내로 혼입되면 박테리아가 이 무기력 상태로 들어가게 하는 특정 염으로 보충된다. 후자를 수행함으로써, 종자 내부의 박테리아의 생존율은 시간 경과에 따라 보장된다. 내생포자가 수분과 영양분의 유리한 조건 하에서 다시 발견될 때(예를 들어, 종자가 파종될 때), 내생포자는 활성 박테리아 상태(영양 세포)로 돌아가 정상적인 기능과 영양 번식을 시작한다.
또 다른 전략은 종자 처리 과정을 수행하는 동안 박테리아가 전환되게 하기보다는 내생포자로 Microprime™ 용액을 직접 보충하는 것이다. 후자는 Microprime™ 종자 처리 후 발견될 수 있는 종자당 내생포자의 관점에서 더 우수한 수율을 보여주었다.
하기 표 1은 내생포자로 전환되는 능력으로 인해 이 제안된 신규 종자 처리에서 특별히 관심을 끄는 일부 박테리아 속을 보여준다.
바실러스 속의 박테리아는 내생포자 형성 능력이 가장 풍부한 박테리아 중 하나이다. 종자 내부의 박테리아의 적절한 증식을 위해, Microprime™ 용액을 선택된 박테리아와 특별히 호환될 수 있는 영양분으로 보충하거나, 대안적으로 원하는 박테리아의 내생포자를 종자 내로 혼입하는 Microprime™ 용액을 직접 생성할 필요가 있다.
종자 배아의 생물학적 프라이밍
본 개시내용의 방법은 앞서 설명된 바와 같이 설계된 박테리아 조성물로 식물 종자를 처리하는 것을 고려한다(Microprime™ 종자 처리). 이러한 처리는 문헌[Smith et al.]에 처음 기재된 처리인, 박테리아 혼입을 허용하기 위한 종자의 삼투 침투를 이용하여, 화학적 프라이밍제를 종자 내로 도입할 수 있고, 이것은 현재 오스모프라이밍으로서 지칭된다. 그러나, 이 개시내용의 방법은 일단 휴면이 끝나면 배아의 직접적인 생물학적 프라이밍을 통해 발아 묘목의 초기 컨디셔닝의 형성을 유발하거나 촉진하는 것을 목적으로 박테리아 개체군을 휴면 종자 내로 혼입하도록 개조되어 왔고, 적절한 환경 또는 농경 조건은 발아의 첫 번째 단계를 유도한다. 이 신규 접근법은 생물학적 프라이밍의 형성을 유발하거나 촉진하도록 설계된 이전에 개시된 박테리아 제제에 대해 전례 없는 이점을 제공하는데, 이는 혼입된 박테리아가 휴면 종자 내부에서 보호되고 스스로 또는 그들의 삼출물의 작용에 의해 가능한 가장 초기 발달 단계로부터의 배아의 지속적인 프라이밍의 형성을 유발하거나 촉진하도록 편리하게 위치되기 때문이다. 나아가, 처리된 종자는 조작, 영양 첨가제, 방부제 또는 관개에 대한 임의의 추가 요건 없이, 그리고 해충 또는 식물 질환 제어 작용제와 관련된 비호환성 제한 없이 표준 농경 관행에 따른 정기적인 운송, 저장, 코팅, 펠릿화 및 파종 처리가 가능하다. 따라서, 본원에 기재된 방법(Microprime™ 종자 처리)은 종자 바이오프라이밍(Mahmood et al., 2016)에 비해 분명한 이점도 제공하는데, 이는 종자 바이오프라이밍 방법이 종자의 사전발아 및 휴면 종료를 포함하여, 저장 생존을 감소시키고 조작과 처리 실현 가능성을 제한하기 때문이다.
또한, 본 개시내용의 방법은 미생물 생장을 위한 반응기로서 모식물을 사용하거나 식물 성적 기관을 접종시켜 종자를 접종하는 것으로 종래 보고된 방법과 상이하다(Mitter et al., 2016a; Mitter et al., 2016b). 이러한 방법은 성공적인 접종물이 식물 표적 기관 또는 조직 내에서 생존할 수 있어야 하고, 내생성 미생물과 경쟁할 수 있어야 하고 스스로 종자 내부 공간에 접근할 수 있어야 하기 때문에 최종적으로 종자 내로 혼입될 수 있는 박테리아의 유형에 있어서 내재적인 편향을 내포한다. 본원에 제시된 Microprime™ 전략은 내장성 능력 또는 조직 생존에 의해 방해받지 않는데, 이는 인위적으로 혼입된 박테리아가 내생공생생물일 필요가 없거나, 성숙 식물의 방어 반응에 직면할 필요가 없거나, 내장성 미생물총을 능가할 필요가 없으나, 충분히 오래 생존하거나 이의 삼출물이 식물 배아에 도달하여 식물의 분자 프라이밍의 형성을 유발할 수 있거나 촉진할 수 있을 것만이 요구되기 때문이다.
상기 언급된 독특한 이점 및 차별화 특징으로 인해 본 개시내용의 방법은 박테리아 식물 생장 자극에 이용되는 기법의 숙련된 자에게 자명하지 않다. 사실상, 이 전략이 성공하기 위해서는, 처리 조성물을 위한 후보 박테리아가 식물 생장 촉진 미생물의 표준 제제에서 반드시 고려되지는 않는 특정 핵심 조건을 충족해야 한다. 먼저, 종자 내부에서 경쟁 및/또는 길항작용 효과를 피하기 위해 전술된 효과 및 호환 가능성 기준을 사용하여 박테리아 조성물을 설계해야 한다. 이 효과의 부재는 조성물이 제제화되기 전에 실험적으로 평가되어야 한다. 설계된 조성물에 함유된 각각의 박테리아, 포화 곡선의 결정, 및 저장 시간 및 종자 처리 절차 동안 박테리아 생존에 대해 종자 내부화를 평가해야 한다. 나아가, 원하는 박테리아의 존재와 생존율, 및 다른 구성요소 균주에 비해 각각의 구성요소 균주의 상대적 존재도를 평가하기 위해 종자 내부 조직의 분석도 수행해야 한다.
특정 박테리아 조성물로 처리하기 전에 식물 재료도 컨디셔닝해야 한다. Microprime™ 종자 처리의 효과를 측정하는 동안 임의의 배경 노이즈(noise)를 제거하기 위해 종자를 살균할 수 있다.
일단 Microprime™이 일어나면, 병원체들 사이에 방어, 비생물적 스트레스 내성 및 발달과 관련된 마커 유전자의 전사 분석은 처리된 종자에 대한 유익한 박테리아의 영향을 확인하기 위해 결정되어야 한다. 이 분석은 종자의 휴면 단계 후 및 종자 과피와 내배유 파열 및 유근 발아 전에 수행되어야 한다. 휴면 종자의 이전 박테리아 처리에 기인한 발달 중인 배아의 전사 변화의 평가도 프라이밍 효과의 빠른 확인을 제공하기 때문에 상기 방법론의 검증에서 중요한 단계이고, 결과는 종자 외부부터 발달 중인 식물 조직까지 다른 미생물에의 접근 및/또는 주변 토양 또는 생장 기질의 화학적 조성을 포함하는, 종자 파열 후에 나타나는 외부 요인에 의해 영향을 받을 수 없다.
본원에 개시된 방법 및 조성물은 종자와 호환 가능한 박테리아 조성물, 박테리아와 호환 가능한 영양분(비-내생포자 형성 박테리아를 사용하는 경우), 및 실온에서 짧은 종자 침지 시간 동안 종자 내로의 박테리아 세포 로딩을 증가시키기 위한 계면활성제 및 내생포자로의 내생포자 형성 박테리아의 전환율을 증가시키기 위한 보충된 광물을 함유하는 식염수 내로 종자를 혼입하는 Microprime™ 종자 처리 방법으로 요약될 수 있다.
도 3은 안정한 미생물 기술 종자 처리를 얻기 위한 본 방법론을 도시한다.
변형된 식물 종자
한 측면에서, 본원은 종자 내로 혼입된 미생물 또는 미생물의 삼출물을 포함하는 변형된 식물 종자를 제공한다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 CO2를 중탄산염 및 궁극적으로 탄산염 광물로 전환시킴으로써 CO2를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, CO2는 중탄산염의 형성에 의해 격리된다. 일부 실시양태에서, CO2는 하나 이상의 탄산염 광물의 형성에 의해 격리된다. 일부 바람직한 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자이다.
일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 종자의 내부 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 과피 아래의 종자 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 과피와 호분 세포층 사이에서 종자 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 종자의 배아와 접촉한다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 종자의 배아와 접촉하지 않는다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 종자의 내배유와 접촉한다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 종자의 내배유와 접촉하지 않는다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 종피와 종자 배아 사이의 공간에서 종자 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간 내로 혼입된다.
변형된 식물 종자는 임의의 유형의 식물 종자일 수 있다. 일부 실시양태에서, 변형된 종자는 단자엽 종자이다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 옥수수, 밀, 벼, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리 또는 수수 종자이다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 옥수수 종자이다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 제아 메이즈(Zea maize) 종자이다. 일부 실시양태에서, 종자는 대두 종자이다. 일부 실시양태에서, 종자는 글리신 맥스(Glycine max) 종자이다. 일부 실시양태에서, 종자는 벼 종자이다. 일부 실시양태에서, 종자는 오리자 사티바(Oryza sativa) 종자이다. 일부 실시양태에서, 변형된 종자는 쌍자엽 종자이다. 일부 실시양태에서, 종자는 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 상추, 토마토 또는 양배추 종자이다. 일부 실시양태에서, 종자는 유전적으로 변형 유기체(GMO) 종자이다. 일부 실시양태에서, 종자는 비-GMO 종자이다.
종자 내로 혼입된 미생물 또는 삼출물의 양은 토양에서 CO2를 효과적으로 격리시키기 위해 충분한 수준이어야 한다. 일부 실시양태에서, 종자 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 콜로니 형성 유닛(CFU) 내지 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 종자 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 CFU 내지 약 500 CFU, 약 250 CFU 내지 약 750 CFU, 약 250 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 750 CFU, 약 500 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 3,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 3,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 또는 약 4,000 CFU 내지 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 종자 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 CFU, 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU, 약 4,000 CFU, 또는 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 종자 내로 혼입된 미생물의 양은 적어도 약 250 CFU, 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU, 또는 약 4,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 종자 내로 혼입된 미생물의 양은 최대 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU, 약 4,000 CFU, 또는 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 적어도 약 500 CFU가 종자 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 적어도 약 1000 CFU가 종자 내로 혼입된다.
일부 실시양태에서, 종자 내로 혼입된 미생물 또는 삼출물은 연장된 기간 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 종자는 약 3개월 내지 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 종자는 약 3개월 내지 약 6개월, 약 3개월 내지 약 9개월, 약 3개월 내지 약 12개월, 약 3개월 내지 약 15개월, 약 3개월 내지 약 18개월, 약 3개월 내지 약 21개월, 약 3개월 내지 약 24개월, 약 3개월 내지 약 30개월, 약 3개월 내지 약 36개월, 약 6개월 내지 약 9개월, 약 6개월 내지 약 12개월, 약 6개월 내지 약 15개월, 약 6개월 내지 약 18개월, 약 6개월 내지 약 21개월, 약 6개월 내지 약 24개월, 약 6개월 내지 약 30개월, 약 6개월 내지 약 36개월, 약 9개월 내지 약 12개월, 약 9개월 내지 약 15개월, 약 9개월 내지 약 18개월, 약 9개월 내지 약 21개월, 약 9개월 내지 약 24개월, 약 9개월 내지 약 30개월, 약 9개월 내지 약 36개월, 약 12개월 내지 약 15개월, 약 12개월 내지 약 18개월, 약 12개월 내지 약 21개월, 약 12개월 내지 약 24개월, 약 12개월 내지 약 30개월, 약 12개월 내지 약 36개월, 약 15개월 내지 약 18개월, 약 15개월 내지 약 21개월, 약 15개월 내지 약 24개월, 약 15개월 내지 약 30개월, 약 15개월 내지 약 36개월, 약 18개월 내지 약 21개월, 약 18개월 내지 약 24개월, 약 18개월 내지 약 30개월, 약 18개월 내지 약 36개월, 약 21개월 내지 약 24개월, 약 21개월 내지 약 30개월, 약 21개월 내지 약 36개월, 약 24개월 내지 약 30개월, 약 24개월 내지 약 36개월, 또는 약 30개월 내지 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 종자는 약 3개월, 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월, 약 30개월 또는 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 종자는 적어도 약 3개월, 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월 또는 약 30개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 종자는 최대 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월, 약 30개월 또는 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다.
일부 실시양태에서, 종자 내로 혼입된 미생물은 혼입 후 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상, 6개월 이상, 1년 이상 또는 2년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 6개월 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 1년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 2년 이상 동안 안정하다.
식물 종자 내로 혼입된 미생물 또는 이의 삼출물은 본원에서 제공된 미생물들 중 임의의 미생물 또는 임의의 다른 미생물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 미생물은 세균이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 미생물 또는 이의 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 본원에서 제공된 미생물의 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자이다.
박테리아를 혼입하는 방법
한 측면에서, 본원은 하나 이상의 미생물 또는 이의 삼출물을 하나 이상의 식물 종자 내로 혼입하는 방법을 제공한다. 일부 실시양태에서, 이 방법은 식물 종자를 소독하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 이 방법은 종자를, 하나 이상의 미생물 또는 이의 삼출물을 포함하는 용액과 접촉시키는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 이 용액은 염을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 이 방법은 일정 시간 동안 종자를 용액과 함께 인큐베이션하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 시간은 원하는 양의 미생물 또는 이의 삼출물이 식물 종자 내로 혼입되게 하기에 충분하다. 일부 실시양태에서, 이 방법은 원하는 양의 미생물 또는 이의 삼출물을 종자 내로 혼입한다.
일부 실시양태에서, 상기 방법은 종자를, 염을 포함하는 용액과 접촉시키는 단계를 포함한다. 임의의 염이 사용될 수 있다. 일부 바람직한 실시양태에서, 염은 NaCl이다. 일부 실시양태에서, 염은 NaCl, LiCl, KCl, MgCl2, CaCl2, NaBr, LiBr, KBr, MgBr2, CaBr2, NaI, LiI, KI, MgI2 또는 CaI2이다. 일부 실시양태에서, 염은 나트륨, 리튬 또는 칼륨 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 염은 알칼리 금속 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 염은 알칼리성 토금속 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 염은 할라이드 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 염은 알칼리 또는 알칼리성 토류 할라이드 염이다. 일부 실시양태에서, 염은 클로라이드, 브로마이드 또는 요오다이드 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 염은 황산염, 인산염, 탄산염 또는 질산염이다.
염은 임의의 적합한 농도로 용액에 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 0.85% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 0.1% 내지 약 1.25% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 0.1% 내지 약 2.0% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 0.1% 내지 약 0.25%, 약 0.1% 내지 약 0.5%, 약 0.1% 내지 약 0.6%, 약 0.1% 내지 약 0.7%, 약 0.1% 내지 약 0.75%, 약 0.1% 내지 약 0.8%, 약 0.1% 내지 약 0.85%, 약 0.1% 내지 약 0.9%, 약 0.1% 내지 약 0.95%, 약 0.1% 내지 약 1%, 약 0.1% 내지 약 1.25%, 약 0.25% 내지 약 0.5%, 약 0.25% 내지 약 0.6%, 약 0.25% 내지 약 0.7%, 약 0.25% 내지 약 0.75%, 약 0.25% 내지 약 0.8%, 약 0.25% 내지 약 0.85%, 약 0.25% 내지 약 0.9%, 약 0.25% 내지 약 0.95%, 약 0.25% 내지 약 1%, 약 0.25% 내지 약 1.25%, 약 0.5% 내지 약 0.6%, 약 0.5% 내지 약 0.7%, 약 0.5% 내지 약 0.75%, 약 0.5% 내지 약 0.8%, 약 0.5% 내지 약 0.85%, 약 0.5% 내지 약 0.9%, 약 0.5% 내지 약 0.95%, 약 0.5% 내지 약 1%, 약 0.5% 내지 약 1.25%, 약 0.6% 내지 약 0.7%, 약 0.6% 내지 약 0.75%, 약 0.6% 내지 약 0.8%, 약 0.6% 내지 약 0.85%, 약 0.6% 내지 약 0.9%, 약 0.6% 내지 약 0.95%, 약 0.6% 내지 약 1%, 약 0.6% 내지 약 1.25%, 약 0.7% 내지 약 0.75%, 약 0.7% 내지 약 0.8%, 약 0.7% 내지 약 0.85%, 약 0.7% 내지 약 0.9%, 약 0.7% 내지 약 0.95%, 약 0.7% 내지 약 1%, 약 0.7% 내지 약 1.25%, 약 0.75% 내지 약 0.8%, 약 0.75% 내지 약 0.85%, 약 0.75% 내지 약 0.9%, 약 0.75% 내지 약 0.95%, 약 0.75% 내지 약 1%, 약 0.75% 내지 약 1.25%, 약 0.8% 내지 약 0.85%, 약 0.8% 내지 약 0.9%, 약 0.8% 내지 약 0.95%, 약 0.8% 내지 약 1%, 약 0.8% 내지 약 1.25%, 약 0.85% 내지 약 0.9%, 약 0.85% 내지 약 0.95%, 약 0.85% 내지 약 1%, 약 0.85% 내지 약 1.25%, 약 0.9% 내지 약 0.95%, 약 0.9% 내지 약 1%, 약 0.9% 내지 약 1.25%, 약 0.95% 내지 약 1%, 약 0.95% 내지 약 1.25%, 또는 약 1% 내지 약 1.25% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 0.1%, 약 0.25%, 약 0.5%, 약 0.6%, 약 0.7%, 약 0.75%, 약 0.8%, 약 0.85%, 약 0.9%, 약 0.95%, 약 1% 또는 약 1.25% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 적어도 약 0.1%, 약 0.25%, 약 0.5%, 약 0.6%, 약 0.7%, 약 0.75%, 약 0.8%, 약 0.85%, 약 0.9%, 약 0.95% 또는 약 1% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 최대 약 0.25%, 약 0.5%, 약 0.6%, 약 0.7%, 약 0.75%, 약 0.8%, 약 0.85%, 약 0.9%, 약 0.95%, 약 1% 또는 약 1.25% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 0.85% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 0.8% 내지 약 0.9% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 0.75% 내지 약 0.95% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 0.7% 내지 약 1% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 0.5% 내지 약 1.25% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 0.5% 내지 약 2% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 0.1% 내지 0.2%, 0.2% 내지 0.3%, 0.3% 내지 0.4%, 0.4% 내지 0.5%, 0.5% 내지 0.6%, 0.6% 내지 0.7%, 0.7% 내지 0.8%, 0.8% 내지 0.9%, 0.9% 내지 1.0%, 1.0% 내지 1.1%, 1.1% 내지 1.2%, 1.2% 내지 1.3%, 1.3% 내지 1.4%, 또는 1.4% 내지 1.5% 염(w/v)을 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 추가 첨가제를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 디메틸 설폭사이드(DMSO), 1-도데실아자사이클로헵탄-2-온, 라우로카프람, 1-메틸-2-피롤리돈(NMP), 올레산, 에탄올, 메탄올, 폴리에틸렌 글리콜(Brij 35, 58, 98), 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트(예를 들어, Tween 20), Tween 40(폴리옥시에틸레네이트 소르비톨 에스테르), Tween 60, Tween 80(비이온성), 세틸메틸암모늄 브로마이드(CTAB), 우레아, 레시틴(대두로부터 유래한 응고된 지방산), 키토산, 폴록사머 188, 폴록사머 237, 폴록사머 338, 폴록사머 407 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트(예를 들어, Tween 20), 폴록사머 188, 폴록사머 237, 폴록사머 338, 폴록사머 407 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 폴록사머를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트(예를 들어, Tween 20)를 포함한다. 추가 첨가제는 임의의 농도로 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 추가 첨가제는 용액의 최대 약 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.125%, 0.15%, 0.2%, 0.5% 또는 1%(v/v)를 구성한다. 일부 실시양태에서, 추가 첨가제는 용액의 약 0.01% 내지 약 1%(v/v)를 구성한다. 일부 실시양태에서, 추가 첨가제는 용액의 약 0.1%(v/v)를 구성한다.
일부 실시양태에서, 용액은 추가 금속 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 마그네슘, 칼슘, 망간, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 마그네슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 망간을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 마그네슘 및 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 마그네슘 및 망간을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 칼슘 및 망간을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 마그네슘, 칼슘 및 망간을 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 미생물을 위한 하나 이상의 영양분을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 박테리아 생장 배지를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 용원성 브로쓰(LB), 영양분 브로쓰 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 용원성 브로쓰를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 영양분 브로쓰를 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 103 내지 약 1017 콜로니 형성 유닛(CFU)/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 103 내지 약 104, 약 103 내지 약 105, 약 103 내지 약 106, 약 103 내지 약 107, 약 103 내지 약 108, 약 103 내지 약 109, 약 103 내지 약 1010, 약 103 내지 약 1012, 약 103 내지 약 1015, 약 103 내지 약 1017, 약 104 내지 약 105, 약 104 내지 약 106, 약 104 내지 약 107, 약 104 내지 약 108, 약 104 내지 약 109, 약 104 내지 약 1010, 약 104 내지 약 1012, 약 104 내지 약 1015, 약 104 내지 약 1017, 약 105 내지 약 106, 약 105 내지 약 107, 약 105 내지 약 108, 약 105 내지 약 109, 약 105 내지 약 1010, 약 105 내지 약 1012, 약 105 내지 약 1015, 약 105 내지 약 1017, 약 106 내지 약 107, 약 106 내지 약 108, 약 106 내지 약 109, 약 106 내지 약 1010, 약 106 내지 약 1012, 약 106 내지 약 1015, 약 106 내지 약 1017, 약 107 내지 약 108, 약 107 내지 약 109, 약 107 내지 약 1010, 약 107 내지 약 1012, 약 107 내지 약 1015, 약 107 내지 약 1017, 약 108 내지 약 109, 약 108 내지 약 1010, 약 108 내지 약 1012, 약 108 내지 약 1015, 약 108 내지 약 1017, 약 109 내지 약 1010, 약 109 내지 약 1012, 약 109 내지 약 1015, 약 109 내지 약 1017, 약 1010 내지 약 1012, 약 1010 내지 약 1015, 약 1010 내지 약 1017, 약 1012 내지 약 1015, 약 1012 내지 약 1017, 또는 약 1015 내지 약 1017 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 약 103, 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012, 약 1015 또는 약 1017 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 적어도 약 103, 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012 또는 약 1015 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 최대 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012, 약 1015 또는 약 1017 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 적어도 약 106 내지 107 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 1x103 내지 1x104 CFU/㎖; 1x104 내지 1x105 CFU/㎖; 1x105 내지 1x106 CFU/㎖; 1x106 내지 1x107 CFU/㎖; 1x107 내지 1x108 CFU/㎖; 1x108 내지 1x109 CFU/㎖; 1x109 내지 1x1010 CFU/㎖; 1x1010 내지 1x1011 CFU/㎖; 1x1011 내지 1x1012 CFU/㎖; 1x1012 내지 1x1013 CFU/㎖; 1x1013 내지 1x1014 CFU/㎖; 1x1014 내지 1x1015 CFU/㎖; 1x1015 내지 1x1016 CFU/㎖; 또는 1x1016 내지 1x1017 CFU/㎖의 미생물을 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 종자 질량당 원하는 양의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 약 103 내지 약 1017 콜로니 형성 유닛(CFU)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 약 103 내지 약 104, 약 103 내지 약 105, 약 103 내지 약 106, 약 103 내지 약 107, 약 103 내지 약 108, 약 103 내지 약 109, 약 103 내지 약 1010, 약 103 내지 약 1012, 약 103 내지 약 1015, 약 103 내지 약 1017, 약 104 내지 약 105, 약 104 내지 약 106, 약 104 내지 약 107, 약 104 내지 약 108, 약 104 내지 약 109, 약 104 내지 약 1010, 약 104 내지 약 1012, 약 104 내지 약 1015, 약 104 내지 약 1017, 약 105 내지 약 106, 약 105 내지 약 107, 약 105 내지 약 108, 약 105 내지 약 109, 약 105 내지 약 1010, 약 105 내지 약 1012, 약 105 내지 약 1015, 약 105 내지 약 1017, 약 106 내지 약 107, 약 106 내지 약 108, 약 106 내지 약 109, 약 106 내지 약 1010, 약 106 내지 약 1012, 약 106 내지 약 1015, 약 106 내지 약 1017, 약 107 내지 약 108, 약 107 내지 약 109, 약 107 내지 약 1010, 약 107 내지 약 1012, 약 107 내지 약 1015, 약 107 내지 약 1017, 약 108 내지 약 109, 약 108 내지 약 1010, 약 108 내지 약 1012, 약 108 내지 약 1015, 약 108 내지 약 1017, 약 109 내지 약 1010, 약 109 내지 약 1012, 약 109 내지 약 1015, 약 109 내지 약 1017, 약 1010 내지 약 1012, 약 1010 내지 약 1015, 약 1010 내지 약 1017, 약 1012 내지 약 1015, 약 1012 내지 약 1017, 또는 약 1015 내지 약 1017 CFU를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 약 103, 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012, 약 1015 또는 약 1017 CFU를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 적어도 약 103, 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012 또는 약 1015 CFU를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 최대 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012, 약 1015 또는 약 1017 CFU를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 1010 CFU 미만을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 109 CFU 미만을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 108 CFU 미만을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 1011 CFU 미만을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 약 105 내지 약 109 CFU를 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 약 103개 내지 약 1017개의 콜로니 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 약 103개 내지 약 104개, 약 103개 내지 약 105개, 약 103개 내지 약 106개, 약 103개 내지 약 107개, 약 103개 내지 약 108개, 약 103개 내지 약 109개, 약 103개 내지 약 1010개, 약 103개 내지 약 1012개, 약 103개 내지 약 1015개, 약 103개 내지 약 1017개, 약 104개 내지 약 105개, 약 104개 내지 약 106개, 약 104개 내지 약 107개, 약 104개 내지 약 108개, 약 104개 내지 약 109개, 약 104개 내지 약 1010개, 약 104개 내지 약 1012개, 약 104개 내지 약 1015개, 약 104개 내지 약 1017개, 약 105개 내지 약 106개, 약 105개 내지 약 107개, 약 105개 내지 약 108개, 약 105개 내지 약 109개, 약 105개 내지 약 1010개, 약 105개 내지 약 1012개, 약 105개 내지 약 1015개, 약 105개 내지 약 1017개, 약 106개 내지 약 107개, 약 106개 내지 약 108개, 약 106개 내지 약 109개, 약 106개 내지 약 1010개, 약 106개 내지 약 1012개, 약 106개 내지 약 1015개, 약 106개 내지 약 1017개, 약 107개 내지 약 108개, 약 107개 내지 약 109개, 약 107개 내지 약 1010개, 약 107개 내지 약 1012개, 약 107개 내지 약 1015개, 약 107개 내지 약 1017개, 약 108개 내지 약 109개, 약 108개 내지 약 1010개, 약 108개 내지 약 1012개, 약 108개 내지 약 1015개, 약 108개 내지 약 1017개, 약 109개 내지 약 1010개, 약 109개 내지 약 1012개, 약 109개 내지 약 1015개, 약 109개 내지 약 1017개, 약 1010개 내지 약 1012개, 약 1010개 내지 약 1015개, 약 1010개 내지 약 1017개, 약 1012개 내지 약 1015개, 약 1012개 내지 약 1017개, 또는 약 1015개 내지 약 1017개의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 약 103개, 약 104개, 약 105개, 약 106개, 약 107개, 약 108개, 약 109개, 약 1010개, 약 1012개, 약 1015개 또는 약 1017개의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 적어도 약 103개, 약 104개, 약 105개, 약 106개, 약 107개, 약 108개, 약 109개, 약 1010개, 약 1012개 또는 약 1015개의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 최대 약 104개, 약 105개, 약 106개, 약 107개, 약 108개, 약 109개, 약 1010개, 약 1012개, 약 1015개 또는 약 1017개의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 1010개 미만의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 109개 미만의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 108개 미만의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 1011개 미만의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자 그램당 약 105개 내지 약 109개의 세포를 포함한다.
일부 실시양태에서, 종자는 종자당 원하는 양의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 약 103 내지 약 1017 콜로니 형성 유닛(CFU)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 약 103 내지 약 104, 약 103 내지 약 105, 약 103 내지 약 106, 약 103 내지 약 107, 약 103 내지 약 108, 약 103 내지 약 109, 약 103 내지 약 1010, 약 103 내지 약 1012, 약 103 내지 약 1015, 약 103 내지 약 1017, 약 104 내지 약 105, 약 104 내지 약 106, 약 104 내지 약 107, 약 104 내지 약 108, 약 104 내지 약 109, 약 104 내지 약 1010, 약 104 내지 약 1012, 약 104 내지 약 1015, 약 104 내지 약 1017, 약 105 내지 약 106, 약 105 내지 약 107, 약 105 내지 약 108, 약 105 내지 약 109, 약 105 내지 약 1010, 약 105 내지 약 1012, 약 105 내지 약 1015, 약 105 내지 약 1017, 약 106 내지 약 107, 약 106 내지 약 108, 약 106 내지 약 109, 약 106 내지 약 1010, 약 106 내지 약 1012, 약 106 내지 약 1015, 약 106 내지 약 1017, 약 107 내지 약 108, 약 107 내지 약 109, 약 107 내지 약 1010, 약 107 내지 약 1012, 약 107 내지 약 1015, 약 107 내지 약 1017, 약 108 내지 약 109, 약 108 내지 약 1010, 약 108 내지 약 1012, 약 108 내지 약 1015, 약 108 내지 약 1017, 약 109 내지 약 1010, 약 109 내지 약 1012, 약 109 내지 약 1015, 약 109 내지 약 1017, 약 1010 내지 약 1012, 약 1010 내지 약 1015, 약 1010 내지 약 1017, 약 1012 내지 약 1015, 약 1012 내지 약 1017, 또는 약 1015 내지 약 1017 CFU를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 약 103, 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012, 약 1015 또는 약 1017 CFU를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 적어도 약 103, 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012 또는 약 1015 CFU를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 최대 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012, 약 1015 또는 약 1017 CFU를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 1010 CFU 미만을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 109 CFU 미만을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 108 CFU 미만을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 1011 CFU 미만을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 약 105 내지 약 109 CFU를 포함한다.
일부 실시양태에서, 종자는 종자당 원하는 양의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 약 103개 내지 약 1017개의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 약 103개 내지 약 104개, 약 103개 내지 약 105개, 약 103개 내지 약 106개, 약 103개 내지 약 107개, 약 103개 내지 약 108개, 약 103개 내지 약 109개, 약 103개 내지 약 1010개, 약 103개 내지 약 1012개, 약 103개 내지 약 1015개, 약 103개 내지 약 1017개, 약 104개 내지 약 105개, 약 104개 내지 약 106개, 약 104개 내지 약 107개, 약 104개 내지 약 108개, 약 104개 내지 약 109개, 약 104개 내지 약 1010개, 약 104개 내지 약 1012개, 약 104개 내지 약 1015개, 약 104개 내지 약 1017개, 약 105개 내지 약 106개, 약 105개 내지 약 107개, 약 105개 내지 약 108개, 약 105개 내지 약 109개, 약 105개 내지 약 1010개, 약 105개 내지 약 1012개, 약 105개 내지 약 1015개, 약 105개 내지 약 1017개, 약 106개 내지 약 107개, 약 106개 내지 약 108개, 약 106개 내지 약 109개, 약 106개 내지 약 1010개, 약 106개 내지 약 1012개, 약 106개 내지 약 1015개, 약 106개 내지 약 1017개, 약 107개 내지 약 108개, 약 107개 내지 약 109개, 약 107개 내지 약 1010개, 약 107개 내지 약 1012개, 약 107개 내지 약 1015개, 약 107개 내지 약 1017개, 약 108개 내지 약 109개, 약 108개 내지 약 1010개, 약 108개 내지 약 1012개, 약 108개 내지 약 1015개, 약 108개 내지 약 1017개, 약 109개 내지 약 1010개, 약 109개 내지 약 1012개, 약 109개 내지 약 1015개, 약 109개 내지 약 1017개, 약 1010개 내지 약 1012개, 약 1010개 내지 약 1015개, 약 1010개 내지 약 1017개, 약 1012개 내지 약 1015개, 약 1012개 내지 약 1017개, 또는 약 1015개 내지 약 1017개의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 약 103개, 약 104개, 약 105개, 약 106개, 약 107개, 약 108개, 약 109개, 약 1010개, 약 1012개, 약 1015개 또는 약 1017개의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 적어도 약 103개, 약 104개, 약 105개, 약 106개, 약 107개, 약 108개, 약 109개, 약 1010개, 약 1012개 또는 약 1015개의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 최대 약 104개, 약 105개, 약 106개, 약 107개, 약 108개, 약 109개, 약 1010개, 약 1012개, 약 1015개 또는 약 1017개의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 1010개 미만의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 109개 미만의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 108개 미만의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 1011개 미만의 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 종자당 약 105개 내지 약 109개의 세포를 포함한다.
일부 실시양태에서, 미생물은 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 내생포자 형성 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 방법은 내생포자 형성 박테리아의 내생포자 형성을 유도하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 종자 내로 혼입된 박테리아는 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 용액은 내생포자 형성을 유도하기 위한 하나 이상의 성분을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 칼륨, 황산제1철, 칼슘, 마그네슘, 망간 또는 이들의 조합을 포함한다.
일부 실시양태에서, 방법은 종자를 살균하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 방법은 종자의 표면을 살균하는 단계를 포함한다. 표면이 살균된 종자를 생성하는 임의의 방법이 이용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 종자를 표백 용액으로 살균한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물을 함유하는 용액에 종자를 침지시키기 전에 종자를 살균한다. 일부 실시양태에서, 종자는 살균된 종자이다. 일부 실시양태에서, 종자는 살균된 표면을 가진다. 본원에서 사용된 바와 같이, "살균하는", "살균된" 및 관련 용어(예를 들어, "소독하는" 등)는 살균된 물품에 살아있는 미생물이 실질적으로 없다는 것을 시사한다. 일부 실시양태에서, 미생물을 포함하는 용액에서 종자를 인큐베이션하기 전에 종자를 살균한다. 일부 실시양태에서, 미생물을 포함하는 용액에서 종자를 인큐베이션한 후에 종자를 살균한다. 일부 실시양태에서, 살진균제를 종자의 표면에 첨가한다.
일부 실시양태에서, 살균되거나 소독된 종자는 종자(예를 들어, 종자의 표면)에 살아있는 미생물을 실질적으로 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 살균 또는 살균된 종자는 종자에서 1 CFU 미만, 5 CFU 미만, 10 CFU 미만, 20 CFU 미만, 30 CFU 미만, 40 CFU 미만 또는 50 CFU 미만의 미생물을 포함한다.
일부 실시양태에서, 식물 종자는 미생물을 종자 내로 혼입하기에 충분한 시간 동안 미생물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 1분 내지 약 960분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 1분 내지 약 5분, 약 1분 내지 약 10분, 약 1분 내지 약 20분, 약 1분 내지 약 60분, 약 1분 내지 약 240분, 약 1분 내지 약 960분, 약 5분 내지 약 10분, 약 5분 내지 약 20분, 약 5분 내지 약 60분, 약 5분 내지 약 240분, 약 5분 내지 약 960분, 약 10분 내지 약 20분, 약 10분 내지 약 60분, 약 10분 내지 약 240분, 약 10분 내지 약 960분, 약 20분 내지 약 60분, 약 20분 분 내지 약 240분, 약 20분 내지 약 960분, 약 60분 내지 약 240분, 약 60분 내지 약 960분, 또는 약 240분 내지 약 960분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 1분, 약 5분, 약 10분, 약 20분, 약 60분, 약 240분 또는 약 960분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 적어도 약 1분, 약 5분, 약 10분, 약 20분, 약 60분 또는 약 240분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 최대 약 5분, 약 10분, 약 20분, 약 60분, 약 240분 또는 약 960분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 1분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 5분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 10분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 20분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 60분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 240분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 960분 동안 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다.
일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 1분 내지 약 960분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 1분 내지 약 5분, 약 1분 내지 약 10분, 약 1분 내지 약 20분, 약 1분 내지 약 60분, 약 1분 내지 약 240분, 약 1분 내지 약 960분, 약 5분 내지 약 10분, 약 5분 내지 약 20분, 약 5분 내지 약 60분, 약 5분 내지 약 240분, 약 5분 내지 약 960분, 약 10분 내지 약 20분, 약 10분 내지 약 60분, 약 10분 내지 약 240분, 약 10분 내지 약 960분, 약 20분 내지 약 60분, 약 20분 내지 약 240분, 약 20분 내지 약 960분, 약 60분 내지 약 240분, 약 60분 내지 약 960분, 또는 약 240분 내지 약 960분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 1분, 약 5분, 약 10분, 약 20분, 약 60분, 약 240분 또는 약 960분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 적어도 약 1분, 약 5분, 약 10분, 약 20분, 약 60분 또는 약 240분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 최대 약 5분, 약 10분, 약 20분, 약 60분, 약 240분 또는 약 960분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 1분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 5분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 10분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 20분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 60분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 240분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 식물 종자는 약 960분 동안 미생물 또는 이의 삼출물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다.
일부 실시양태에서, 종자는 원하는 온도에서 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 종자는 약 2℃ 내지 약 40℃의 온도에서 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 종자는 약 2℃ 내지 약 4℃, 약 2℃ 내지 약 8℃, 약 2℃ 내지 약 12℃, 약 2℃ 내지 약 16℃, 약 2℃ 내지 약 25℃, 약 2℃ 내지 약 30℃℃, 약 2℃ 내지 약 35℃, 약 2℃ 내지 약 40℃, 약 4℃ 내지 약 8℃, 약 4℃ 내지 약 12℃, 약 4℃ 내지 약 16℃, 약 4℃ 내지 약 25℃, 약 4℃ 내지 약 30℃, 약 4℃ 내지 약 35℃, 약 4℃ 내지 약 40℃, 약 8℃ 내지 약 12℃, 약 8℃ 내지 약 16℃, 약 8℃ 내지 약 25℃, 약 8℃ 내지 약 30℃, 약 8℃ 내지 약 35℃, 약 8℃ 내지 약 40℃, 약 12℃ 내지 약 16℃, 약 12℃ 내지 약 25℃, 약 12℃ 내지 약 30℃, 약 12℃ 내지 약 35℃, 약 12℃ 내지 약 40℃, 약 16℃ 내지 약 25℃, 약 16℃ 내지 약 30℃, 약 16℃ 내지 약 35℃, 약 16℃ 내지 약 40℃, 약 25℃ 내지 약 30℃, 약 25℃ 내지 약 35℃, 약 25℃ 내지 약 40℃, 약 30℃ 내지 약 35℃, 약 30℃ 내지 약 40℃, 또는 약 35℃ 내지 약 40℃의 온도에서 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 종자는 약 2℃, 약 4℃, 약 8℃, 약 12℃, 약 16℃, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃ 또는 약 40℃의 온도에서 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 종자는 적어도 약 2℃, 약 4℃, 약 8℃, 약 12℃, 약 16℃, 약 25℃, 약 30℃ 또는 약 35℃의 온도에서 용액과 함께 인큐베이션된다. 일부 실시양태에서, 종자는 최대 약 4℃, 약 8℃, 약 12℃, 약 16℃, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃ 또는 약 40℃의 온도에서 용액과 함께 인큐베이션된다.
일부 실시양태에서, 방법은 종자를 건조하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 종자는 총 종자 수분의 약 10%까지 건조된다. 일부 실시양태에서, 종자는 총 종자 수분의 약 5% 내지 약 25%까지 건조된다. 일부 실시양태에서, 종자는 총 종자 수분의 약 5% 내지 약 8%, 약 5% 내지 약 10%, 약 5% 내지 약 12%, 약 5% 내지 약 15%, 약 5% 내지 약 20%, 약 5% 내지 약 25%, 약 8% 내지 약 10%, 약 8% 내지 약 12%, 약 8% 내지 약 15%, 약 8% 내지 약 20%, 약 8% 내지 약 25%, 약 10% 내지 약 12%, 약 10% 내지 약 15%, 약 10% 내지 약 20%, 약 10% 내지 약 25%, 약 12% 내지 약 15%, 약 12% 내지 약 20%, 약 12% 내지 약 25%, 약 15% 내지 약 20%, 약 15% 내지 약 25%, 또는 약 20% 내지 약 25%까지 건조된다. 일부 실시양태에서, 종자는 총 종자 수분의 약 5%, 약 8%, 약 10%, 약 12%, 약 15%, 약 20% 또는 약 25%까지 건조된다. 일부 실시양태에서, 종자는 총 종자 수분의 적어도 약 5%, 약 8%, 약 10%, 약 12%, 약 15% 또는 약 20%까지 건조된다. 일부 실시양태에서, 종자는 총 종자 수분의 최대 약 8%, 약 10%, 약 12%, 약 15%, 약 20% 또는 약 25%까지 건조된다. 일부 실시양태에서, 종자는 종자의 발아를 방지하기 위해 건조된다. 일부 실시양태에서, 종자는 종자를 심기 전에 발아를 방지하기 위해 건조된다.
미생물을 혼입하기 위한 제제
한 측면에서, 본원은 미생물, 내생포자 또는 이의 삼출물을 종자 내로 혼입하기 위한 제제를 제공한다. 일부 실시양태에서, 제제는 하나 이상의 미생물 또는 이의 내생포자 및 염을 포함한다. 하나 이상의 미생물은 본원에서 제공된 미생물들 중 임의의 미생물 또는 이의 내생포자일 수 있다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물은 하나 이상의 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 미생물의 삼출물을 포함한다. 삼출물은 본원에서 제공된 미생물들 중 임의의 미생물로부터 유래할 수 있다.
일부 실시양태에서, 제제는 용액이다. 일부 실시양태에서, 제제는 수용액이다.
일부 실시양태에서, 제제는 염을 포함한다. 염은 임의의 적합한 농도로 제제에 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 0.85% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 0.1% 내지 약 1.25% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 0.1% 내지 약 2.0% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 0.1% 내지 약 0.25%, 약 0.1% 내지 약 0.5%, 약 0.1% 내지 약 0.6%, 약 0.1% 내지 약 0.7%, 약 0.1% 내지 약 0.75%, 약 0.1% 내지 약 0.8%, 약 0.1% 내지 약 0.85%, 약 0.1% 내지 약 0.9%, 약 0.1% 내지 약 0.95%, 약 0.1% 내지 약 1%, 약 0.1% 내지 약 1.25%, 약 0.25% 내지 약 0.5%, 약 0.25% 내지 약 0.6%, 약 0.25% 내지 약 0.7%, 약 0.25% 내지 약 0.75%, 약 0.25% 내지 약 0.8%, 약 0.25% 내지 약 0.85%, 약 0.25% 내지 약 0.9%, 약 0.25% 내지 약 0.95%, 약 0.25% 내지 약 1%, 약 0.25% 내지 약 1.25%, 약 0.5% 내지 약 0.6%, 약 0.5% 내지 약 0.7%, 약 0.5% 내지 약 0.75%, 약 0.5% 내지 약 0.8%, 약 0.5% 내지 약 0.85%, 약 0.5% 내지 약 0.9%, 약 0.5% 내지 약 0.95%, 약 0.5% 내지 약 1%, 약 0.5% 내지 약 1.25%, 약 0.6% 내지 약 0.7%, 약 0.6% 내지 약 0.75%, 약 0.6% 내지 약 0.8%, 약 0.6% 내지 약 0.85%, 약 0.6% 내지 약 0.9%, 약 0.6% 내지 약 0.95%, 약 0.6% 내지 약 1%, 약 0.6% 내지 약 1.25%, 약 0.7% 내지 약 0.75%, 약 0.7% 내지 약 0.8%, 약 0.7% 내지 약 0.85%, 약 0.7% 내지 약 0.9%, 약 0.7% 내지 약 0.95%, 약 0.7% 내지 약 1%, 약 0.7% 내지 약 1.25%, 약 0.75% 내지 약 0.8%, 약 0.75% 내지 약 0.85%, 약 0.75% 내지 약 0.9%, 약 0.75% 내지 약 0.95%, 약 0.75% 내지 약 1%, 약 0.75% 내지 약 1.25%, 약 0.8% 내지 약 0.85%, 약 0.8% 내지 약 0.9%, 약 0.8% 내지 약 0.95%, 약 0.8% 내지 약 1%, 약 0.8% 내지 약 1.25%, 약 0.85% 내지 약 0.9%, 약 0.85% 내지 약 0.95%, 약 0.85% 내지 약 1%, 약 0.85% 내지 약 1.25%, 약 0.9% 내지 약 0.95%, 약 0.9% 내지 약 1%, 약 0.9% 내지 약 1.25%, 약 0.95% 내지 약 1%, 약 0.95% 내지 약 1.25%, 또는 약 1% 내지 약 1.25% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 0.1%, 약 0.25%, 약 0.5%, 약 0.6%, 약 0.7%, 약 0.75%, 약 0.8%, 약 0.85%, 약 0.9%, 약 0.95%, 약 1% 또는 약 1.25% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 적어도 약 0.1%, 약 0.25%, 약 0.5%, 약 0.6%, 약 0.7%, 약 0.75%, 약 0.8%, 약 0.85%, 약 0.9%, 약 0.95% 또는 약 1% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 최대 약 0.25%, 약 0.5%, 약 0.6%, 약 0.7%, 약 0.75%, 약 0.8%, 약 0.85%, 약 0.9%, 약 0.95%, 약 1% 또는 약 1.25% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 0.85% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 0.8% 내지 약 0.9% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 0.75% 내지 약 0.95% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 0.7% 내지 약 1% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 0.5% 내지 약 1.25% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 0.5% 내지 약 2% 염(w/v)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 0.1% 내지 0.2%, 0.2% 내지 0.3%, 0.3% 내지 0.4%, 0.4% 내지 0.5%, 0.5% 내지 0.6%, 0.6% 내지 0.7%, 0.7% 내지 0.8%, 0.8% 내지 0.9%, 0.9% 내지 1.0 %, 1.0% 내지 1.1%, 1.1% 내지 1.2%, 1.2% 내지 1.3%, 1.3% 내지 1.4%, 또는 1.4% 내지 1.5% 염(w/v)을 포함한다.
임의의 염이 사용될 수 있다. 일부 바람직한 실시양태에서, 염은 NaCl이다. 일부 실시양태에서, 염은 NaCl, LiCl, KCl, MgCl2, CaCl2, NaBr, LiBr, KBr, MgBr2, CaBr2, NaI, LiI, KI, MgI2 또는 CaI2이다. 일부 실시양태에서, 염은 나트륨, 리튬 또는 칼륨 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 염은 알칼리 금속 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 염은 알칼리성 토금속 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 염은 할라이드 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 염은 알칼리 또는 알칼리성 토류 할라이드 염이다. 일부 실시양태에서, 염은 클로라이드, 브로마이드 또는 요오다이드 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 염은 황산염, 인산염, 탄산염 또는 질산염이다.
일부 실시양태에서, 제제는 추가 첨가제를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 디메틸 설폭사이드(DMSO), 1-도데실아자사이클로헵탄-2-온, 라우로카프람, 1-메틸-2-피롤리돈(NMP), 올레산, 에탄올, 메탄올, 폴리에틸렌 글리콜(Brij 35, 58, 98), 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트(예를 들어, Tween 20), Tween 40(폴리옥시에틸레네이트 소르비톨 에스테르), Tween 60, Tween 80(비이온성), 세틸메틸암모늄 브로마이드(CTAB), 우레아, 레시틴(대두로부터 유래한 응고된 지방산), 키토산, 폴록사머 188, 폴록사머 237, 폴록사머 338, 폴록사머 407 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트(예를 들어, Tween 20), 폴록사머 188, 폴록사머 237, 폴록사머 338, 폴록사머 407 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 폴록사머를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트(예를 들어, Tween 20)를 포함한다. 추가 첨가제는 임의의 농도로 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 추가 첨가제는 제제의 최대 약 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.125%, 0.15%, 0.2%, 0.5% 또는 1%(v/v)를 구성한다. 일부 실시양태에서, 추가 첨가제는 제제의 약 0.01% 내지 약 1%(v/v)를 구성한다. 일부 실시양태에서, 추가 첨가제는 제제의 약 0.1%(v/v)를 구성한다.
일부 실시양태에서, 제제는 추가 금속 이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 마그네슘, 칼슘, 망간, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 마그네슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 망간을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 마그네슘 및 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 마그네슘 및 망간을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 칼슘 및 망간을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 마그네슘, 칼슘 및 망간을 포함한다.
일부 실시양태에서, 제제는 미생물을 위한 하나 이상의 영양분을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 박테리아 생장 배지를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 용원성 브로쓰(LB), 영양분 브로쓰 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 용원성 브로쓰를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 영양분 브로쓰를 포함한다.
일부 실시양태에서, 제제는 하나 이상의 미생물의 내생포자 형성을 촉진하기 위한 추가 성분을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 칼륨, 황산제1철, 칼슘, 마그네슘, 망간 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 칼륨을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 황산제1철을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 마그네슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 망간을 포함한다.
일부 실시양태에서, 제제는 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 103 내지 약 1017 콜로니 형성 유닛(CFU)/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 적어도 약 1x106 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 103 내지 약 104, 약 103 내지 약 105, 약 103 내지 약 106, 약 103 내지 약 107, 약 103 내지 약 108, 약 103 내지 약 109, 약 103 내지 약 1010, 약 103 내지 약 1012, 약 103 내지 약 1015, 약 103 내지 약 1017, 약 104 내지 약 105, 약 104 내지 약 106, 약 104 내지 약 107, 약 104 내지 약 108, 약 104 내지 약 109, 약 104 내지 약 1010, 약 104 내지 약 1012, 약 104 내지 약 1015, 약 104 내지 약 1017, 약 105 내지 약 106, 약 105 내지 약 107, 약 105 내지 약 108, 약 105 내지 약 109, 약 105 내지 약 1010, 약 105 내지 약 1012, 약 105 내지 약 1015, 약 105 내지 약 1017, 약 106 내지 약 107, 약 106 내지 약 108, 약 106 내지 약 109, 약 106 내지 약 1010, 약 106 내지 약 1012, 약 106 내지 약 1015, 약 106 내지 약 1017, 약 107 내지 약 108, 약 107 내지 약 109, 약 107 내지 약 1010, 약 107 내지 약 1012, 약 107 내지 약 1015, 약 107 내지 약 1017, 약 108 내지 약 109, 약 108 내지 약 1010, 약 108 내지 약 1012, 약 108 내지 약 1015, 약 108 내지 약 1017, 약 109 내지 약 1010, 약 109 내지 약 1012, 약 109 내지 약 1015, 약 109 내지 약 1017, 약 1010 내지 약 1012, 약 1010 내지 약 1015, 약 1010 내지 약 1017, 약 1012 내지 약 1015, 약 1012 내지 약 1017, 또는 약 1015 내지 약 1017 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 103, 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012, 약 1015 또는 약 1017 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 적어도 약 103, 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012 또는 약 1015 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 최대 약 104, 약 105, 약 106, 약 107, 약 108, 약 109, 약 1010, 약 1012, 약 1015 또는 약 1017 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 적어도 약 106 내지 107 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 1x103 내지 1x104 CFU/㎖; 1x104 내지 1x105 CFU/㎖; 1x105 내지 1x106 CFU/㎖; 1x106 내지 1x107 CFU/㎖; 1x107 내지 1x108 CFU/㎖; 1x108 내지 1x109 CFU/㎖; 1x109 내지 1x1010 CFU/㎖; 1x1010 내지 1x1011 CFU/㎖; 1x1011 내지 1x1012 CFU/㎖; 1x1012 내지 1x1013 CFU/㎖; 1x1013 내지 1x1014 CFU/㎖; 1x1014 내지 1x1015 CFU/㎖; 1x1015 내지 1x1016 CFU/㎖; 또는 1x1016 내지 1x1017 CFU/㎖의 미생물을 포함한다. 미생물은 본원에서 제공된 미생물들 중 임의의 미생물, 또는 본원에서 제공된 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자일 수 있다.
일부 실시양태에서, 제제는 원하는 온도에서 유지된다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 2℃ 내지 약 40℃의 온도에서 유지된다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 2℃ 내지 약 4℃, 약 2℃ 내지 약 8℃, 약 2℃ 내지 약 12℃, 약 2℃ 내지 약 16℃, 약 2℃ 내지 약 25℃, 약 2℃ 내지 약 30℃, 약 2℃ 내지 약 35℃, 약 2℃ 내지 약 40℃, 약 4℃ 내지 약 8℃, 약 4℃ 내지 약 12℃, 약 4℃ 내지 약 16℃, 약 4℃ 내지 약 25℃, 약 4℃ 내지 약 30℃, 약 4℃ 내지 약 35℃, 약 4℃ 내지 약 40℃, 약 8℃ 내지 약 12℃, 약 8℃ 내지 약 16℃, 약 8℃ 내지 약 25℃, 약 8℃ 내지 약 30℃, 약 8℃ 내지 약 35℃, 약 8℃ 내지 약 40℃, 약 12℃ 내지 약 16℃, 약 12℃ 내지 약 25℃, 약 12℃ 내지 약 30℃, 약 12℃ 내지 약 35℃, 약 12℃ 내지 약 40℃, 약 16℃ 내지 약 25℃, 약 16℃ 내지 약 30℃, 약 16℃ 내지 약 35℃, 약 16℃ 내지 약 40℃, 약 25℃ 내지 약 30℃, 약 25℃ 내지 약 35℃, 약 25℃ 내지 약 40℃, 약 30℃ 내지 약 35℃, 약 30℃ 내지 약 40℃, 또는 약 35℃ 내지 약 40℃의 온도에서 유지된다. 일부 실시양태에서, 제제는 약 2℃, 약 4℃, 약 8℃, 약 12℃, 약 16℃, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃ 또는 약 40℃의 온도에서 유지된다. 일부 실시양태에서, 제제는 적어도 약 2℃, 약 4℃, 약 8℃, 약 12℃, 약 16℃, 약 25℃, 약 30℃ 또는 약 35℃의 온도에서 유지된다. 일부 실시양태에서, 제제는 최대 약 4℃, 약 8℃, 약 12℃, 약 16℃, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃ 또는 약 40℃의 온도에서 유지된다.
미생물 및 삼출물
본원에서 제공된 미생물 또는 이의 삼출물은 중탄산염 및 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진한다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 CO2를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 광물 형성으로 이어진다. 일부 실시양태에서, 형성된 광물은 토양에서 탄소를 안정적으로 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 박테리아의 내생포자이다. 본원에서 언급된 미생물(예를 들어, 박테리아)이 내생포자를 형성할 수 있을 때마다, 미생물의 임의의 내생포자도 포함되는 것으로 의도된다. 예를 들어, 식물 종자 처리 제제가 바실러스 종을 포함하는 경우, 이 제제는 바실러스 종의 내생포자를 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 미생물은 퍼미큐테스, 프로테오박테리아 및 악티노박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 퍼미큐테스 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 프로테오박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 악티노박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 임의의 미생물의 내생포자이다.
대기 질소를 고정하는 리조박테리아는 식물의 뿌리에서 발견된다. 이 유기체는 토양에서 생존할 수 있으며 호흡 동안 식물의 뿌리에 의해 방출되는 엄청난 양의 CO2, 또는 호흡을 통해 인근 미생물 및 토양 동물상(fauna) 군집에 의한 CO2 발생에 대한 내성을 가진다.
이러한 리조박테리아는 뿌리에 더 근접하여 존재하기 때문에, 이 유기체는 탄소원 및 에너지원으로서 뿌리 삼출물을 이용하는 능력을 가진다. 이들 중 대다수는 이들이 그 자신의 이익을 위해 CO2를 바이오매스 또는 대사물질로 전환시킬 수 있게 하는 유전자를 갖도록 진화하였다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 유전적으로 변형되지 않는다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 CO2를 중탄산염 및 광물로 전환시키는 그의 능력으로 인해 선택된다.
리조박테리아는 식물 뿌리에 보다 공격적으로 콜로니화할 수 있다. 따라서, 이들은 변화하는 토양 환경에서 생존할 수 있는 안정한 군집을 형성하고, 항균 화합물을 분비하여 병원체 또는 침입자의 생장을 억제하고, 가혹한 환경에서 생존하도록 선택적 적합성을 그들에게 제공하는 내생포자를 형성할 수 있다.
CO2를 고정하는 다른 수단과는 별개로 리조박테리아는 잘 특징규명된 효소인 탄산 탈수효소(CA)를 발현하는 능력을 가진다. 넓은 온도 내성(최대 50℃), 넓은 pH 범위 및 그의 높은 수준의 발현으로 인해 CA는 CO2를 토양에 격리시키는 데 있어서 이상적인 후보가 된다. 이 효소는 CO2를 중탄산염으로 전환시키고 가수분해를 통해 중탄산염을 탄산염 이온으로 전환시킨다. 탄산염 이온은 토양에 존재하는 양이온과 반응할 것이고 광물이 생성될 것이다. 토양에는 많은 양이온(Ca2+, Mg2+, Na+, K+)이 풍부하기 때문에, 이것은 광물화를 지속하고 다양한 광물이 CO2를 토양에 영구적으로 가두는 수단으로서 형성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 그의 탄산 탈수효소 사용으로 인해 선택된다.
일부 실시양태에서, 탄산 탈수효소는 α-Ca, β-CA, δ-CA, ζ-CA, η-CA 또는 ι-CA이다. 일부 실시양태에서, CA는 CA-1, CA-2, CA-3, CA-4, CA-5A, CA-5B, CA-6, CA-7, CA-8, CA-9, CA-10, CA-11, CA-12, CA-13, CA-14 또는 CA-15이다.
일부 실시양태에서, 다양한 리조박테리아가 종자 내로 효과적으로 로딩된다. 일부 실시양태에서, 리조박테리아는 생물학적 질소 고정을 향상시키는 내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 리조박테리아는 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함한다.
이 미생물들에 의한 CO2 격리는 CA의 형성을 유발하거나 촉진하는 그들의 능력에 의해 달성될 수 있다. 이 리조박테리아는 뿌리를 콜로니화할 수 있으며 뿌리 삼출물의 영양분을 사용할 수 있는 인근의 다른 미생물 군집을 대체할 수 있다. 뿌리, 토양 동물상 또는 미생물 군집으로부터 나오는 CO2는 중탄산염으로 수화됨으로써 CA에 의해 포집될 수 있다. 전형적으로, 광물(CaCO3, MgCO3, CaMg(CO3)2)을 형성하기 위해, 양이온이 광물을 생성하는 과정의 지속을 위해 필요하다. 토양에는 지속 가능한 과정을 가능하게 하는 다양한 양이온이 이미 존재한다. 토양에 있는 Ca2+ 및 Mg2+의 양은 지리적 위치, 토양의 유형 및 관개 패턴에 의해 좌우될 수 있다. 이 양이온들은 토양의 높은 비옥도를 유지하기 위해 석회석을 적용함으로써 농민에 의해 더 조절될 수 있다. 전형적인 잘 관개된 토양은 처음 15 cm 깊이를 고려할 때 평균 850 kg(Ca2+)/에이커 및 218 kg(Mg2+)/에이커를 가진다. 먼저 공개된 한 연구에 따르면, 옥수수 근권에서 생성된 CO2의 양은 옥수수 시즌당 약 7000 kg/에이커이다. 사용 가능한 CO2와 양이온의 양을 고려할 때, 상당한 양의 CO2가 Ca 또는 Mg 광물로서 저장될 수 있다. 수학적으로, 425 kg의 CaCO3 및 114 kg의 MgCO3이 형성될 수 있는 반면, 다른 관련 양이온(Na+, K+)이 토양에 존재하는지에 따라 Na2CO3과 같은 다른 광물을 형성하는 더 많은 조합이 있다. 석회 처리는 토양의 높은 비옥도를 유지하기 위해 농민에 의해 수행되기 때문에, 본원에 개시된 미생물은 석회석(CaCO3)을 생물학적으로 생성함으로써 이 요건을 배제할 수 있다. 또한, 토양에 있는 다른 양이온의 이용 가능성에 따라, 다양한 광물이 형성되어 기체 CO2를 저장할 수 있다. 이러한 광물은 제한 없이 방해석, 아라고나이트, 백운석, 석회석, 탄산염, 탄산마그네슘, 탄산철, 마그네사이트(magnesite), 코헤나이트(cohenite), 다이아몬드, 카보나타이트(carbonatite), 탄산제1철, 스퍼라이트(spurrite) 및 틸레아이트(tilleyite)를 포함한다.
일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 50 kg/에이커 내지 1000 kg/에이커일 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 약 50 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커일 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 약 50 kg/에이커 내지 약 100 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 200 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 300 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 400 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 500 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 200 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 300 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 400 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 500 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 300 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 400 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 500 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 400 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 500 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 500 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 500 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 500 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 500 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 500 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 500 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 600 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 600 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 600 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 600 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 700 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 700 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 700 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 800 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 800 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 또는 약 900 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커일 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 약 50 kg/에이커, 약 100 kg/에이커, 약 200 kg/에이커, 약 300 kg/에이커, 약 400 kg/에이커, 약 500 kg/에이커, 약 600 kg/에이커, 약 700 kg/에이커, 약 800 kg/에이커, 약 900 kg/에이커 또는 약 1,000 kg/에이커일 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 적어도 약 50 kg/에이커, 약 100 kg/에이커, 약 200 kg/에이커, 약 300 kg/에이커, 약 400 kg/에이커, 약 500 kg/에이커, 약 600 kg/에이커, 약 700 kg/에이커, 약 800 kg/에이커 또는 약 900 kg/에이커일 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 최대 약 100 kg/에이커, 약 200 kg/에이커, 약 300 kg/에이커, 약 400 kg/에이커, 약 500 kg/에이커, 약 600 kg/에이커, 약 700 kg/에이커, 약 800 kg/에이커, 약 900 kg/에이커 또는 약 1,000 kg/에이커일 수 있다.
일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 0.1 톤의 CO2/에이커 내지 2.5 톤의 CO2/에이커이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 2.5 내지 5.3 톤의 CO2/에이커를 전환시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 5.3 내지 7.5 톤의 CO2/에이커를 전환시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 7.5 내지 10 톤의 CO2/에이커를 전환시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 10 내지 15 톤의 CO2/에이커를 전환시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 15 내지 20 톤/에이커를 전환시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 약 2 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커이다. 일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 약 2 톤/에이커 내지 약 4 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 6 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 8 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 10 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 12 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 6 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 8 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 10 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 12 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 8 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 10 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 12 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 10 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 12 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 10 톤/에이커 내지 약 12 톤/에이커, 약 10 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 10 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 10 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 10 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 12 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 12 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 12 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 12 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 14 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 14 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 14 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 16 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 16 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 또는 약 18 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커이다. 일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 약 2 톤/에이커, 약 4 톤/에이커, 약 6 톤/에이커, 약 8 톤/에이커, 약 10 톤/에이커, 약 12 톤/에이커, 약 14 톤/에이커, 약 16 톤/에이커, 약 18 톤/에이커 또는 약 20 톤/에이커이다. 일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 적어도 약 2 톤/에이커, 약 4 톤/에이커, 약 6 톤/에이커, 약 8 톤/에이커, 약 10 톤/에이커, 약 12 톤/에이커, 약 14 톤/에이커, 약 16 톤/에이커 또는 약 18 톤/에이커이다. 일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 최대 약 4 톤/에이커, 약 6 톤/에이커, 약 8 톤/에이커, 약 10 톤/에이커, 약 12 톤/에이커, 약 14 톤/에이커, 약 16 톤/에이커, 약 18 톤/에이커 또는 약 20 톤/에이커이다.
일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 광물의 생성 촉진은 상기 식물 종자로부터 유래한 식물이 생장하는 배지에서의 암모니아 생성 및 이로 인한 pH 증가를 포함한다.
광물화 과정은 미생물의 세포벽 또는 EPS에서 시작될 수 있다. 세포벽은 전체 음전하의 존재로 인해 핵형성 및 광물화의 부위인 것으로 밝혀졌다. 바실러스 서브틸리스와 같은 일부 미생물에서 EPS는 알칼리성 조건에서 음으로 하전되고 CaCO3 침전을 위한 핵형성 부위로서 역할을 할 수 있는 상당히 많은 수의 글루타메이트, 아스파르테이트, 히스티딘, 아르기닌 및 라이신을 함유한다. 필요하지 않은 경우, 광물이 토양에 추가되는 것을 방지하기 위해 시즌 말기에 식물을 뿌리째 뽑음으로써 CaCO3과 함께 뿌리에 부착된 미생물을 제거할 수 있기 때문에 이것은 유익할 수 있다.
일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 상기 하나 이상의 미생물이 상응하는 야생형 미생물에 비해 더 많은 탄산 탈수효소의 형성을 유발하거나 촉진하게 하는 유전적 변형을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유전적 변형은 핵산 구축물을 포함하고, 이때 상기 핵산 구축물은 탄산 탈수효소(CA) 코딩 서열의 발현을 유도하도록 구성된 하나 이상의 프로모터를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 핵산 구축물을 포함하고, 이때 상기 핵산 구축물은 탄산 탈수효소(CA) 코딩 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 CA 코딩 서열은 상기 하나 이상의 미생물에 대해 이종성을 가진다. 일부 실시양태에서, 상기 CA 코딩 서열은 상기 하나 이상의 미생물에 대해 내생성을 가진다. 일부 실시양태에서, 핵산 구축물은 코돈 최적화된다. 일부 실시양태에서, 상기 핵산 구축물은 상기 CA 코딩 서열의 발현을 유도하도록 구성된 하나 이상의 프로모터를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 상기 CA 코딩 서열의 항시적 발현을 유도한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 상기 CA 코딩 서열의 유도적 발현을 유도한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 직접적인 미생물 진화에 의해 변형된 탄산 탈수효소 유전자를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 신호 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 신호 서열은 주변세포질 신호 서열 또는 세포외 분비 신호를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 주변세포질 신호 서열 또는 상기 세포외 분비 신호는 탄산 탈수효소 코딩 서열의 5' 말단에 배치된다. 일부 실시양태에서, 상기 주변세포질 신호 서열 또는 상기 세포외 분비 신호는 탄산 탈수효소 코딩 서열의 5' 말단에 융합된다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 일반적인 분비 경로의 하나 이상의 성분을 포함하고, 이때 상기 유전적 변형은 상기 하나 이상의 미생물에 의한 탄산 탈수효소의 분비 또는 준세포(subcellular) 표적화를 야기한다.
일부 실시양태에서, 탄산 탈수효소는 α-Ca, β-CA, δ-CA, ζ-CA, η-CA 또는 ι-CA이다. 일부 실시양태에서, CA는 CA-1, CA-2, CA-3, CA-4, CA-5A, CA-5B, CA-6, CA-7, CA-8, CA-9, CA-10, CA-11, CA-12, CA-13, CA-14 또는 CA-15이다.
일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 바실러스 종 또는 파에니바실러스 종에 포함된 하나 이상의 프로모터이거나 이러한 프로모터로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 P groES , P43, P sigX , P trnQ 및 P xylA 로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 하나 이상의 하우스킵핑 유전자 프로모터 또는 강하게 발현되는 항시적 프로모터이거나 이러한 프로모터로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 하우스킵핑 유전자 프로모터 또는 강하게 발현되는 항시적 프로모터는 P liaG , P lepA , P veg , P gsiB , P43, P trnQ , P lial (바시트라신 유도성) 및 P xylA (자일로스 유도성)로부터 선택된다.
일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 발현 벡터를 하나 이상의 미생물에 도입하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 하나 이상의 미생물의 염색체에 대한 변형을 포함한다.
일부 실시양태에서, 미생물은 질소 및 이산화탄소 둘 다를 고정할 수 있다. 일부 실시양태에서, 질소 고정 미생물은 생물학적 질소 고정을 통해 고정된 질소(암모니아)를 식물에 계속 제공할 것이고 이것은 환경을 오염시키는 화학 비료의 사용을 감소시킬 것이다. 대기 질소 고정의 최종 생성물(암모니아)은 암모니아가 광물화를 가속화하는 pH를 증가시키는 것으로 보고되었기 때문에 CO2가 광물로 전환되는 과정을 향상시킬 수 있다. 본원에 개시된 미생물로부터의 암모니아 생성은 외부 질소원의 존재 하에서도 다른 토양 서식 미생물보다 상당히 더 높기 때문에, 광물화 과정은 토양에 서식하는 다른 미생물보다 본원에 개시된 균주에 의해 더 빠를 수 있다.
일부 실시양태에서, 미생물은 아세토네마 종, 악티노마이세스 종, 알칼리바실러스 종, 암모니필러스 종, 앰피바실러스 종, 아나에로박터 종, 아나에로스포라 종, 아뉴리니바실러스 종, 아녹시바실러스 종, 바실러스 종, 브라디리조비움 종, 브레비바실러스 종, 칼다나에로박터 종, 칼로라마터 종, 카미니셀라 종, 세라시바실러스 종, 클로스트리디움 종, 클로스트리디살리박터 종, 코넬라 종, 콕시엘라 종, 덴드로스포로박터 종, 데설포토마쿨룸 종, 데설포스포로무사 종, 데설포스포로시누스 종, 데설포비르굴라 종, 데설푸니스포라 종, 데설푸리스포라 종, 필리팩터 종, 필로바실러스 종, 겔리아 종, 게오바실러스 종, 게오스포로박터 종, 그라실리바실러스 종, 할로바실러스 종, 할로나트로눔 종, 헬리오박테리움 종, 헬리오필룸 종, 클렙시엘라 종, 레이스엘라 종, 렌티바실러스 종, 리시니바실러스 종, 마헬라 종, 메타박테리움 종, 무렐라 종, 나트로니엘라 종, 오셔노바실러스 종, 오레니아 종, 오르니티니바실러스 종, 옥살로파거스 종, 옥소박터 종, 파에니바실러스 종, 파랄리오바실러스 종, 페니실리움 종, 펠로스포라 종, 펠로토마쿨룸 종, 피스시바실러스 종, 플라니필룸 종, 폰티바실러스 종, 프로피오니스포라 종, 살리니바실러스 종, 살수기니바실러스 종, 세이노넬라 종, 시마주엘라 종, 시노리조비움 종, 스포라세티게니움 종, 스포로아나에로박터 종, 스포로박터 종, 스포로박테리움 종, 스포로할로박터 종, 스포로락토바실러스 종, 스포로무사 종, 스포로사르시나 종, 스포로탈레아 종, 스포로토마쿨룸 종, 신트로포모나스 종, 신트로포스포라 종, 테누이바실러스 종, 테피디박터 종, 테리바실러스 종, 탈라소바실러스 종, 써모아세토게니움 종, 써모악티노마이세스 종, 써모알칼리바실러스 종, 써모아나에로박터 종, 써모아나에로모나스 종, 써모바실러스 종, 써모플라비마이크로비움 종, 써모베나불룸 종, 투베리바실러스 종, 비르기바실러스 종, 불카노바실러스 종 및 잔토박터로부터 선택된 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 아세토박터 종, 악티노마이세스 종, 바실러스 종, 크리세오박테리움 종, 콕시엘라 종, 엔시퍼 종, 글루타미시박터 종, 마이크로박테리움 종 또는 세라티아 종으로부터 선택된 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 아세토박터 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 악티노마이세스 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 바실러스 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 크리세오박테리움 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 콕시엘라 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 엔시퍼 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 글루타미시박터 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 마이크로박테리움 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 판토에아 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 세라티아 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자이다.
일부 실시양태에서, 미생물은 아세토박터 세레비시애(Acetobacter cerevisiae), 바실러스 쿠쿠미스(Bacillus cucumis), 바실러스 엔도파이티커스(Bacillus endophyticus), 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium), 바실러스 나카무라이(Bacillus nakamurai), 바실러스 서브틸리스, 크리세오박테리움 락티스(Chryseobacterium lactis), 엔시퍼 어드하에렌스, 글루타미시박터 아릴라이텐시스(Glutamicibacter arilaitensis), 글루타미시박터 할로파이토콜라(Glutamicibacter halophytocola), 마이크로박테리움 초콜라툼(Microbacterium chocolatum), 마이크로박테리움 얀니시이(Microbacterium yannicii), 판토에아 알리이(Pantoea allii), 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens) 또는 세라티아 우레일라이티카(Serratia ureilyica)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 아세토박터 세레비시애, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 나카무라이, 바실러스 서브틸리스, 크리세오박테리움 락티스, 엔시퍼 어드하에렌스, 글루타미시박터 할로파이토콜라, 마이크로박테리움 초콜라툼, 판토에아 알리이 또는 세라티아 마르세센스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 아세토박터 세레비시애를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 바실러스 쿠쿠미스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 바실러스 엔도파이티커스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 바실러스 메가테리움을 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 바실러스 서브틸리스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 크리세오박테리움 락티스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 엔시퍼 어드하에렌스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 글루타미시박터 할로파이토콜라를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 마이크로박테리움 초콜라툼을 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 판토에아 알리이를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 세라티아 마르세센스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자이다.
일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 내생포자 형성 박테리아는 바실러스 속의 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 내생포자 형성 박테리아는 바실러스 종이다. 일부 실시양태에서, 내생포자 형성 박테리아는 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 나카무라이 또는 바실러스 서브틸리스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 내생포자 형성 박테리아는 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 메가테리움 또는 바실러스 서브틸리스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 내생포자 형성 박테리아는 바실러스 쿠쿠미스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 내생포자 형성 박테리아는 바실러스 메가테리움을 포함한다. 일부 실시양태에서, 내생포자 형성 박테리아는 바실러스 나카무라이를 포함한다. 일부 실시양태에서, 내생포자 형성 박테리아는 바실러스 서브틸리스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자이다.
일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 내생포자는 바실러스 속의 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 내생포자는 바실러스 종이다. 일부 실시양태에서, 내생포자는 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 나카무라이 또는 바실러스 서브틸리스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 내생포자는 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 메가테리움 또는 바실러스 서브틸리스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 내생포자는 바실러스 쿠쿠미스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 내생포자는 바실러스 메가테리움을 포함한다. 일부 실시양태에서, 내생포자는 바실러스 나카무라이를 포함한다. 일부 실시양태에서, 내생포자는 바실러스 서브틸리스를 포함한다.
일부 실시양태에서, 미생물의 공동체가 종자 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 공동체는 아세토네마 종, 악티노마이세스 종, 알칼리바실러스 종, 암모니필러스 종, 앰피바실러스 종, 아나에로박터 종, 아나에로스포라 종, 아뉴리니바실러스 종, 아녹시바실러스 종, 바실러스 종, 브레비바실러스 종, 칼다나에로박터 종, 칼로라마터 종, 카미니셀라 종, 세라시바실러스 종, 클로스트리디움 종, 클로스트리디살리박터 종, 코넬라 종, 콕시엘라 종, 덴드로스포로박터 종, 데설포토마쿨룸 종, 데설포스포로무사 종, 데설포스포로시누스 종, 데설포비르굴라 종, 데설푸니스포라 종, 데설푸리스포라 종, 필리팩터 종, 필로바실러스 종, 겔리아 종, 게오바실러스 종, 게오스포로박터 종, 그라실리바실러스 종, 할로바실러스 종, 할로나트로눔 종, 헬리오박테리움 종, 헬리오필룸 종, 레이스엘라 종, 렌티바실러스 종, 리시니바실러스 종, 마헬라 종, 메타박테리움 종, 무렐라 종, 나트로니엘라 종, 오셔노바실러스 종, 오레니아 종, 오르니티니바실러스 종, 옥살로파거스 종, 옥소박터 종, 파에니바실러스 종, 파랄리오바실러스 종, 펠로스포라 종, 펠로토마쿨룸 종, 피스시바실러스 종, 플라니필룸 종, 폰티바실러스 종, 프로피오니스포라 종, 살리니바실러스 종, 살수기니바실러스 종, 세이노넬라 종, 시마주엘라 종, 스포라세티게니움 종, 스포로아나에로박터 종, 스포로박터 종, 스포로박테리움 종, 스포로할로박터 종, 스포로락토바실러스 종, 스포로무사 종, 스포로사르시나 종, 스포로탈레아 종, 스포로토마쿨룸 종, 신트로포모나스 종, 신트로포스포라 종, 테누이바실러스 종, 테피디박터 종, 테리바실러스 종, 탈라소바실러스 종, 써모아세토게니움 종, 써모악티노마이세스 종, 써모알칼리바실러스 종, 써모아나에로박터 종, 써모아나에로모나스 종, 써모바실러스 종, 써모플라비마이크로비움 종, 써모베나불룸 종, 투베리바실러스 종, 비르기바실러스 종 및 불카노바실러스 종으로부터 선택된 2종 이상의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 아세토박터 종, 악티노마이세스 종, 바실러스 종, 크리세오박테리움 종, 콕시엘라 종, 엔시퍼 종, 글루타미시박터 종, 마이크로박테리움 종 또는 세라티아 종으로부터 선택된 2종 이상의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 2종, 3종, 4종, 5종, 6종, 7종, 8종, 9종, 10종 이상의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 2종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 3종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 4종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 5종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 6종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자를 포함한다.
일부 실시양태에서, 공동체는 바실러스 문으로부터의 박테리아 및 하나 이상의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 바실러스 문으로부터의 박테리아, 및 아세토네마 종, 악티노마이세스 종, 알칼리바실러스 종, 암모니필러스 종, 앰피바실러스 종, 아나에로박터 종, 아나에로스포라 종, 아뉴리니바실러스 종, 아녹시바실러스 종, 바실러스 종, 브레비바실러스 종, 칼다나에로박터 종, 칼로라마터 종, 카미니셀라 종, 세라시바실러스 종, 클로스트리디움 종, 클로스트리디살리박터 종, 코넬라 종, 콕시엘라 종, 덴드로스포로박터 종, 데설포토마쿨룸 종, 데설포스포로무사 종, 데설포스포로시누스 종, 데설포비르굴라 종, 데설푸니스포라 종, 데설푸리스포라 종, 필리팩터 종, 필로바실러스 종, 겔리아 종, 게오바실러스 종, 게오스포로박터 종, 그라실리바실러스 종, 할로바실러스 종, 할로나트로눔 종, 헬리오박테리움 종, 헬리오필룸 종, 레이스엘라 종, 렌티바실러스 종, 리시니바실러스 종, 마헬라 종, 메타박테리움 종, 무렐라 종, 나트로니엘라 종, 오셔노바실러스 종, 오레니아 종, 오르니티니바실러스 종, 옥살로파거스 종, 옥소박터 종, 파에니바실러스 종, 파랄리오바실러스 종, 펠로스포라 종, 펠로토마쿨룸 종, 피스시바실러스 종, 플라니필룸 종, 폰티바실러스 종, 프로피오니스포라 종, 살리니바실러스 종, 살수기니바실러스 종, 세이노넬라 종, 시마주엘라 종, 스포라세티게니움 종, 스포로아나에로박터 종, 스포로박터 종, 스포로박테리움 종, 스포로할로박터 종, 스포로락토바실러스 종, 스포로무사 종, 스포로사르시나 종, 스포로탈레아 종, 스포로토마쿨룸 종, 신트로포모나스 종, 신트로포스포라 종, 테누이바실러스 종, 테피디박터 종, 테리바실러스 종, 탈라소바실러스 종, 써모아세토게니움 종, 써모악티노마이세스 종, 써모알칼리바실러스 종, 써모아나에로박터 종, 써모아나에로모나스 종, 써모바실러스 종, 써모플라비마이크로비움 종, 써모베나불룸 종, 투베리바실러스 종, 비르기바실러스 종 및 불카노바실러스 종으로부터 선택된 하나 이상의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 아세토박터 종, 악티노마이세스 종, 바실러스 종, 크리세오박테리움 종, 콕시엘라 종, 엔시퍼 종, 글루타미시박터 종, 마이크로박테리움 종 및 세라티아 종으로부터 선택된 2종 이상의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 상기 미생물들 임의의 미생물의 내생포자를 포함한다.
일부 실시양태에서, 공동체는 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 나카무라이, 바실러스 서브틸리스, 크리세오박테리움 락티스, 엔시퍼 어드하에렌스, 글루타미시박터 아릴라이텐시스, 글루타미시박터 할로파이토콜라, 마이크로박테리움 초콜라툼, 마이크로박테리움 얀니시이, 판토에아 알리이, 세라티아 마르세센스 및 세라티아 우레일라이티카로부터 선택된 2종 이상의 박테리아의 혼합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 아세토박터 세레비시애, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 나카무라이, 바실러스 서브틸리스, 크리세오박테리움 락티스, 엔시퍼 어드하에렌스, 글루타미시박터 할로파이토콜라, 마이크로박테리움 초콜라툼, 판토에아 알리이 및 세라티아 마르세센스로부터 선택된 2종 이상의 박테리아의 혼합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 2종, 3종, 4종, 5종, 6종, 7종, 8종, 9종 또는 10종의 박테리아의 혼합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 2종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 3종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 4종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 5종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 6종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자를 포함한다.
일부 실시양태에서, 공동체는 아세토박터 세레비시애, 크리세오박테리움 락티스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 서브틸리스 및 엔시퍼 어드하에렌스로부터 선택된 2종 이상의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 2종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 3종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 4종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 5종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 6종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 7종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자를 포함한다.
일부 실시양태에서, 공동체는 아세토박터 세레비시애, 크리세오박테리움 락티스, 바실러스 엔도파이티커스 및 바실러스 메가테리움으로부터 선택된 2종 이상의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 아세토박터 세레비시애, 크리세오박테리움 락티스, 바실러스 엔도파이티커스 및 바실러스 메가테리움으로부터 선택된 2종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 아세토박터 세레비시애, 크리세오박테리움 락티스, 바실러스 엔도파이티커스 및 바실러스 메가테리움으로부터 선택된 2종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 아세토박터 세레비시애, 크리세오박테리움 락티스, 바실러스 엔도파이티커스 및 바실러스 메가테리움으로부터 선택된 3종의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 크리세오박테리움 락티스, 바실러스 엔도파이티커스 및 바실러스 메가테리움의 혼합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 크리세오박테리움 락티스, 바실러스 엔도파이티커스 및 바실러스 메가테리움의 혼합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자를 포함한다.
일부 실시양태에서, 공동체는 바실러스 서브틸리스, 바실러스 쿠쿠미스 및 엔시퍼 어드하에렌스로부터 선택된 2종 이상의 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 엔시퍼 어드하에렌스 및 바실러스 서브틸리스 또는 바실러스 쿠쿠미스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 엔시퍼 어드하에렌스 및 바실러스 서브틸리스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 엔시퍼 어드하에렌스 및 바실러스 쿠쿠미스를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공동체는 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자를 포함한다.
일부 실시양태에서, 본원에서 제공된 미생물들 중 임의의 미생물로부터의 삼출물은 세포 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 삼출물은 아세토네마 종, 악티노마이세스 종, 알칼리바실러스 종, 암모니필러스 종, 앰피바실러스 종, 아나에로박터 종, 아나에로스포라 종, 아뉴리니바실러스 종, 아녹시바실러스 종, 바실러스 종, 브레비바실러스 종, 칼다나에로박터 종, 칼로라마터 종, 카미니셀라 종, 세라시바실러스 종, 클로스트리디움 종, 클로스트리디살리박터 종, 코넬라 종, 콕시엘라 종, 덴드로스포로박터 종, 데설포토마쿨룸 종, 데설포스포로무사 종, 데설포스포로시누스 종, 데설포비르굴라 종, 데설푸니스포라 종, 데설푸리스포라 종, 필리팩터 종, 필로바실러스 종, 겔리아 종, 게오바실러스 종, 게오스포로박터 종, 그라실리바실러스 종, 할로바실러스 종, 할로나트로눔 종, 헬리오박테리움 종, 헬리오필룸 종, 레이스엘라 종, 렌티바실러스 종, 리시니바실러스 종, 마헬라 종, 메타박테리움 종, 무렐라 종, 나트로니엘라 종, 오셔노바실러스 종, 오레니아 종, 오르니티니바실러스 종, 옥살로파거스 종, 옥소박터 종, 파에니바실러스 종, 파랄리오바실러스 종, 펠로스포라 종, 펠로토마쿨룸 종, 피스시바실러스 종, 플라니필룸 종, 폰티바실러스 종, 프로피오니스포라 종, 살리니바실러스 종, 살수기니바실러스 종, 세이노넬라 종, 시마주엘라 종, 스포라세티게니움 종, 스포로아나에로박터 종, 스포로박터 종, 스포로박테리움 종, 스포로할로박터 종, 스포로락토바실러스 종, 스포로무사 종, 스포로사르시나 종, 스포로탈레아 종, 스포로토마쿨룸 종, 신트로포모나스 종, 신트로포스포라 종, 테누이바실러스 종, 테피디박터 종, 테리바실러스 종, 탈라소바실러스 종, 써모아세토게니움 종, 써모악티노마이세스 종, 써모알칼리바실러스 종, 써모아나에로박터 종, 써모아나에로모나스 종, 써모바실러스 종, 써모플라비마이크로비움 종, 써모베나불룸 종, 투베리바실러스 종, 비르기바실러스 종 또는 불카노바실러스 종으로부터의 삼출물이다. 일부 실시양태에서, 삼출물은 아세토박터 종, 악티노마이세스 종, 바실러스 종, 크리세오박테리움 종, 콕시엘라 종, 엔시퍼 종, 글루타미시박터 종, 마이크로박테리움 종, 및 세라티아 종으로부터의 삼출물이다. 일부 실시양태에서, 삼출물은 아세토박터 세레비시애, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 나카무라이, 바실러스 서브틸리스, 크리세오박테리움 락티스, 엔시퍼 어드하에렌스, 글루타미시박터 아릴라이텐시스, 글루타미시박터 할로파이토콜라, 마이크로박테리움 초콜라툼, 마이크로박테리움 얀니시이, 판토에아 알리이, 세라티아 마르세센스 또는 세라티아 우레일리이티카로부터의 삼출물이다. 일부 실시양태에서, 삼출물은 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 나카무라이 또는 바실러스 서브틸리스로부터의 삼출물이다. 일부 실시양태에서, 삼출물은 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자로부터의 삼출물이다.
일부 실시양태에서, 미생물은 식물과 상호작용하는 미생물의 능력과 관련된 하나 이상의 성질로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 호환 가능성으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 약탈 또는 길항작용 효과가 발생하지 않을 것임을 보장하도록 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 저장 동안 안정성으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 관련 조직 내에서의 신속한 식물 콜로니화 및 생존으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 하나 이상의 종자 내로 최적 혼입되도록 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 식물 생명 주기 전체에 걸쳐 존재하는 상태로 유지된다.
일부 실시양태에서, 종자 내로 혼입된 미생물은 혼입 후 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상, 6개월 이상, 1년 이상 또는 2년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 6개월 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 1년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 2년 이상 동안 안정하다.
식물 및 박테리아를 포함하는 조성물
특정 측면에서, 본원은 식물, 및 이 식물과 관련된 하나 이상의 미생물을 포함하는 조성물을 개시하는 것으로, 이때 상기 하나 이상의 미생물은 중탄산염 및 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 미생물이거나 이로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 조성물은 본원에 기재된 바와 같이 식물 또는 식물 종자, 및 이 식물 또는 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물을 배양하는 것으로부터 유래한다.
변형된 식물
한 측면에서, 본원은 식물 내로 혼입된 미생물 또는 미생물의 삼출물을 포함하는 변형된 식물을 제공한다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 중탄산염 및 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진한다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 CO2를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 광물 형성으로 이어진다. 일부 실시양태에서, 형성된 광물은 탄소를 토양에 안정적으로 격리시킨다. 일부 바람직한 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자이다.
일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 내부 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 과피 아래에서 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 과피와 호분 세포층 사이에서 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 배아와 접촉한다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 배아와 접촉하지 않는다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 내배유와 접촉한다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 내배유와 접촉하지 않는다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물 코트와 식물 배아 사이의 공간에서 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물 과피와 식물 호분 세포층 사이의 공간 내로 혼입된다.
변형된 식물은 임의의 유형의 식물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 단자엽 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 옥수수, 밀, 벼, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리 또는 수수 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 옥수수 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 제아 메이즈 식물이다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 쌍자엽 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 상추, 토마토 또는 양배추 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 상추 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 락투카 사티바(Lactuca sativa) 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 토마토 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 솔라눔 라이코페르시쿰(Solanum lycopersicum) 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 유전적으로 변형된 유기체(GMO) 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 비-GMO 식물이다.
식물 내로 혼입된 미생물 또는 삼출물의 양은 CO2를 효과적으로 격리시키기에 충분한 수준이어야 한다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 콜로니 형성 유닛(CFU) 내지 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 CFU 내지 약 500 CFU, 약 250 CFU 내지 약 750 CFU, 약 250 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 750 CFU, 약 500 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 3,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 3,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 또는 약 4,000 CFU 내지 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 CFU, 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU, 약 4,000 CFU 또는 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 적어도 약 250 CFU, 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU 또는 약 4,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 최대 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU, 약 4,000 CFU 또는 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 적어도 약 500 CFU가 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 적어도 약 1000 CFU가 식물 내로 혼입된다.
일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물 또는 삼출물은 연장된 기간 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 약 3개월 내지 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 약 3개월 내지 약 6개월, 약 3개월 내지 약 9개월, 약 3개월 내지 약 12개월, 약 3개월 내지 약 15개월, 약 3개월 내지 약 18개월, 약 3개월 내지 약 21개월, 약 3개월 내지 약 24개월, 약 3개월 내지 약 30개월, 약 3개월 내지 약 36개월, 약 6개월 내지 약 9개월, 약 6개월 내지 약 12개월, 약 6개월 내지 약 15개월, 약 6개월 내지 약 18개월, 약 6개월 내지 약 21개월, 약 6개월 내지 약 24개월, 약 6개월 내지 약 30개월, 약 6개월 내지 약 36개월, 약 9개월 내지 약 12개월, 약 9개월 내지 약 15개월, 약 9개월 내지 약 18개월, 약 9개월 내지 약 21개월, 약 9개월 내지 약 24개월, 약 9개월 내지 약 30개월, 약 9개월 내지 약 36개월, 약 12개월 내지 약 15개월, 약 12개월 내지 약 18개월, 약 12개월 내지 약 21개월, 약 12개월 내지 약 24개월, 약 12개월 내지 약 30개월, 약 12개월 내지 약 36개월, 약 15개월 내지 약 18개월, 약 15개월 내지 약 21개월, 약 15개월 내지 약 24개월, 약 15개월 내지 약 30개월, 약 15개월 내지 약 36개월, 약 18개월 내지 약 21개월, 약 18개월 내지 약 24개월, 약 18개월 내지 약 30개월, 약 18개월 내지 약 36개월, 약 21개월 내지 약 24개월, 약 21개월 내지 약 30개월, 약 21개월 내지 약 36개월, 약 24개월 내지 약 30개월, 약 24개월 내지 약 36개월, 또는 약 30개월 내지 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 약 3개월, 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월, 약 30개월 또는 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 적어도 약 3개월, 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월 또는 약 30개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 최대 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월, 약 30개월 또는 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다.
일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물은 혼입 후 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상, 6개월 이상, 1년 이상 또는 2년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 6개월 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 1년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 2년 이상 동안 안정하다.
식물 내로 혼입된 미생물 또는 이의 삼출물은 본원에서 제공된 미생물들 중 임의의 미생물, 또는 임의의 다른 미생물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 미생물은 세균이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 미생물 또는 이의 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 본원에서 제공된 미생물의 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자이다.
박테리아를 혼입하는 방법
한 측면에서, 본원은 하나 이상의 미생물 또는 이의 삼출물을 하나 이상의 식물 내로 혼입하는 방법을 제공한다. 일부 실시양태에서, 이 방법은 식물을 소독하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 이 방법은 식물을, 하나 이상의 미생물 또는 이의 삼출물을 포함하는 용액과 접촉시키는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 이 용액은 염을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 일정 시간 동안 식물을 용액과 함께 인큐베이션하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 시간은 원하는 양의 미생물 또는 이의 삼출물이 식물 내로 들어가게 하기에 충분하다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 원하는 양의 미생물 또는 이의 삼출물을 식물 내로 혼입한다.
일부 실시양태에서, 상기 방법은 본원에 기재된 바와 같이 식물을, 염을 포함하는 용액과 접촉시키는 단계를 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 본원에 기재된 바와 같이 추가 첨가제를 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 본원에 기재된 바와 같이 추가 금속 이온을 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 본원에 기재된 바와 같이 미생물을 위한 하나 이상의 영양분을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 박테리아 생장 배지를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 용원성 브로쓰(LB), 영양분 브로쓰 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 용원성 브로쓰를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 영양분 브로쓰를 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 본원에 기재된 바와 같이 미생물을 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 본원에 기재된 바와 같이 식물 질량당 원하는 양의 미생물을 포함한다.
일부 실시양태에서, 식물은 본원에 기재된 바와 같이 식물당 원하는 양의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 내생포자 형성 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 내생포자 형성 박테리아의 내생포자 형성을 유도하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 박테리아는 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 용액은 내생포자 형성을 유도하기 위한 하나 이상의 성분을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 칼륨, 황산제1철, 칼슘, 마그네슘, 망간 또는 이들의 조합을 포함한다.
일부 실시양태에서, 방법은 식물을 살균하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 방법은 식물의 표면을 살균하는 단계를 포함한다. 표면이 살균된 식물을 생성하는 임의의 방법이 이용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 식물을 표백 용액으로 살균한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물을 함유하는 용액에 식물을 침지시키기 전에 식물을 살균한다. 일부 실시양태에서, 식물은 살균된 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 살균된 표면을 가진다. 본원에서 사용된 바와 같이, "살균하는", "살균된" 및 관련 용어(예를 들어, "소독하는" 등)는 살균된 물품에 살아있는 미생물이 실질적으로 없다는 것을 시사한다. 일부 실시양태에서, 미생물을 포함하는 용액에서 식물을 인큐베이션하기 전에 식물을 살균한다. 일부 실시양태에서, 미생물을 포함하는 용액에서 식물을 인큐베이션한 후에 식물을 살균한다. 일부 실시양태에서, 살진균제를 식물의 표면에 첨가한다.
일부 실시양태에서, 살균되거나 소독된 식물은 식물(예를 들어, 식물의 표면)에 살아있는 미생물을 실질적으로 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 살균 또는 살균된 식물은 식물에서 1 CFU 미만, 5 CFU 미만, 10 CFU 미만, 20 CFU 미만, 30 CFU 미만, 40 CFU 미만 또는 50 CFU 미만의 미생물을 포함한다.
일부 실시양태에서, 식물은 미생물을 식물 내로 혼입하기에 충분한 시간 동안 미생물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다.
미생물 및 삼출물
본원에서 제공된 미생물 또는 이의 삼출물은 중탄산염 및 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진한다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 CO2를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 광물 형성으로 이어진다. 일부 실시양태에서, 형성된 광물은 탄소를 토양에 안정적으로 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 본원에 기재된 바와 같이 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 박테리아의 내생포자이다. 본원에서 언급된 미생물(예를 들어, 박테리아)이 내생포자를 형성할 수 있을 때마다, 미생물의 임의의 내생포자도 포함되는 것으로 의도된다. 예를 들어, 식물 처리 제제가 바실러스 종을 포함하는 경우, 이 제제는 바실러스 종의 내생포자를 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 미생물은 퍼미큐테스, 프로테오박테리아 및 악티노박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 퍼미큐테스 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 프로테오박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 악티노박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자이다.
대기 질소를 고정하는 리조박테리아는 식물의 뿌리에서 발견된다. 이 유기체는 토양에서 생존할 수 있으며 호흡 동안 식물의 뿌리에 의해 방출되는 엄청난 양의 CO2, 또는 호흡을 통해 인근 미생물 및 토양 동물상 군집에 의한 CO2 발생에 대한 내성을 가진다.
일부 실시양태에서, 박테리아는 유전적으로 변형되지 않는다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 CO2를 중탄산염 및 궁극적으로 광물로 전환시키는 그의 능력으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 그의 탄산 탈수효소 사용으로 인해 선택된다.
일부 실시양태에서, 다양한 리조박테리아가 종자 내로 효과적으로 로딩된다. 일부 실시양태에서, 리조박테리아는 생물학적 질소 고정을 향상시키는 내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 리조박테리아는 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함한다.
일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 상기 하나 이상의 미생물이 상응하는 야생형 미생물에 비해 더 많은 탄산 탈수효소의 형성을 유발하거나 촉진하게 하는 유전적 변형을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유전적 변형은 핵산 구축물을 포함하고, 이때 상기 핵산 구축물은 탄산 탈수효소(CA) 코딩 서열의 발현을 유도하도록 구성된 하나 이상의 프로모터를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 핵산 구축물을 포함하고, 이때 상기 핵산 구축물은 탄산 탈수효소(CA) 코딩 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 CA 코딩 서열은 상기 하나 이상의 미생물에 대해 이종성을 가진다. 일부 실시양태에서, 상기 CA 코딩 서열은 상기 하나 이상의 미생물에 대해 내생성을 가진다. 일부 실시양태에서, 핵산 구축물은 코돈 최적화된다. 일부 실시양태에서, 상기 핵산 구축물은 상기 CA 코딩 서열의 발현을 유도하도록 구성된 하나 이상의 프로모터를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 상기 CA 코딩 서열의 항시적 발현을 유도한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 상기 CA 코딩 서열의 유도적 발현을 유도한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 직접적인 미생물 진화에 의해 변형된 탄산 탈수효소 유전자를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 신호 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 신호 서열은 주변세포질 신호 서열 또는 세포외 분비 신호를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 주변세포질 신호 서열 또는 상기 세포외 분비 신호는 탄산 탈수효소 코딩 서열의 5' 말단에 배치된다. 일부 실시양태에서, 상기 주변세포질 신호 서열 또는 상기 세포외 분비 신호는 탄산 탈수효소 코딩 서열의 5' 말단에 융합된다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 일반적인 분비 경로의 하나 이상의 성분을 포함하고, 이때 상기 유전적 변형은 상기 하나 이상의 미생물에 의한 탄산 탈수효소의 분비 또는 준세포 표적화를 야기한다.
일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 바실러스 종 또는 파에니바실러스 종에 포함된 하나 이상의 프로모터이거나 이러한 프로모터로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 P groES , P43, P sigX , P trnQ 및 P xylA 로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 하나 이상의 하우스킵핑 유전자 프로모터 또는 강하게 발현되는 항시적 프로모터이거나 이러한 프로모터로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 하우스킵핑 유전자 프로모터 또는 강하게 발현되는 항시적 프로모터는 P liaG , P lepA , P veg , P gsiB , P43, P trnQ , P lial (바시트라신 유도성) 및 P xylA (자일로스 유도성)로부터 선택된다.
일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 발현 벡터를 하나 이상의 미생물에 도입하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 하나 이상의 미생물의 염색체에 대한 변형을 포함한다.
일부 실시양태에서, 미생물은 질소 및 이산화탄소 둘 다를 고정할 수 있다. 일부 실시양태에서, 질소 고정 미생물은 생물학적 질소 고정을 통해 고정된 질소(암모니아)를 식물에 계속 제공할 것이고 이것은 환경을 오염시키는 화학 비료의 사용을 감소시킬 것이다. 대기 질소 고정의 최종 생성물(암모니아)은 암모니아가 광물화를 가속화하는 pH를 증가시키는 것으로 보고되었기 때문에 CO2를 광물로 전환시키는 과정을 향상시킬 수 있다. 본원에 개시된 미생물로부터의 암모니아 생성은 외부 질소원의 존재 하에서도 다른 토양 서식 미생물보다 상당히 더 높기 때문에, 광물화 과정은 토양에 서식하는 다른 미생물보다 본원에 개시된 균주에 의해 더 빠를 수 있다.
일부 실시양태에서, 미생물은 아세토네마 종, 악티노마이세스 종, 알칼리바실러스 종, 암모니필러스 종, 앰피바실러스 종, 아나에로박터 종, 아나에로스포라 종, 아뉴리니바실러스 종, 아녹시바실러스 종, 바실러스 종, 브레비바실러스 종, 칼다나에로박터 종, 칼로라마터 종, 카미니셀라 종, 세라시바실러스 종, 클로스트리디움 종, 클로스트리디살리박터 종, 코넬라 종, 콕시엘라 종, 덴드로스포로박터 종, 데설포토마쿨룸 종, 데설포스포로무사 종, 데설포스포로시누스 종, 데설포비르굴라 종, 데설푸니스포라 종, 데설푸리스포라 종, 필리팩터 종, 필로바실러스 종, 겔리아 종, 게오바실러스 종, 게오스포로박터 종, 그라실리바실러스 종, 할로바실러스 종, 할로나트로눔 종, 헬리오박테리움 종, 헬리오필룸 종, 레이스엘라 종, 렌티바실러스 종, 리시니바실러스 종, 마헬라 종, 메타박테리움 종, 무렐라 종, 나트로니엘라 종, 오셔노바실러스 종, 오레니아 종, 오르니티니바실러스 종, 옥살로파거스 종, 옥소박터 종, 파에니바실러스 종, 파랄리오바실러스 종, 펠로스포라 종, 펠로토마쿨룸 종, 피스시바실러스 종, 플라니필룸 종, 폰티바실러스 종, 프로피오니스포라 종, 살리니바실러스 종, 살수기니바실러스 종, 세이노넬라 종, 시마주엘라 종, 스포라세티게니움 종, 스포로아나에로박터 종, 스포로박터 종, 스포로박테리움 종, 스포로할로박터 종, 스포로락토바실러스 종, 스포로무사 종, 스포로사르시나 종, 스포로탈레아 종, 스포로토마쿨룸 종, 신트로포모나스 종, 신트로포스포라 종, 테누이바실러스 종, 테피디박터 종, 테리바실러스 종, 탈라소바실러스 종, 써모아세토게니움 종, 써모악티노마이세스 종, 써모알칼리바실러스 종, 써모아나에로박터 종, 써모아나에로모나스 종, 써모바실러스 종, 써모플라비마이크로비움 종, 써모베나불룸 종, 투베리바실러스 종, 비르기바실러스 종 및 불카노바실러스 종으로부터 선택된 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 아세토박터 종, 악티노마이세스 종, 바실러스 종, 크리세오박테리움 종, 콕시엘라 종, 엔시퍼 종, 글루타미시박터 종, 마이크로박테리움 종 또는 세라티아 종으로부터 선택된 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 아세토박터 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 악티노마이세스 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 바실러스 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 크리세오박테리움 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 콕시엘라 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 엔시퍼 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 글루타미시박터 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 마이크로박테리움 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 판토에아 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 세라티아 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자이다.
일부 실시양태에서, 미생물은 식물과 상호작용하는 미생물의 능력과 관련된 하나 이상의 성질로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 호환 가능성으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 약탈 또는 길항작용 효과가 발생하지 않을 것임을 보장하도록 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 저장 동안 안정성으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 관련 조직 내에서의 신속한 식물 콜로니화 및 생존으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 하나 이상의 식물 내로 최적 혼입되도록 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 식물 생명 주기 전체에 걸쳐 존재하는 상태로 유지된다.
일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물은 혼입 후 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상, 6개월 이상, 1년 이상 또는 2년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 6개월 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 1년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 2년 이상 동안 안정하다.
중탄산염 및 광물의 생성 방법
특정 측면에서, 본원은 (a) 식물, 및 이 식물, 식물 뿌리 및/또는 뿌리 근권과 관련된 하나 이상의 미생물을 배양하는 단계를 포함하는, 중탄산염 형성 및 광물화를 촉진하는 방법을 개시하는 것으로, 이때 상기 하나 이상의 미생물은 중탄산염 및 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 미생물이거나 이로부터 유래한다.
변형된 식물
일부 실시양태에서, 상기 식물과 관련된 상기 하나 이상의 미생물은 상기 식물의 뿌리 또는 근권에 배치된다. 일부 실시양태에서, 상기 식물과 관련된 상기 하나 이상의 미생물은 관개에 의해 상기 식물의 상기 뿌리 또는 상기 근권에 배치된다.
일부 실시양태에서, 상기 식물은 상기 식물에 의한 본원에 개시된 상기 하나 이상의 광물의 생성을 자극하도록 선택된, 본원에 개시된 미생물에 의해 관개되는 묘목으로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 상기 식물은 본원에 기재된 바와 같이 식물 종자, 및 이 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물을 배양하는 것으로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 종자는 본원에 기재된 방법에 의해 프라이밍된다.
한 측면에서, 본원은 식물 내로 혼입된 미생물 또는 미생물의 삼출물을 포함하는 식물을 재배하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자이다.
일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 50 kg/에이커 내지 1000 kg/에이커일 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 약 50 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커일 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 약 50 kg/에이커 내지 약 100 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 200 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 300 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 400 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 500 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 50 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 200 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 300 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 400 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 500 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 100 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 300 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 400 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 500 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 200 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 400 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 500 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 300 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 500 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 400 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 500 kg/에이커 내지 약 600 kg/에이커, 약 500 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 500 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 500 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 500 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 600 kg/에이커 내지 약 700 kg/에이커, 약 600 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 600 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 600 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 700 kg/에이커 내지 약 800 kg/에이커, 약 700 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 700 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 약 800 kg/에이커 내지 약 900 kg/에이커, 약 800 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커, 또는 약 900 kg/에이커 내지 약 1,000 kg/에이커일 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 약 50 kg/에이커, 약 100 kg/에이커, 약 200 kg/에이커, 약 300 kg/에이커, 약 400 kg/에이커, 약 500 kg/에이커, 약 600 kg/에이커, 약 700 kg/에이커, 약 800 kg/에이커, 약 900 kg/에이커 또는 약 1,000 kg/에이커일 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 적어도 약 50 kg/에이커, 약 100 kg/에이커, 약 200 kg/에이커, 약 300 kg/에이커, 약 400 kg/에이커, 약 500 kg/에이커, 약 600 kg/에이커, 약 700 kg/에이커, 약 800 kg/에이커 또는 약 900 kg/에이커일 수 있다. 일부 실시양태에서, 생성된 광물의 양은 최대 약 100 kg/에이커, 약 200 kg/에이커, 약 300 kg/에이커, 약 400 kg/에이커, 약 500 kg/에이커, 약 600 kg/에이커, 약 700 kg/에이커, 약 800 kg/에이커, 약 900 kg/에이커 또는 약 1,000 kg/에이커일 수 있다.
일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 내부 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 과피 아래에서 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 과피와 호분 세포층 사이에서 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 배아와 접촉한다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 배아와 접촉하지 않는다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 내배유와 접촉한다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 내배유와 접촉하지 않는다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물 코트와 식물 배아 사이의 공간에서 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물 과피와 식물 호분 세포층 사이의 공간 내로 혼입된다.
변형된 식물은 임의의 유형의 식물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 단자엽 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 옥수수, 밀, 벼, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리 또는 수수 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 옥수수 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 제아 메이즈 식물이다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 쌍자엽 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 상추, 토마토 또는 양배추 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 상추 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 락투카 사티바 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 토마토 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 솔라눔 라이코페르시쿰 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 유전적으로 변형된 유기체(GMO) 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 비-GMO 식물이다. 일부 실시양태에서, 상기 식물은 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물이다. 일부 실시양태에서, 상기 식물은 옥수수, 밀, 벼, 수수, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리, 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 양상추, 토마토, 완두콩 또는 양배추이다.
식물 내로 혼입된 미생물 또는 삼출물의 양은 CO2를 효과적으로 격리시키기에 충분한 수준이어야 한다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 콜로니 형성 유닛(CFU) 내지 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 CFU 내지 약 500 CFU, 약 250 CFU 내지 약 750 CFU, 약 250 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 750 CFU, 약 500 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 3,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 3,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 또는 약 4,000 CFU 내지 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 CFU, 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU, 약 4,000 CFU 또는 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 적어도 약 250 CFU, 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU 또는 약 4,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 최대 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU, 약 4,000 CFU 또는 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 적어도 약 500 CFU가 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 적어도 약 1000 CFU가 식물 내로 혼입된다.
일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물 또는 삼출물은 연장된 기간 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 약 3개월 내지 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 약 3개월 내지 약 6개월, 약 3개월 내지 약 9개월, 약 3개월 내지 약 12개월, 약 3개월 내지 약 15개월, 약 3개월 내지 약 18개월, 약 3개월 내지 약 21개월, 약 3개월 내지 약 24개월, 약 3개월 내지 약 30개월, 약 3개월 내지 약 36개월, 약 6개월 내지 약 9개월, 약 6개월 내지 약 12개월, 약 6개월 내지 약 15개월, 약 6개월 내지 약 18개월, 약 6개월 내지 약 21개월, 약 6개월 내지 약 24개월, 약 6개월 내지 약 30개월, 약 6개월 내지 약 36개월, 약 9개월 내지 약 12개월, 약 9개월 내지 약 15개월, 약 9개월 내지 약 18개월, 약 9개월 내지 약 21개월, 약 9개월 내지 약 24개월, 약 9개월 내지 약 30개월, 약 9개월 내지 약 36개월, 약 12개월 내지 약 15개월, 약 12개월 내지 약 18개월, 약 12개월 내지 약 21개월, 약 12개월 내지 약 24개월, 약 12개월 내지 약 30개월, 약 12개월 내지 약 36개월, 약 15개월 내지 약 18개월, 약 15개월 내지 약 21개월, 약 15개월 내지 약 24개월, 약 15개월 내지 약 30개월, 약 15개월 내지 약 36개월, 약 18개월 내지 약 21개월, 약 18개월 내지 약 24개월, 약 18개월 내지 약 30개월, 약 18개월 내지 약 36개월, 약 21개월 내지 약 24개월, 약 21개월 내지 약 30개월, 약 21개월 내지 약 36개월, 약 24개월 내지 약 30개월, 약 24개월 내지 약 36개월, 또는 약 30개월 내지 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 약 3개월, 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월, 약 30개월 또는 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 적어도 약 3개월, 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월 또는 약 30개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 최대 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월, 약 30개월 또는 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다.
일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물은 혼입 후 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상, 6개월 이상, 1년 이상 또는 2년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 6개월 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 1년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 2년 이상 동안 안정하다.
식물 내로 혼입된 미생물 또는 이의 삼출물은 본원에서 제공된 미생물들 중 임의의 미생물, 또는 임의의 다른 미생물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 미생물은 세균이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 미생물 또는 이의 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 본원에서 제공된 미생물의 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자이다.
미생물 및 삼출물
본원에서 제공된 미생물 또는 이의 삼출물은 중탄산염 및 하나 이상의 광물의 형성을 유발할 수 있거나 촉진할 수 있다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 CO2를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 광물 형성으로 이어진다. 일부 실시양태에서, 형성된 광물은 탄소를 토양에 안정적으로 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 박테리아의 내생포자이다. 본원에서 언급된 미생물(예를 들어, 박테리아)이 내생포자를 형성할 수 있을 때마다, 미생물의 임의의 내생포자도 포함되는 것으로 의도된다. 예를 들어, 식물 처리 제제가 바실러스 종을 포함하는 경우, 이 제제는 바실러스 종의 내생포자를 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 미생물은 퍼미큐테스, 프로테오박테리아 및 악티노박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 퍼미큐테스 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 프로테오박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 악티노박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자이다.
대기 질소를 고정하는 리조박테리아는 식물의 뿌리에서 발견된다. 이 유기체는 토양에서 생존할 수 있으며 호흡 동안 식물의 뿌리에 의해 방출되는 엄청난 양의 CO2, 또는 호흡을 통해 인근 미생물 및 토양 동물상 군집에 의한 CO2 발생에 대한 내성을 가진다.
일부 실시양태에서, 박테리아는 유전적으로 변형되지 않는다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 CO2를 중탄산염 및 궁극적으로 광물로 전환시키는 그의 능력으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 그의 탄산 탈수효소 사용으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 그의 탄산 탈수효소 사용으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 다양한 리조박테리아가 종자 내로 효과적으로 로딩된다. 일부 실시양태에서, 상기 리조박테리아는 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함한다.
일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 상기 하나 이상의 미생물이 상응하는 야생형 미생물에 비해 더 많은 탄산 탈수효소의 형성을 유발하거나 촉진하게 하는 유전적 변형을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유전적 변형은 핵산 구축물을 포함하고, 이때 상기 핵산 구축물은 탄산 탈수효소(CA) 코딩 서열의 발현을 유도하도록 구성된 하나 이상의 프로모터를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 핵산 구축물을 포함하고, 이때 상기 핵산 구축물은 탄산 탈수효소(CA) 코딩 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 CA 코딩 서열은 상기 하나 이상의 미생물에 대해 이종성을 가진다. 일부 실시양태에서, 상기 CA 코딩 서열은 상기 하나 이상의 미생물에 대해 내생성을 가진다. 일부 실시양태에서, 핵산 구축물은 코돈 최적화된다. 일부 실시양태에서, 상기 핵산 구축물은 상기 CA 코딩 서열의 발현을 유도하도록 구성된 하나 이상의 프로모터를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 상기 CA 코딩 서열의 항시적 발현을 유도한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 상기 CA 코딩 서열의 유도적 발현을 유도한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 직접적인 미생물 진화에 의해 변형된 탄산 탈수효소 유전자를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 신호 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 신호 서열은 주변세포질 신호 서열 또는 세포외 분비 신호를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 주변세포질 신호 서열 또는 상기 세포외 분비 신호는 탄산 탈수효소 코딩 서열의 5' 말단에 배치된다. 일부 실시양태에서, 상기 주변세포질 신호 서열 또는 상기 세포외 분비 신호는 탄산 탈수효소 코딩 서열의 5' 말단에 융합된다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 일반적인 분비 경로의 하나 이상의 성분을 포함하고, 이때 상기 유전적 변형은 상기 하나 이상의 미생물에 의한 탄산 탈수효소의 분비 또는 준세포 표적화를 야기한다.
일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 바실러스 종 또는 파에니바실러스 종에 포함된 하나 이상의 프로모터이거나 이러한 프로모터로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 P groES , P43, P sigX , P trnQ 및 P xylA 로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 하나 이상의 하우스킵핑 유전자 프로모터 또는 강하게 발현되는 항시적 프로모터이거나 이러한 프로모터로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 하우스킵핑 유전자 프로모터 또는 강하게 발현되는 항시적 프로모터는 P liaG , P lepA , P veg , P gsiB , P43, P trnQ , P lial (바시트라신 유도성) 및 P xylA (자일로스 유도성)로부터 선택된다.
일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 발현 벡터를 하나 이상의 미생물에 도입하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 하나 이상의 미생물의 염색체에 대한 변형을 포함한다.
일부 실시양태에서, 미생물은 질소 및 이산화탄소 둘 다를 고정할 수 있다. 일부 실시양태에서, 질소 고정 미생물은 생물학적 질소 고정을 통해 고정된 질소(암모니아)를 식물에 계속 제공할 것이고 이것은 환경을 오염시키는 화학 비료의 사용을 감소시킬 것이다. 대기 질소 고정의 최종 생성물(암모니아)은 암모니아가 광물화를 가속화하는 pH를 증가시키는 것으로 보고되었기 때문에 CO2를 광물로 전환시키는 과정을 향상시킬 수 있다. 본원에 개시된 미생물로부터의 암모니아 생성은 외부 질소원의 존재 하에서도 다른 토양 서식 미생물보다 상당히 더 높기 때문에, 광물화 과정은 토양에 서식하는 다른 미생물보다 본원에 개시된 균주에 의해 더 빠를 수 있다.
탄소를 중탄산염 및 광물로 격리시키거나 전환시키는 방법
특정 측면에서, 본원은 식물, 및 이 식물과 관련된 하나 이상의 미생물을 배양하는 단계를 포함하는 탄소 격리 방법을 개시하는 것으로, 이때 상기 하나 이상의 미생물은 중탄산염 및 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 미생물이거나 이로부터 유래한다.
변형된 식물
한 측면에서, 본원은 식물 내로 혼입된 미생물 또는 미생물의 삼출물을 포함하는 변형된 식물을 재배하는 단계를 포함하는 탄소 격리 방법을 제공한다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 중탄산염 및 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진한다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 CO2를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 광물 형성으로 이어진다. 일부 실시양태에서, 형성된 광물은 탄소를 토양에 안정적으로 격리시킨다. 일부 바람직한 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자이다.
일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 0.1 톤의 CO2/에이커 내지 2.5 톤의 CO2/에이커이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 2.5 내지 5.3 톤의 CO2/에이커를 전환시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 5.3 내지 7.5 톤의 CO2/에이커를 전환시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 7.5 내지 10 톤의 CO2/에이커를 전환시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 10 내지 15 톤의 CO2/에이커를 전환시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 15 내지 20 톤/에이커를 전환시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 약 2 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커이다. 일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 약 2 톤/에이커 내지 약 4 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 6 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 8 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 10 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 12 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 2 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 6 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 8 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 10 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 12 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 4 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 8 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 10 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 12 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 6 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 10 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 12 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 8 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 10 톤/에이커 내지 약 12 톤/에이커, 약 10 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 10 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 10 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 10 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 12 톤/에이커 내지 약 14 톤/에이커, 약 12 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 12 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 12 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 14 톤/에이커 내지 약 16 톤/에이커, 약 14 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 14 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 약 16 톤/에이커 내지 약 18 톤/에이커, 약 16 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커, 또는 약 18 톤/에이커 내지 약 20 톤/에이커이다. 일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 약 2 톤/에이커, 약 4 톤/에이커, 약 6 톤/에이커, 약 8 톤/에이커, 약 10 톤/에이커, 약 12 톤/에이커, 약 14 톤/에이커, 약 16 톤/에이커, 약 18 톤/에이커 또는 약 20 톤/에이커이다. 일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 적어도 약 2 톤/에이커, 약 4 톤/에이커, 약 6 톤/에이커, 약 8 톤/에이커, 약 10 톤/에이커, 약 12 톤/에이커, 약 14 톤/에이커, 약 16 톤/에이커 또는 약 18 톤/에이커이다. 일부 실시양태에서, 미생물에 의해 전환된 CO2의 양은 최대 약 4 톤/에이커, 약 6 톤/에이커, 약 8 톤/에이커, 약 10 톤/에이커, 약 12 톤/에이커, 약 14 톤/에이커, 약 16 톤/에이커, 약 18 톤/에이커 또는 약 20 톤/에이커이다.
일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 내부 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 과피 아래에서 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 과피와 호분 세포층 사이에서 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 배아와 접촉한다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 배아와 접촉하지 않는다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 내배유와 접촉한다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물의 내배유와 접촉하지 않는다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물 코트와 식물 배아 사이의 공간에서 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 미생물 또는 삼출물은 식물 과피와 식물 호분 세포층 사이의 공간 내로 혼입된다.
변형된 식물은 임의의 유형의 식물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 단자엽 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 옥수수, 밀, 벼, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리 또는 수수 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 옥수수 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 제아 메이즈 식물이다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 쌍자엽 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 상추, 토마토 또는 양배추 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 상추 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 락투카 사티바 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 토마토 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 솔라눔 라이코페르시쿰 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 유전적으로 변형된 유기체(GMO) 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 비-GMO 식물이다.
식물 내로 혼입된 미생물 또는 삼출물의 양은 CO2를 효과적으로 격리시키기에 충분한 수준이어야 한다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 콜로니 형성 유닛(CFU) 내지 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 CFU 내지 약 500 CFU, 약 250 CFU 내지 약 750 CFU, 약 250 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 250 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 750 CFU, 약 500 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 500 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 1,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 750 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 2,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 1,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 3,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 2,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 약 3,000 CFU 내지 약 4,000 CFU, 약 3,000 CFU 내지 약 5,000 CFU, 또는 약 4,000 CFU 내지 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 약 250 CFU, 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU, 약 4,000 CFU 또는 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 적어도 약 250 CFU, 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU 또는 약 4,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물의 양은 최대 약 500 CFU, 약 750 CFU, 약 1,000 CFU, 약 2,000 CFU, 약 3,000 CFU, 약 4,000 CFU 또는 약 5,000 CFU이다. 일부 실시양태에서, 적어도 약 500 CFU가 식물 내로 혼입된다. 일부 실시양태에서, 적어도 약 1000 CFU가 식물 내로 혼입된다.
일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물 또는 삼출물은 연장된 기간 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 약 3개월 내지 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 약 3개월 내지 약 6개월, 약 3개월 내지 약 9개월, 약 3개월 내지 약 12개월, 약 3개월 내지 약 15개월, 약 3개월 내지 약 18개월, 약 3개월 내지 약 21개월, 약 3개월 내지 약 24개월, 약 3개월 내지 약 30개월, 약 3개월 내지 약 36개월, 약 6개월 내지 약 9개월, 약 6개월 내지 약 12개월, 약 6개월 내지 약 15개월, 약 6개월 내지 약 18개월, 약 6개월 내지 약 21개월, 약 6개월 내지 약 24개월, 약 6개월 내지 약 30개월, 약 6개월 내지 약 36개월, 약 9개월 내지 약 12개월, 약 9개월 내지 약 15개월, 약 9개월 내지 약 18개월, 약 9개월 내지 약 21개월, 약 9개월 내지 약 24개월, 약 9개월 내지 약 30개월, 약 9개월 내지 약 36개월, 약 12개월 내지 약 15개월, 약 12개월 내지 약 18개월, 약 12개월 내지 약 21개월, 약 12개월 내지 약 24개월, 약 12개월 내지 약 30개월, 약 12개월 내지 약 36개월, 약 15개월 내지 약 18개월, 약 15개월 내지 약 21개월, 약 15개월 내지 약 24개월, 약 15개월 내지 약 30개월, 약 15개월 내지 약 36개월, 약 18개월 내지 약 21개월, 약 18개월 내지 약 24개월, 약 18개월 내지 약 30개월, 약 18개월 내지 약 36개월, 약 21개월 내지 약 24개월, 약 21개월 내지 약 30개월, 약 21개월 내지 약 36개월, 약 24개월 내지 약 30개월, 약 24개월 내지 약 36개월, 또는 약 30개월 내지 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 약 3개월, 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월, 약 30개월 또는 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 적어도 약 3개월, 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월 또는 약 30개월 동안 저장 안정성을 가진다. 일부 실시양태에서, 변형된 식물은 최대 약 6개월, 약 9개월, 약 12개월, 약 15개월, 약 18개월, 약 21개월, 약 24개월, 약 30개월 또는 약 36개월 동안 저장 안정성을 가진다.
일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물은 혼입 후 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상, 6개월 이상, 1년 이상 또는 2년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 6개월 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 1년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 2년 이상 동안 안정하다.
식물 내로 혼입된 미생물 또는 이의 삼출물은 본원에서 제공된 미생물들 중 임의의 미생물, 또는 임의의 다른 미생물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 미생물은 세균이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 미생물 또는 이의 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 본원에서 제공된 미생물의 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아 또는 이의 내생포자이다.
박테리아를 혼입하는 방법
한 측면에서, 본원은 하나 이상의 미생물 또는 이의 삼출물을 하나 이상의 식물 내로 혼입하는 방법을 제공한다. 일부 실시양태에서, 이 방법은 식물을 소독하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 이 방법은 식물을, 하나 이상의 미생물 또는 이의 삼출물을 포함하는 용액과 접촉시키는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 이 용액은 염을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 일정 시간 동안 식물을 용액과 함께 인큐베이션하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 시간은 원하는 양의 미생물 또는 이의 삼출물이 식물 내로 들어가게 하기에 충분하다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 원하는 양의 미생물 또는 이의 삼출물을 식물 내로 혼입한다.
일부 실시양태에서, 상기 방법은 본원에 기재된 바와 같이 식물을, 염을 포함하는 용액과 접촉시키는 단계를 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 본원에 기재된 바와 같이 추가 첨가제를 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 본원에 기재된 바와 같이 추가 금속 이온을 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 본원에 기재된 바와 같이 미생물을 위한 하나 이상의 영양분을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 박테리아 생장 배지를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 용원성 브로쓰(LB), 영양분 브로쓰 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 용원성 브로쓰를 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 영양분 브로쓰를 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 본원에 기재된 바와 같이 미생물을 포함한다.
일부 실시양태에서, 용액은 본원에 기재된 바와 같이 식물 질량당 원하는 양의 미생물을 포함한다.
일부 실시양태에서, 식물은 본원에 기재된 바와 같이 식물당 원하는 양의 미생물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 미생물은 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 내생포자 형성 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 내생포자 형성 박테리아의 내생포자 형성을 유도하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 박테리아는 내생포자이다. 일부 실시양태에서, 용액은 내생포자 형성을 유도하기 위한 하나 이상의 성분을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용액은 칼륨, 황산제1철, 칼슘, 마그네슘, 망간 또는 이들의 조합을 포함한다.
일부 실시양태에서, 방법은 식물을 살균하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 방법은 식물의 표면을 살균하는 단계를 포함한다. 표면이 살균된 식물을 생성하는 임의의 방법이 이용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 식물을 표백 용액으로 살균한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 미생물을 함유하는 용액에 식물을 침지시키기 전에 식물을 살균한다. 일부 실시양태에서, 식물은 살균된 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 살균된 표면을 가진다. 본원에서 사용된 바와 같이, "살균하는", "살균된" 및 관련 용어(예를 들어, "소독하는" 등)는 살균된 물품에 살아있는 미생물이 실질적으로 없다는 것을 시사한다. 일부 실시양태에서, 미생물을 포함하는 용액에서 식물을 인큐베이션하기 전에 식물을 살균한다. 일부 실시양태에서, 미생물을 포함하는 용액에서 식물을 인큐베이션한 후에 식물을 살균한다. 일부 실시양태에서, 살진균제를 식물의 표면에 첨가한다.
일부 실시양태에서, 살균되거나 소독된 식물은 식물(예를 들어, 식물의 표면)에 살아있는 미생물을 실질적으로 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 살균 또는 살균된 식물은 식물에서 1 CFU 미만, 5 CFU 미만, 10 CFU 미만, 20 CFU 미만, 30 CFU 미만, 40 CFU 미만 또는 50 CFU 미만의 미생물을 포함한다.
일부 실시양태에서, 식물은 미생물을 식물 내로 혼입하기에 충분한 시간 동안 미생물을 함유하는 용액과 함께 인큐베이션된다.
미생물 및 삼출물
본원에서 제공된 미생물 또는 이의 삼출물은 중탄산염 및 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진한다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 CO2를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 광물 형성으로 이어진다. 일부 실시양태에서, 형성된 광물은 탄소를 토양에 안정적으로 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 본원에 기재된 바와 같이 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 박테리아의 내생포자이다. 본원에서 언급된 미생물(예를 들어, 박테리아)이 내생포자를 형성할 수 있을 때마다, 미생물의 임의의 내생포자도 포함되는 것으로 의도된다. 예를 들어, 식물 처리 제제가 바실러스 종을 포함하는 경우, 이 제제는 바실러스 종의 내생포자를 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 미생물은 퍼미큐테스, 프로테오박테리아 및 악티노박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 퍼미큐테스 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 프로테오박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 악티노박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자이다.
대기 질소를 고정하는 리조박테리아는 식물의 뿌리에서 발견된다. 이 미생물은 토양에서 생존할 수 있으며 호흡 동안 식물의 뿌리에 의해 방출되는 엄청난 양의 CO2, 또는 호흡을 통해 인근 미생물 및 토양 동물상 군집에 의한 CO2 발생에 대한 내성을 가진다.
일부 실시양태에서, 박테리아는 유전적으로 변형되지 않는다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 CO2를 중탄산염 및 궁극적으로 광물로 전환시키는 그의 능력으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 그의 탄산 탈수효소 사용으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 그의 탄산 탈수효소 사용으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 다양한 리조박테리아가 종자 내로 효과적으로 로딩된다. 일부 실시양태에서, 리조박테리아는 생물학적 질소 고정을 향상시키는 내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 리조박테리아는 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함한다.
일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 상기 하나 이상의 미생물이 상응하는 야생형 미생물에 비해 더 많은 탄산 탈수효소의 형성을 유발하거나 촉진하게 하는 유전적 변형을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유전적 변형은 핵산 구축물을 포함하고, 이때 상기 핵산 구축물은 탄산 탈수효소(CA) 코딩 서열의 발현을 유도하도록 구성된 하나 이상의 프로모터를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 핵산 구축물을 포함하고, 이때 상기 핵산 구축물은 탄산 탈수효소(CA) 코딩 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 CA 코딩 서열은 상기 하나 이상의 미생물에 대해 이종성을 가진다. 일부 실시양태에서, 상기 CA 코딩 서열은 상기 하나 이상의 미생물에 대해 내생성을 가진다. 일부 실시양태에서, 핵산 구축물은 코돈 최적화된다. 일부 실시양태에서, 상기 핵산 구축물은 상기 CA 코딩 서열의 발현을 유도하도록 구성된 하나 이상의 프로모터를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 상기 CA 코딩 서열의 항시적 발현을 유도한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 상기 CA 코딩 서열의 유도적 발현을 유도한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 직접적인 미생물 진화에 의해 변형된 탄산 탈수효소 유전자를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 신호 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 신호 서열은 주변세포질 신호 서열 또는 세포외 분비 신호를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 주변세포질 신호 서열 또는 상기 세포외 분비 신호는 탄산 탈수효소 코딩 서열의 5' 말단에 배치된다. 일부 실시양태에서, 상기 주변세포질 신호 서열 또는 상기 세포외 분비 신호는 탄산 탈수효소 코딩 서열의 5' 말단에 융합된다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 일반적인 분비 경로의 하나 이상의 성분을 포함하고, 이때 상기 유전적 변형은 상기 하나 이상의 미생물에 의한 탄산 탈수효소의 분비 또는 준세포 표적화를 야기한다.
일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 바실러스 종 또는 파에니바실러스 종에 포함된 하나 이상의 프로모터이거나 이러한 프로모터로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 P groES , P43, P sigX , P trnQ 및 P xylA 로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 프로모터는 하나 이상의 하우스킵핑 유전자 프로모터 또는 강하게 발현되는 항시적 프로모터이거나 이러한 프로모터로부터 유래한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 하우스킵핑 유전자 프로모터 또는 강하게 발현되는 항시적 프로모터는 P liaG , P lepA , P veg , P gsiB , P43, P trnQ , P lial (바시트라신 유도성) 및 P xylA (자일로스 유도성)로부터 선택된다.
일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 발현 벡터를 하나 이상의 미생물에 도입하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 유전적 변형은 하나 이상의 미생물의 염색체에 대한 변형을 포함한다.
일부 실시양태에서, 미생물은 질소 및 이산화탄소 둘 다를 고정할 수 있다. 일부 실시양태에서, 질소 고정 미생물은 생물학적 질소 고정을 통해 고정된 질소(암모니아)를 식물에 계속 제공할 것이고 이것은 환경을 오염시키는 화학 비료의 사용을 감소시킬 것이다. 대기 질소 고정의 최종 생성물(암모니아)은 암모니아가 광물화를 가속화하는 pH를 증가시키는 것으로 보고되었기 때문에 CO2를 광물로 전환시키는 과정을 향상시킬 수 있다. 본원에 개시된 미생물로부터의 암모니아 생성은 외부 질소원의 존재 하에서도 다른 토양 서식 미생물보다 상당히 더 높기 때문에, 광물화 과정은 토양에 서식하는 다른 미생물보다 본원에 개시된 균주에 의해 더 빠를 수 있다.
일부 실시양태에서, 미생물은 아세토네마 종, 악티노마이세스 종, 알칼리바실러스 종, 암모니필러스 종, 앰피바실러스 종, 아나에로박터 종, 아나에로스포라 종, 아뉴리니바실러스 종, 아녹시바실러스 종, 바실러스 종, 브레비바실러스 종, 칼다나에로박터 종, 칼로라마터 종, 카미니셀라 종, 세라시바실러스 종, 클로스트리디움 종, 클로스트리디살리박터 종, 코넬라 종, 콕시엘라 종, 덴드로스포로박터 종, 데설포토마쿨룸 종, 데설포스포로무사 종, 데설포스포로시누스 종, 데설포비르굴라 종, 데설푸니스포라 종, 데설푸리스포라 종, 필리팩터 종, 필로바실러스 종, 겔리아 종, 게오바실러스 종, 게오스포로박터 종, 그라실리바실러스 종, 할로바실러스 종, 할로나트로눔 종, 헬리오박테리움 종, 헬리오필룸 종, 레이스엘라 종, 렌티바실러스 종, 리시니바실러스 종, 마헬라 종, 메타박테리움 종, 무렐라 종, 나트로니엘라 종, 오셔노바실러스 종, 오레니아 종, 오르니티니바실러스 종, 옥살로파거스 종, 옥소박터 종, 파에니바실러스 종, 파랄리오바실러스 종, 펠로스포라 종, 펠로토마쿨룸 종, 피스시바실러스 종, 플라니필룸 종, 폰티바실러스 종, 프로피오니스포라 종, 살리니바실러스 종, 살수기니바실러스 종, 세이노넬라 종, 시마주엘라 종, 스포라세티게니움 종, 스포로아나에로박터 종, 스포로박터 종, 스포로박테리움 종, 스포로할로박터 종, 스포로락토바실러스 종, 스포로무사 종, 스포로사르시나 종, 스포로탈레아 종, 스포로토마쿨룸 종, 신트로포모나스 종, 신트로포스포라 종, 테누이바실러스 종, 테피디박터 종, 테리바실러스 종, 탈라소바실러스 종, 써모아세토게니움 종, 써모악티노마이세스 종, 써모알칼리바실러스 종, 써모아나에로박터 종, 써모아나에로모나스 종, 써모바실러스 종, 써모플라비마이크로비움 종, 써모베나불룸 종, 투베리바실러스 종, 비르기바실러스 종 및 불카노바실러스 종으로부터 선택된 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 아세토박터 종, 악티노마이세스 종, 바실러스 종, 크리세오박테리움 종, 콕시엘라 종, 엔시퍼 종, 글루타미시박터 종, 마이크로박테리움 종 또는 세라티아 종으로부터 선택된 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 아세토박터 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 악티노마이세스 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 바실러스 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 크리세오박테리움 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 콕시엘라 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 엔시퍼 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 글루타미시박터 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 마이크로박테리움 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 판토에아 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 세라티아 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자이다.
일부 실시양태에서, 미생물은 식물과 상호작용하는 미생물의 능력과 관련된 하나 이상의 성질로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 호환 가능성으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 약탈 또는 길항작용 효과가 발생하지 않을 것임을 보장하도록 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 저장 동안 안정성으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 관련 조직 내에서의 신속한 식물 콜로니화 및 생존으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 하나 이상의 식물 내로 최적 혼입되도록 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 식물 생명 주기 전체에 걸쳐 존재하는 상태로 유지된다.
일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물은 혼입 후 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상, 6개월 이상, 1년 이상 또는 2년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 6개월 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 1년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 2년 이상 동안 안정하다.
박테리아를 포함하는 조성물
특정 측면에서, 본원은 하나 이상의 미생물을 포함하는 조성물을 개시하는 것으로, 이때 상기 하나 이상의 미생물은 중탄산염 및 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 미생물이거나 이로부터 유래한다.
본원에서 제공된 미생물 또는 이의 삼출물은 중탄산염 및 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진한다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 CO2를 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 중탄산염의 형성은 광물 형성으로 이어진다. 일부 실시양태에서, 형성된 광물은 탄소를 토양에 안정적으로 격리시킨다. 일부 실시양태에서, 미생물은 본원에 기재된 바와 같이 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 내생포자 형성 박테리아이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 박테리아의 내생포자이다. 본원에서 언급된 미생물(예를 들어, 박테리아)이 내생포자를 형성할 수 있을 때마다, 미생물의 임의의 내생포자도 포함되는 것으로 의도된다. 예를 들어, 식물 처리 제제가 바실러스 종을 포함하는 경우, 이 제제는 바실러스 종의 내생포자를 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 미생물은 퍼미큐테스, 프로테오박테리아 및 악티노박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 퍼미큐테스 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 프로테오박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 악티노박테리아 문으로부터의 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자이다.
대기 질소를 고정하는 리조박테리아는 식물의 뿌리에서 발견된다. 이 유기체는 토양에서 생존할 수 있으며 호흡 동안 식물의 뿌리에 의해 방출되는 엄청난 양의 CO2, 또는 호흡을 통해 인근 미생물 및 토양 동물상 군집에 의한 CO2 발생에 대한 내성을 가진다.
일부 실시양태에서, 박테리아는 유전적으로 변형되지 않는다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 CO2를 중탄산염 및 궁극적으로 광물로 전환시키는 그의 능력으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 그의 탄산 탈수효소 사용으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 유전적으로 변형되지 않는다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 CO2를 중탄산염 및 광물로 전환시키는 그의 능력으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 그의 탄산 탈수효소 사용으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 박테리아는 그의 탄산 탈수효소 사용으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 다양한 리조박테리아가 종자 내로 효과적으로 로딩된다. 일부 실시양태에서, 리조박테리아는 내생포자 형성 박테리아를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 리조박테리아는 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 하나 이상의 미생물은 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함한다.
일부 실시양태에서, 미생물은 질소 및 이산화탄소 둘 다를 고정할 수 있다. 일부 실시양태에서, 질소 고정 미생물은 생물학적 질소 고정을 통해 고정된 질소(암모니아)를 식물에 계속 제공할 것이고 이것은 환경을 오염시키는 화학 비료의 사용을 감소시킬 것이다. 대기 질소 고정의 최종 생성물(암모니아)은 암모니아가 광물화를 가속화하는 pH를 증가시키는 것으로 보고되었기 때문에 CO2를 중탄산염 및 광물로 전환시키는 과정을 향상시킬 수 있다. 본원에 개시된 미생물로부터의 암모니아 생성은 외부 질소원의 존재 하에서도 다른 토양 서식 미생물보다 상당히 더 높기 때문에, 광물화 과정은 토양에 서식하는 다른 미생물보다 본원에 개시된 균주에 의해 더 빠를 수 있다.
일부 실시양태에서, 미생물은 아세토네마 종, 악티노마이세스 종, 알칼리바실러스 종, 암모니필러스 종, 앰피바실러스 종, 아나에로박터 종, 아나에로스포라 종, 아뉴리니바실러스 종, 아녹시바실러스 종, 바실러스 종, 브레비바실러스 종, 칼다나에로박터 종, 칼로라마터 종, 카미니셀라 종, 세라시바실러스 종, 클로스트리디움 종, 클로스트리디살리박터 종, 코넬라 종, 콕시엘라 종, 덴드로스포로박터 종, 데설포토마쿨룸 종, 데설포스포로무사 종, 데설포스포로시누스 종, 데설포비르굴라 종, 데설푸니스포라 종, 데설푸리스포라 종, 필리팩터 종, 필로바실러스 종, 겔리아 종, 게오바실러스 종, 게오스포로박터 종, 그라실리바실러스 종, 할로바실러스 종, 할로나트로눔 종, 헬리오박테리움 종, 헬리오필룸 종, 레이스엘라 종, 렌티바실러스 종, 리시니바실러스 종, 마헬라 종, 메타박테리움 종, 무렐라 종, 나트로니엘라 종, 오셔노바실러스 종, 오레니아 종, 오르니티니바실러스 종, 옥살로파거스 종, 옥소박터 종, 파에니바실러스 종, 파랄리오바실러스 종, 펠로스포라 종, 펠로토마쿨룸 종, 피스시바실러스 종, 플라니필룸 종, 폰티바실러스 종, 프로피오니스포라 종, 살리니바실러스 종, 살수기니바실러스 종, 세이노넬라 종, 시마주엘라 종, 스포라세티게니움 종, 스포로아나에로박터 종, 스포로박터 종, 스포로박테리움 종, 스포로할로박터 종, 스포로락토바실러스 종, 스포로무사 종, 스포로사르시나 종, 스포로탈레아 종, 스포로토마쿨룸 종, 신트로포모나스 종, 신트로포스포라 종, 테누이바실러스 종, 테피디박터 종, 테리바실러스 종, 탈라소바실러스 종, 써모아세토게니움 종, 써모악티노마이세스 종, 써모알칼리바실러스 종, 써모아나에로박터 종, 써모아나에로모나스 종, 써모바실러스 종, 써모플라비마이크로비움 종, 써모베나불룸 종, 투베리바실러스 종, 비르기바실러스 종 및 불카노바실러스 종으로부터 선택된 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 아세토박터 종, 악티노마이세스 종, 바실러스 종, 크리세오박테리움 종, 콕시엘라 종, 엔시퍼 종, 글루타미시박터 종, 마이크로박테리움 종 또는 세라티아 종으로부터 선택된 미생물이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 아세토박터 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 악티노마이세스 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 바실러스 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 크리세오박테리움 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 콕시엘라 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 엔시퍼 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 글루타미시박터 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 마이크로박테리움 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 판토에아 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 세라티아 종이다. 일부 실시양태에서, 미생물은 상기 미생물들 중 임의의 미생물의 내생포자이다.
일부 실시양태에서, 미생물은 식물과 상호작용하는 미생물의 능력과 관련된 하나 이상의 성질로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 호환 가능성으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 약탈 또는 길항작용 효과가 발생하지 않을 것임을 보장하도록 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 저장 동안 안정성으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 관련 조직 내에서의 신속한 식물 콜로니화 및 생존으로 인해 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 하나 이상의 식물 내로 최적 혼입되도록 선택된다. 일부 실시양태에서, 미생물은 식물 생명 주기 전체에 걸쳐 존재하는 상태로 유지된다.
일부 실시양태에서, 식물 내로 혼입된 미생물은 혼입 후 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상, 6개월 이상, 1년 이상 또는 2년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 30일 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 6개월 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 1년 이상 동안 안정하다. 일부 실시양태에서, 미생물은 2년 이상 동안 안정하다.
정의
용어 "적어도", "보다 더 큰" 또는 "이상"이 일련의 2개 이상의 수치 값에서 첫 번째 수치 값 앞에 올 때마다, 용어 "적어도", "보다 더 큰" 또는 "이상"은 그 일련의 수치 값에서 각각의 수치 값에 적용된다. 예를 들어, 1, 2 또는 3 이상은 1 이상, 2 이상 또는 3 이상과 동등하다.
용어 "보다 더 많지 않은", "미만" 또는 "이하"가 일련의 2개 이상의 수치 값에서 첫 번째 수치 값 앞에 올 때마다, 용어 "보다 더 많지 않은", "미만" 또는 "이하"는 그 일련의 수치 값에서 각각의 수치 값에 적용된다. 예를 들어, 3, 2 또는 1 이하는 3 이하, 2 이하 또는 1 이하와 동등하다.
절대적 또는 순차적 용어의 사용, 예를 들어, "할 것이다", "하지 않을 것이다", "한다", "하지 않는다", "해야 한다", "하지 않아야 한다", "먼저", "처음에", "그 다음에", "나중에", "전에", "후에", "마지막으로" 및 "최종적으로"는 본원에 개시된 본 실시양태의 범위를 제한하기 위한 것이 아니라 예시하기 위한 것이다.
본원에서 사용된 바와 같이, 문맥이 달리 명시하지 않는 한, 단수 형태는 복수 형태도 포함하기 위한 것이다. 나아가, "포함하는", "포함한다", "가진", "가진다", "와 함께" 또는 이들의 파생어가 상세한 설명 및/또는 청구범위에서 사용되는 범위 내에서, 이러한 용어들은 용어 "포함하는"과 유사한 방식으로 포괄하기 위한 것이다.
본원에 기재된 바와 같은 용어 "관개 시스템"은 농작물의 생산을 도울 뿐만 아니라 식물을 생장시키기 위해 제어된 양의 물을 적용하는 인위적 과정일 수 있으며, 이때 이것은 "관수"로서 알려져 있을 수 있다. 일부 실시양태에서, 용어 "관개 시스템"은 잎 살포, 고랑내 비료 처리, 스프링클러 시스템, 가습기 또는 연무 시스템을 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 어구 "적어도 하나", "하나 이상", 및 "및/또는"은 기능에서 접속사 및 비접속사 둘 다인 개방형 표현이다. 예를 들어, 표현 "A, B 및 C 중 적어도 하나", "A, B 또는 C 중 적어도 하나", "A, B 및 C 중 하나 이상", "A, B 또는 C 중 하나 이상" 및 "A, B 및/또는 C" 각각은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B 함께, A와 C 함께, B와 C 함께, 또는 A, B 및 C 함께를 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "또는"은 "및", "또는" 또는 "및/또는"을 의미할 수 있으며 배타적 및 포괄적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 용어 "A 또는 B"는 "A 또는 B", "A이지만 B는 아님", "B이지만 A는 아님", 및 "A 및 B"를 의미할 수 있다. 일부 경우, 문맥이 구체적인 의미를 좌우할 수 있다.
본원에 기재된 임의의 시스템, 방법, 소프트웨어 및 플랫폼은 모듈식이다. 따라서, "첫 번째" 및 "두 번째"와 같은 용어는 반드시 우선순위, 중요성 순서 또는 행위 순서를 내포하지는 않는다.
숫자 또는 수치 범위를 언급할 때 용어 "약"은 언급된 숫자 또는 수치 범위가 실험적 가변성 이내의(또는 통계적 실험 오차 이내의) 근사치임을 의미하고, 이 숫자 또는 수치 범위는 예를 들어, 명시된 숫자 또는 수치 범위의 1%부터 15%까지 변경될 수 있다. 예를 들어, 용어 "약"은 언급된 숫자 또는 값의 ±10%를 지칭한다.
용어 "증가한다", "증가하는" 또는 "증가"는 일반적으로 통계적으로 유의미한 양만큼의 증가를 의미하기 위해 본원에서 사용된다. 일부 측면에서, 용어 "증가한다" 또는 "증가"는 기준 수준에 비해 적어도 10%의 증가, 예를 들어, 기준 수준, 표준 또는 대조군에 비해 적어도 약 10%, 적어도 약 20%, 또는 적어도 약 30%, 또는 적어도 약 40%, 또는 적어도 약 50%, 또는 적어도 약 60%, 또는 적어도 약 70%, 또는 적어도 약 80%, 또는 적어도 약 90% 또는 최대 100%의 증가, 또는 10% 내지 100%의 임의의 증가를 의미한다. "증가"의 다른 예는 기준 수준에 비해 적어도 2배, 적어도 5배, 적어도 10배, 적어도 20배, 적어도 50배, 적어도 100배, 적어도 1000배 이상의 증가를 포함한다.
용어 "감소한다", "감소하는" 또는 "감소"는 일반적으로 통계적으로 유의미한 양만큼의 감소를 의미하기 위해 본원에서 사용된다. 일부 측면에서, "감소한다" 또는 "감소"는 기준 수준에 비해 적어도 10%의 감소, 예를 들어, 기준 수준에 비해 적어도 약 20%, 또는 적어도 약 30%, 또는 적어도 약 40%, 또는 적어도 약 50%, 또는 적어도 약 60%, 또는 적어도 약 70%, 또는 적어도 약 80%, 또는 적어도 약 90% 또는 최대 100%의 감소(예를 들어, 기준 수준에 비해 부재 수준 또는 검출 불가능한 수준), 또는 10% 내지 100%의 임의의 감소를 의미한다. 마커 또는 증상과 관련하여, 이 용어들은 이러한 수준의 통계적으로 유의미한 감소를 의미한다. 감소는 예를 들어, 적어도 10%, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40% 이상일 수 있고, 바람직하게는 주어진 질환이 없는 개체에 대한 정상 범위 내에 있는 것으로서 인정되는 수준까지의 감소이다.
본 발명의 바람직한 실시양태가 본원에 제시되고 설명되었지만, 이러한 실시양태가 단지 예로서 제공된다는 것은 당분야의 숙련된 자에게 자명할 것이다. 본 발명은 본 명세서 내에 제공된 특정 예에 의해 제한되지 않는다. 본 발명은 전술된명세서를 참조함으로써 설명되었지만, 본원의 실시양태의 설명 및 예시는 제한적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 비로소 본 발명을 벗어나지 않으면서 다수의 변경, 변화 및 치환이 당분야의 숙련된 자에게 인식될 것이다. 또한, 본 발명의 모든 측면은 다양한 조건 및 변수에 의존하는, 본원에 기재된 특정 묘사, 구성 또는 상대적 비율로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 본원에 기재된 본 발명의 실시양태에 대한 다양한 대안이 본 발명을 실시하는 데 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 임의의 이러한 대안, 변형, 변경 또는 등가물도 커버할 것으로 생각된다. 하기 청구범위는 본 발명의 범위를 정의하고 이 청구범위 내의 방법과 구조 및 이들의 등가물은 하기 청구범위에 의해 커버된다.
넘버링된 실시양태
1. 하나 이상의 미생물을 포함하는 조성물로서, 상기 하나 이상의 미생물이 식물 또는 이의 일부의 코팅물과 세포층 사이의 공간에 위치하고, 중탄산염, 탄산염 또는 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 하나 이상의 미생물이거나 이로부터 유래한 것인 조성물.
2. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 식물 뿌리, 식물 줄기, 식물 잎, 식물 종자, 식물 열매, 식물 괴경 또는 식물 뿌리 결절인 조성물.
3. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 상업용 식물 또는 이의 일부를 포함하는 것인 조성물.
4. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 상업용 식물 또는 이의 일부가 옥수수, 밀, 벼, 수수, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리, 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 양상추, 토마토, 완두콩, 양배추, 과수, 견과수, 임목, 초원 또는 잔디인 조성물.
5. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 이의 일부가 식물 종자이고, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 종자의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
6. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 코팅물로서 배치되는 것인 조성물.
7. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 관개 시스템을 통해 상기 식물 종자에 적용되는 것인 조성물.
8. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 관개 시스템이 고랑내 처리 기법을 포함하는 것인 조성물.
9. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 관개 시스템이 분무 기법을 포함하는 것인 조성물.
10. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 중탄산염이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
11. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
12. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
13. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 탄산염이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
14. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
15. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
16. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
17. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
18. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
19. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 이의 일부가 식물 종자이고, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 종자의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
20. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 하나 이상의 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
21. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 알파 클래스를 포함하는 것인 조성물.
22. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 베타 클래스를 포함하는 것인 조성물.
23. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 감마 클래스를 포함하는 것인 조성물.
24. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 델타 클래스를 포함하는 것인 조성물.
25. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 제타 클래스를 포함하는 것인 조성물.
26. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 에타 클래스를 포함하는 것인 조성물.
27. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 이오타 클래스를 포함하는 것인 조성물.
28. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함하는 것인 조성물.
29. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
30. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 내생포자 형성 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
31. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 아세토네마 종, 악티노마이세스 종, 알칼리바실러스 종, 암모니필러스 종, 앰피바실러스 종, 아나에로박터 종, 아나에로스포라 종, 아뉴리니바실러스 종, 아녹시바실러스 종, 바실러스 종, 브레비바실러스 종, 칼다나에로박터 종, 칼로라마터 종, 카미니셀라 종, 세라시바실러스 종, 클로스트리디움 종, 클로스트리디살리박터 종, 코넬라 종, 콕시엘라 종, 덴드로스포로박터 종, 데설포토마쿨룸 종, 데설포스포로무사 종, 데설포스포로시누스 종, 데설포비르굴라 종, 데설푸니스포라 종, 데설푸리스포라 종, 필리팩터 종, 필로바실러스 종, 겔리아 종, 게오바실러스 종, 게오스포로박터 종, 그라실리바실러스 종, 할로바실러스 종, 할로나트로눔 종, 헬리오박테리움 종, 헬리오필룸 종, 레이스엘라 종, 렌티바실러스 종, 리시니바실러스 종, 마헬라 종, 메타박테리움 종, 무렐라 종, 나트로니엘라 종, 오셔노바실러스 종, 오레니아 종, 오르니티니바실러스 종, 옥살로파거스 종, 옥소박터 종, 파에니바실러스 종, 파랄리오바실러스 종, 펠로스포라 종, 펠로토마쿨룸 종, 피스시바실러스 종, 플라니필룸 종, 폰티바실러스 종, 프로피오니스포라 종, 살리니바실러스 종, 살수기니바실러스 종, 세이노넬라 종, 시마주엘라 종, 스포라세티게니움 종, 스포로아나에로박터 종, 스포로박터 종, 스포로박테리움 종, 스포로할로박터 종, 스포로락토바실러스 종, 스포로무사 종, 스포로사르시나 종, 스포로탈레아 종, 스포로토마쿨룸 종, 신트로포모나스 종, 신트로포스포라 종, 테누이바실러스 종, 테피디박터 종, 테리바실러스 종, 탈라소바실러스 종, 써모아세토게니움 종, 써모악티노마이세스 종, 써모알칼리바실러스 종, 써모아나에로박터 종, 써모아나에로모나스 종, 써모바실러스 종, 써모플라비마이크로비움 종, 써모베나불룸 종, 투베리바실러스 종, 비르기바실러스 종, 불카노바실러스 종 또는 이들의 조합으로부터의 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
32. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 퍼미큐테스 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
33. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 리조박테리아를 포함하는 것인 조성물.
34. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 리조박테리아가 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함하는 것인 조성물.
35. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
36. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
37. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함하는 것인 조성물.
38. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함하는 것인 조성물.
39. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 엔시퍼 어드하에렌스 S3C10을 포함하는 것인 조성물.
40. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 파에니바실러스 폴리믹사, 파에니바실러스 타오후아샤넨세, 파에니바실러스 포체오넨시스, 파에니바실러스 아세리스, 파에니바실러스 카탈파, 파에니바실러스 리구이, 파에니바실러스 파불리, 파에니바실러스 브라실리엔시스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
41. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 파에니바실러스 폴리믹사 RO3C16, 파에니바실러스 타오후아샤넨세 TY4D5, 파에니바실러스 포체오넨시스 S2C3, 파에니바실러스 아세리스 VF2D2, 파에니바실러스 카탈파 TY2B5, 파에니바실러스 리구이 TY2D5, 파에니바실러스 파불리 PG2A8 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
42. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 비-내생포자 형성 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
43. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 프로테오박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
44. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 클렙시엘라 종, 리조비움 종, 브라디리조비움 종, 오크로박트럼 종, 시노리조비움 종, 잔토박터 종, 메틸로박테리움 종, 악티노마이세스 종, 코사코니아 종, 아조토박터 종, 아세토박터 종, 허바스피릴룸 종, 슈도모나스 종, 파라부르크홀데리아 종, 랄스토니아 종, 게오박터 종, 세라티아 종, 판토에아 종, 엔시퍼 종, 엔테로박터 종, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
45. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 악티노박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
46. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 스트렙토마이세스 종, 콕시엘라 종, 프란키아 종을 포함하는 것인 조성물.
47. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 시아노박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
48. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 시아노박테리아 종을 포함하는 것인 조성물.
49. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 클로로플렉시 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
50. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균을 포함하는 것인 조성물.
51. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
52. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 코팅물로서 배치되는 것인 조성물.
53. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 고랑내 기법에 의해 상기 식물 또는 상기 이의 일부에 적용되는 것인 조성물.
54. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 분무 기법에 의해 상기 식물 또는 상기 이의 일부에 적용되는 것인 조성물.
55. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 관개 시스템을 통해 상기 식물 또는 상기 이의 일부에 적용되는 것인 조성물.
56. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
57. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 아르부스쿨라 마이코리잘 진균을 포함하는 것인 조성물.
58. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 엑토마이코리잘 진균을 포함하는 것인 조성물.
59. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 트리코데르마 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 조성물.
60. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 페니실리움 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 조성물.
61. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 방해석, 아라고나이트, 백운석, 석회석, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
62. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 CaCO3, MgCO3, CaMg(CO3)2, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
63. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 광물의 상기 생성 촉진이 상기 식물 또는 상기 이의 일부로부터 유래한 식물이 생장하는 배지에서의 암모니아 생성 및 이로 인한 pH 증가를 포함하는 것인 조성물.
64. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 이의 일부가 식물 종자이고, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 상기 종자 과피와 상기 종자 호분 세포층 사이의 상기 공간에 천연적으로 존재하지 않는 것인 조성물.
65. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물인 조성물.
66. 식물 또는 이의 일부, 및 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물을 배양하는 단계를 포함하는 광물화 촉진 방법으로서, 상기 하나 이상의 미생물이 중탄산염, 탄산염 또는 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 미생물이거나 이로부터 유래한 것인 방법.
67. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 상업용 식물, 식물 뿌리, 식물 줄기, 식물 잎, 식물 종자, 식물 열매, 식물 괴경 또는 식물 뿌리 결절인 방법.
68. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 상기 식물 뿌리 또는 근권에 배치되는 것인 방법.
69. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 관개 시스템에 의해 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 상기 식물 뿌리 또는 상기 근권에 배치되는 것인 방법.
70. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 관개 시스템이 고랑내 처리 기법을 포함하는 것인 방법.
71. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 관개 시스템이 분무 기법을 포함하는 것인 방법.
72. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 이의 일부가 상기 식물 또는 이의 일부에 의한 상기 하나 이상의 광물의 생성을 자극하기 위해 상기 관개 시스템을 통해 상기 미생물과 통합되는 묘목으로부터 유래한 것인 방법.
73. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 중탄산염이 탄소를 격리시키는 것인 방법.
74. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 방법.
75. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 방법.
76. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 탄산염이 탄소를 격리시키는 것인 방법.
77. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 방법.
78. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 방법.
79. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 탄소를 격리시키는 것인 방법.
80. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 방법.
81. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 기체 탄소가 이산화탄소인 방법.
82. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함하는 것인 방법.
83. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 박테리아를 포함하는 것인 방법.
84. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 내생포자 형성 박테리아를 포함하는 것인 방법.
85. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 박테리아가 리조박테리아를 포함하는 것인 방법.
86. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 리조박테리아가 바실러스 종, 파에니바실러스 종, 또는 이들 둘 다를 포함하는 것인 방법.
87. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 방법.
88. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 방법.
89. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함하는 것인 방법.
90. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함하는 것인 방법.
91. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 엔시퍼 어드하에렌스 S3C10을 포함하는 것인 방법.
92. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균을 포함하는 것인 방법.
93. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 관개 시스템에 의해 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 상기 식물 뿌리 또는 상기 근권에 배치되는 것인 방법.
94. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 아르부스쿨라 마이코리잘 진균을 포함하는 것인 방법.
95. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 엑토마이코리잘 진균을 포함하는 것인 방법.
96. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 트리코데르마 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 방법.
97. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 페니실리움 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 방법.
98. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
99. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 알파 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
100. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 베타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
101. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 감마 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
102. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 델타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
103. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 제타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
104. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 에타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
105. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 이오타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
106. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 방해석, 아라고나이트, 백운석, 석회석 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 방법.
107. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 광물의 상기 생성 촉진이 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 생장하는 배지에서의 암모니아 생성 및 이로 인한 pH 증가를 포함하는 것인 방법.
108. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 하나 이상의 뿌리에 천연적으로 존재하지 않는 것인 방법.
109. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물인 방법.
110. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 상업용 식물 또는 이의 일부를 포함하는 것인 방법.
111. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 상업용 식물 또는 이의 일부가 본질적으로 옥수수, 밀, 벼, 수수, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리, 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 상추, 토마토, 완두콩, 양배추, 과수, 견과수, 임목, 초원 또는 잔디 식물로 구성된 군을 포함하는 것인 방법.
112. 하나 이상의 미생물을 포함하는 조성물로서, 상기 하나 이상의 미생물이 중탄산염, 탄산염 또는 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 미생물이거나 이로부터 유래한 것인 조성물.
113. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 식물 뿌리, 식물 줄기, 식물 잎, 식물 종자, 식물 열매, 식물 괴경 또는 식물 뿌리 결절인 조성물.
114. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 상업용 식물 또는 이의 일부를 포함하는 것인 조성물.
115. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 상업용 상기 식물 또는 이의 일부가 옥수수, 밀, 벼, 수수, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리, 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 양상추, 토마토, 완두콩, 양배추, 과수, 견과수, 임목, 초원 또는 잔디인 조성물.
116. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 중탄산염이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
117. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
118. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
119. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 탄산염이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
120. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
121. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
122. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
123. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
124. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
125. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함하는 것인 조성물.
126. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
127. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 내생포자 형성 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
128. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 리조박테리아를 포함하는 것인 조성물.
129. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 리조박테리아가 바실러스 종, 파에니바실러스 종, 또는 이들 둘 다를 포함하는 것인 조성물.
130. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
131. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
132. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함하는 것인 조성물.
133. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함하는 것인 조성물.
134. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 박테리아가 엔시퍼 어드하에렌스 S3C10을 포함하는 것인 조성물.
135. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균을 포함하는 것인 조성물.
136. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 관개 시스템에 의해 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 상기 식물 뿌리 또는 상기 근권에 배치되는 것인 조성물.
137. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 아르부스쿨라 마이코리잘 진균을 포함하는 것인 조성물.
138. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 엑토마이코리잘 진균을 포함하는 것인 조성물.
139. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 트리코데르마 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 조성물.
140. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 페니실리움 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 조성물.
141. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 방해석, 아라고나이트, 백운석, 석회석 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
142. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 광물의 상기 생성 촉진이 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 생장하는 배지에서의 암모니아 생성 및 이로 인한 pH 증가를 포함하는 것인 조성물.
143. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 하나 이상의 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
144. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 알파 클래스를 포함하는 것인 조성물.
145. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 베타 클래스를 포함하는 것인 조성물.
146. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 감마 클래스를 포함하는 것인 조성물.
147. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 델타 클래스를 포함하는 것인 조성물.
148. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 제타 클래스를 포함하는 것인 조성물.
149. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 에타 클래스를 포함하는 것인 조성물.
150. 상기 실시양태들 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 탄산 탈수효소 이오타 클래스를 포함하는 것인 조성물.
실시예
본 개시내용의 방법 및 조성물은 식물 또는 식물 종자와 함께 중탄산염 및 하나 이상의 광물을 형성함으로써 미생물을 통해 탄소를 격리시키도록 설계된다.
미생물 제제의 정의: 조기 컨디셔닝을 달성하기 위해, 본 개시내용은 현탁 배지에 합성 공동체 또는 단일 단리된 박테리아 균주 또는 내생포자를 포함하는 종자 처리 조성물을 사용한다. 전형적으로, 식물 재배 조성물 및 방법은 프로테오박테리아 문(α-, β-, γ- 및 δ-프로테오박테리아 클래스)뿐만 아니라 퍼미큐테스, 박테로이데테스 및 악티노박테리아 내의 상이한 분류군 사이에 분포된 매우 다양한 박테리아 속에 속하는 다양한 환경 적응성 식물 관련 박테리아를 포함한다. 본 발명자들은 뿌리를 효과적으로 콜로니화하고 궁극적으로 CO2를 격리시키기 위해 본 개시내용의 방법을 이용하여 종자에 적용할 수 있는 이러한 큰 분류학적 군 내의, 통상적으로 식물 관련 미생물을 포함하는, 다양한 속에 속하는 리조박테리아를 단리하고 특징규명하였다. 조성물은 개별적으로 배양되고 Microprime™ 종자 처리를 위해 혼합된 1종, 2종, 3종 또는 여러 종의 상이한 박테리아 균주를 포함한다.
실시예 1: 비-내생포자 형성 박테리아, 내생포자 형성 박테리아 및/또는 박테리아 내생포자의 로딩을 증가시키기 위한 종자 처리: Microprime™ 기술
CO2 고정 미생물들은 토양에 존재하지만, 다음과 같은 이유로 CO2 격리는 효과적이지 않다. 이 미생물들 중 대다수가 CO2를 그들의 에너지원으로서 사용할 수 없다. 많은 유기체들은 CO2 배출이 일어나는 뿌리에 충분히 가깝지 않으며, 아마도 다른 미생물이 이들을 사멸시키기 때문에 이들의 수가 더 낮게 유지된다. Microprime™ 종자 처리는 미생물을 CO2 발생 부위로 직접 전달하여 뿌리에서 100% 효과적인 콜로니화를 촉진한다.
Microprime™ 종자 처리는 미생물의 내생포자 또는 영양 세포 및/또는 합성 공동체 및/또는 이의 삼출물 및/또는 이의 개별화된 생체분자로서 식물 유익 박테리아가 산업적으로 확장 가능한 과정에 의해 종자의 내부에 채워지는 안정한 미생물 종자 처리 과정이다. 이 과정은 과정 비용, 시간, (식물 배아 및 접종제 둘 다에 대한) 시간 경과에 따른 안정성, 다중 토양 호환성, 다양한 환경 조건 하에서의 안정성, 및 농자재에 대한 기존 유통망과의 호환성을 고려한다. 이 방법은 종자내 침투성을 향상시키기 위한 계면활성제 및/또는 종자 내부에서의 미생물 콜로니화를 향상시키기 위한 일군의 영양분 및/또는 박테리아 내생포자 형성을 향상시키기 위한 보충 시약 이외에 특정된 양의 유익 미생물 또는 미생물의 합성 공동체 및/또는 이의 삼출물 및/또는 이의 개별화된 생체분자로 보충된 삼투 활성 액체 배지의 수용액에서 종자를 제어 가능하게 경제적으로 신속히 흡수팽윤시키는 단계를 포함하였다. 처리된 종자의 장기간 생물학적 작용제 생존, 배아의 유전적 조절 및 연장된 저장 수명은 Microprime™ 종자 기술에 의해 보장된다. 마지막으로, 이 방법론은 종자 건조 과정을 요구하지 않으므로, 에이커당 단지 $0.20의 경제적으로 능가할 수 없는 과정이고 심지어 더 절감될 잠재력을 가진다.
Microprime™ 종자 처리는 100% 내생포자 사용 효율을 가졌다. 이것은 처리된 종자의 100%가 30초 이내에 원하는 내생포자로 효과적으로 로딩되었고 종자당 로딩된 박테리아 세포의 평균이 대략 105임을 의미한다(표 2). 종자 내로의 미생물 세포의 이 높은 로딩 효율은 논밭으로의 원하는 박테리아의 효율적인 전달을 보장하는 Microprime™ 종자 처리의 고유 특성이다. 로딩된 박테리아에 의한 식물의 뿌리 콜로니화는 100%이었고, 이것은 처리된 종자/식물의 100%가 처음에 로딩된 박테리아에 의해 효과적으로 콜로니화되었음을 의미한다. 식물의 뿌리 콜로니화 과정은 종자가 파종되고 휴면 상태로부터 벗어나 발아가 시작되자 마자 즉시 시작된다(표 2, 도 5 내지 7).
Microprime™ 종자 처리는 단자엽 및 쌍자엽 종자 둘 다에서 동일한 효율 및 효과로 사용되었다(표 2). 요약하건대, 바실러스 서브틸리스 균주 S3C23의 내생포자를 사용하여 Microprime™ 종자 처리를 단자엽(옥수수 및 벼) 및 쌍자엽(대두) 종자에 적용하였다. 파종 14일 후 뿌리 콜로니화, 콜로니화된 식물의 퍼센트 및 묘목 발아의 퍼센트를 측정하였다. 종자 로딩의 경우, 데이터는 풀당 5개 종자의 3개 풀의 평균을 나타낸다. 뿌리 콜로니화의 경우, 데이터는 처리당 10개 식물의 평균을 나타낸다. 묘목 발아의 퍼센트의 경우, 데이터는 옥수수의 경우 처리당 36개 식물의 평균, 및 대두와 벼의 경우 처리당 72개 식물의 평균을 나타낸다.
Microprime™ 종자 처리는 배아 및 박테리아 안정성이 시간 경과에 따라 보장되었기 때문에 기존 종자 산업 및 농업 관행의 요건의 관점에서 상업용 종자와의 높은 호환성을 제공한다(도 8). Microprime™ 종자 처리 과정은 전체적으로 본원에 참고로 포함되는 국제 특허 출원 공개 제WO2020214843호에 더 구체적으로 설명되어 있다.
실시예 2: 이산화탄소 제거에 대한 생물계 식물-미생물의 효과
탄소 무배출 세상은 전 세계적인 목표이고 많은 국제적으로 유명한 기업들, 예컨대, 마이크로소프트(Microsoft), 아마존(Amazon) 및 구글(Google)은 2040년까지 탄소 중립 또는 탄소 무배출 기업이 되겠다고 약속하였다. 이 기업들은 높은 탄소 풋프린트(carbon footprint)를 생성하고 이 기업들은 가까운 미래에 탄소 중립 기업이 되기 위해 CO2를 효과적으로 포집할 수 있는 기업/기관으로부터 탄소 배출권을 구매한다. 이 기술은 탄소 배출을 감소시키는 것뿐만 아니라 탄소를 농업에 유용한 생성물 또는 생물지속성 생성물로 전환시키는 것에도 초점을 맞춘다. 효율적인 CO2 격리를 보장하는, 본원에 개시된 조성물 및 방법의 이용은 농민을 위한 탄소 배출권을 생성할 것이며 동시에 기후 변화를 늦출 것이다. 본원에 개시된 조성물 및 방법의 전체 비용이 시장의 임의의 기존 기술보다 상당히 더 낮기 때문에, 이의 채택이 빨라야 하고, 이것은 탄소 풋프린트를 완해해야 하는 증가하는 수의 기업들에게 제공할 대량의 탄소 배출권을 생성할 수 있게 할 것이다.
이산화탄소 제거(CDR)는 CO2가 대기로부터 제거되고 장기간 동안 격리되는 일종의 기후 공학이다. CDR 방법은 조림, 탄소를 토양에 격리시키는 농업 관행, 탄소 포집과 저장을 이용하는 바이오에너지, 강화된 풍화, 해양 비옥화, 및 저장과 조합된 직접적인 대기 포집을 포함한다.
국립 과학, 공학 및 의학 아카데미의 2019 합의 보고서는 안전하게 경제적으로 배치될 수 있는 규모로 기존 CDR 방법을 이용하면 연간 최대 10 Gt의 이산화탄소를 제거하고 격리시킬 잠재력이 있다고 결론지었다. 이것은 온실 가스 배출을, 온실 가스 배출이 발생하는 속도의 약 5분의 1로 상쇄할 것이다.
탄소 격리를 위해 3가지 조건이 필요하다: 저장, 공간 및 저비용 전력. 대기로부터 탄소를 포집하는 현재 기술, 예컨대, 직접적인 대기 포집(DAC)은 그의 작업을 위한 광대한 공간을 필요로 하고, 주위 대기로부터 CO2를 추출하는 데 필요한 이론적 최소 에너지가 CO2 톤당 약 250 kWh일 정도로 많은 에너지도 필요로 한다.
다른 한편으로, 전 세계 인구를 위한 식량 생산을 지원하기 위해 이미 존재하는 농작물 재배지, 과수 및 임목을 사용하고 또한 여러 산업을 위한 상품으로서 목재를 사용함으로써, 설치 용량 및 저비용 전력의 관점에서 타의 추정을 불허하는 이점이 있다.
보다 구체적으로, FAO는 CO2를 포집할 공간과 관련하여 전 세계 경작지 사용이 2014년 15억 8천만 헥타르(3.9x109 에이커)에서 2050년 16억 6천만 헥타르(4.1x109 에이커)까지 계속 증가할 것이고 총 산림 면적이 40.6억 헥타르일 것으로 예측하므로, 설치 용량은 이미 존재하며 사용되어야 한다.
저에너지 전력과 관련하여, 식물 뿌리와 밀접하게 상호작용하는 박테리아와 같은 미생물의 사용은 CO2 격리 공장에 대한 가장 비용 효과적인 시나리오이다. 이것은 식물이 그의 뿌리 삼출물을 통해, 토양 박테리아가 그의 증식을 위해 사용할 수 있는 탄소원과 에너지원의 풍부한 칵테일을 제공하고, 다른 한편으로, 식물이 이러한 박테리아의 콜로니화를 통해 많은 방식으로 이익을 얻기 때문이다.
마지막으로, 식물과 함께 탄산 탈수효소를 발현하는 미생물을 사용함으로써, 중탄산염 및 궁극적으로 탄산염 광물의 생성을 통해 CO2를 토양에 효과적으로 격리시킬 수 있다.
실시예 3: CA 활성 및/또는 중탄산염 및 광물 형성을 측정하는 방법
실험실 규모에서, 선택된 미생물을 문헌[Zhuang et al., 2018]에 이미 기재된 바와 같이 CA 생성 배지에서 생장시킬 것이다. 문헌[Zhuang et al., 2018]에 기재된 CA 활성 측정 방법을 이용하여 상이한 시점에서 CA 활성 유닛을 측정할 것이다. 대안적으로, 많은 미생물들이 그들의 게놈에서 하나 초과의 CA를 코딩하기 때문에 상대적 전사체 존재도를 측정하여, 어떤 CA가 가장 높은 활성을 갖는지를 알 수 있다. 또한, 중탄산염 및 탄산염 이온 생성, 암모늄(NH4 +)의 농도, 생장 곡선 및 pH 변화를 측정할 것이다.
문헌[Han et al., 2020]에 기재된 방법을 이용하여 생물적 및 비생물적 탄산염 광물(MgCO3 및 CaCO3)의 형성을 시험한다. 스캐닝 전자 현미경관찰(SEM)을 이용하여 탄산염 광물 형태의 침전물을 특징규명한다. 광물화 목적과 이의 효과에 대해 다양한 양이온을 시험하고 안정성을 분석한다. 광물의 형태를 특징규명하기 위해 X-선 회절측정기(XRD) 분석을 속행할 것이다(Zhuang et al., 2018). 이 광물들의 생물발생을 더 입증하기 위해 안정한 탄소 동위원소 값을 고려할 수 있다. 광물화는 박테리아 표면에서 일어나지만, 박테리아 세포 내부에서도 어느 정도 광물화가 가능하다. 문헌[Han et al., 2020]에 기재된 방법으로 세포내 광물 형성의 검출을 수행한다.
CO2를 광물화하는 향상된 능력을 가진 선택된 미생물을 온실에서 시험할 것이고, 이 온실에서 뿌리가 나올 때 뿌리에서 미생물의 효과적인 보장된 콜로니화를 보증하는 Microprime™ 종자 기술을 이용하여 이 미생물을 대두, 옥수수 등과 같은 주요 작물의 종자 내로 로딩할 것이다. 이 식물은 표준 조건 하에서 생장하도록 허용될 것이고 특정된 시간 후 이 식물의 뿌리를 뽑을 것이고 본 발명자들의 박테리아를 추출한 다음, 그의 수를 세고 그의 표면에서 광물화된 CO2를 측정할 것이다. 또한, 뿌리에 더 가까운 토양 샘플을 분석하여, 데이터를 대조군의 토양(Microprime™이 이용되지 않은 종자/식물)과 비교하면서 총 탄소, 중탄산염, 탄산염 및 광물을 정량할 것이다. 종래 기재된 바와 같이 안정한 C 동위원소[13C]를 사용하여 CO2 고정, 토양 미생물 군집에 의한 호흡 및 토양 호흡을 이해할 수 있다. 궁극적으로, 선택된 균주를 큰 대두 및 옥수수 밭에서 시험하여 CO2 고정, 광물 생성의 양 및 생산성에 대한 그의 영향을 측정할 것이다.
실시예 4: CA 활성 및/또는 형성을 향상시키기 위한 균주 조작
본원에 개시된 미생물의 전체 잠재력을 활용하여 CA를 통해 CO2를 고정하기 위해, 유전적 조작을 이용하여 그의 발현, 안정성, 활성 및 분비를 증가시킬 것이다. 문헌[Han et al., 2019 ]에 따르면, 바실러스 서브틸리스 CA의 농도는 0시간부터 약 30시간까지 17.14 U/L로 증가한 후, 31시간부터 350시간까지 약간 감소한다. 바실러스 서브틸리스에서, 박테리아 생장이 일어나지 않을 때에도 지속적인 mRNA 생성이 입증되었다. 이것은 mRNA의 향상된 안정성을 암시하므로, 그의 생성을 증가시키기 위한 전략일 것이다. CA의 생성은 엄격하게 조절될 수 있지만, 항시적 발현을 가능하게 하는 것을 포함하나 이로 제한되지 않는 유전적 전략을 적용하여 이러한 조절을 해제할 것이다. 이 접근법을 위해, CA의 천연 프로모터를 교체함으로써, 여러 고도로 발현되는 하우스킵핑 유전자 또는 강력히 발현되는 항시적 프로모터 유전자의 프로모터, 예컨대, P liaG , P lepA , P veg , P gsiB , P43, P trnQ , P lial (바시트라신 유도성), P xylA (자일로스 유도성)를 시험할 것이다. 증가된 CA 전사체 존재도는 최고 수준의 CA를 유지할 가능성이 높다. qRT-PCR을 통한 상대적 전사체 존재도 연구를 이용하여 프로모터의 강도를 시험할 것이고, 태그를 CA 단백질을 부착하여 전사체 및 단백질 수준의 상응하는 증가를 평가할 것이다.
많은 미생물들이 알칼리성 조건 하에서 HCO3-을 형성하는 CO2의 수화를 촉진하는 CA를 세포외로 분비할 수 있다. 세포외 분비 또는 세포질주변 공간으로의 CA의 표적화는 광물 탄산화로 CO2를 효과적으로 격리시키는 데 유리하다. 세포 전체는 CA 촉매로서 약산성 또는 거의 중성 pH 조건에서도 광물화에 중요한 것으로 확인되었다. 이것은 토양의 pH가 약산성 또는 중성일 수 있고 pH 9.0(광물화에 이상적인 pH)에 도달할 수 없기 때문에 토양에서의 광물화에 특히 중요하다. 문헌[Jo et al., 2013]의 저자들은 네이세리아 고노로에아(Neisseria gonorrhoeae)의 CA(ngCA)를 대장균의 세포질과 세포질주변 공간으로 표적화하였고 대장균의 세포질주변에서의 ngCA의 발현이 CaCO3 형성 속도를 크게 가속화한다는 결론을 내렸다. 세포질주변 공간으로 CA를 운반하는 미생물의 능력 또는 그의 세포외 분비를 시험할 것이다. 다양한 접근법을 이용하여 균주에서 CA의 표적화를 변경시킬 수 있다. 이 전략은 세포질주변 신호 서열 또는 세포외 분비 신호를 CA의 5' 말단에 추가하는 단계를 포함할 것이다. 완전히 접힌 단백질을 세포외로 운반하는 트윈-아르기닌 전위(Tat) 경로를 이용할 수 있다. CA의 세포외 분비를 위해, 실제 Tat 신호(TorA 리더 서열)를 CA의 5' 말단에 융합시킬 것이다. 대안적으로, 단백질이 합성되고 있을 때 단백질의 전위를 시작하는 일반적인 분비 경로(Sec)를 이용할 수 있으며 PelB와 같은 실제 Sec 신호를 사용할 수 있다. CA를 박테리아 세포의 특정 구획으로 표적화하는 이 신규 균주들의 능력을 시험한 후, 전술된 바와 같이 Microprime™을 통해 이 미생물들을 시험할 것이다.
토양 환경은 역동적이며 CA 억제제를 함유할 수 있고, 이를 시험하기 위해, 샘플 토양의 존재 하에서 CA의 활성을 시험할 것이다. 그의 적합성을 개선하고 CA 효소를 진화시키기 위해, 직접적인 진화 접근법을 이용할 수 있다. 이 접근법은 데설포비브리오 불가리스(Desulfovibrio vulgaris)의 열안정성 및 알칼리 내성을 개선하는 데 이용되고 있다. 직접적인 진화를 이용하는 문헌[Alvizo et al., 2014 ]의 저자들은 pH >10.0에서 4.2 M 알칼리성 아민 용매의 존재 하에서 온도 내성을 107℃까지 개선하였고, 이 증가는 천연 효소에 비해 4,000,000배 개선이다.
실시예 5: 토양의 중탄산염 및 탄산칼슘 농도 - 2020년 시즌
Microprime 바실러스 서브틸리스 S3C23으로 처리된 종자와 처리되지 않은 종자(대조군)로부터 옥수수를 미국 중서부의 밭에서 생장시켰다. 생장 시즌 중반에 세 곳의 상이한 밭(일리노이주 팩스턴, 일리노이주 밀포드, 인디애나주 울콧)으로부터 처리당 9개의 샘플을 채취하였다. 토양 샘플을 탄산칼슘과 중탄산염 함량에 대해 분석하였다. 결과는 표 4에 제시되어 있다. 처리되지 않은 식물(대조군 식물)의 토양에 비해 바실러스 서브틸리스 균주 S3C23을 함유하는 토양에서 에이커당 평균 3.19 톤의 CO2가 격리되었다. 이 값은 V11 옥수수 단계(총 110일 중 파종 후 45일)까지 검출된 중탄산염 및 탄산칼슘의 농도를 반영한다.
실시예 6: 토양의 중탄산염 및 탄산칼슘 농도 - 2021년 시즌
Microprime 바실러스 서브틸리스 S3C23으로 처리된 종자와 처리되지 않은 종자(대조군)로부터 옥수수를 미국 중서부의 밭에서 생장시켰다. 생장 시즌 중반에 네 곳의 상이한 밭(일리노이주 밀포드, 인디애나주 렌셀러, 위스콘신주 비버 댐, 일리노이주 몬티셀로)으로부터 처리당 9개의 샘플을 채취하였다. 토양 샘플을 탄산칼슘과 중탄산염 함량에 대해 분석하였다. 결과는 표 5에 제시되어 있다. 처리되지 않은 식물(대조군 식물)의 토양에 비해 바실러스 서브틸리스 균주 S3C23을 함유하는 토양에서 에이커당 평균 8.18 톤의 CO2가 격리되었다. 이 값은 V11 옥수수 단계(총 110일 중 파종 후 45일)까지 검출된 중탄산염 및 탄산칼슘의 농도를 반영한다.
Microprime 바실러스 서브틸리스 MP1, 바실러스 서브틸리스 MP2 및 엔시퍼 어드하에렌스 S3C10으로 처리된 종자 및 처리되지 않은 종자(대조군)로부터 대두를 미국 중서부의 밭에서 생장시켰다. 생장 시즌 중반에 한 곳의 밭(일리노이주 플래너건)으로부터 처리당 9개의 샘플을 채취하였다. 토양 샘플을 탄산칼슘과 중탄산염 함량에 대해 분석하였다. 결과는 표 6에 제시되어 있다. 처리되지 않은 식물(대조군 식물)의 토양에 비해 안데스(Andes) Microprime 미생물 처리를 함유하는 토양에서 에이커당 평균 8.63 톤의 CO2가 격리되었다. 이 값은 파종 후 45일까지 검출된 중탄산염 및 탄산칼슘의 농도를 반영한다.
표 5 및 표 6 둘 다에 제시된 데이터는 표 4에 제시된 2020년 데이터가 단순한 우연이 아니며 안데스 MicroprimeTM 처리와 안데스 전매특허 미생물이 상당한 양의 CO2를 토양에 격리시키는 데 있어서 실질적으로 효과적임을 보여준다.
본 발명의 바람직한 실시양태가 본원에 제시되고 설명되었지만, 이러한 실시양태가 단지 예로서 제공된다는 것은 당분야의 숙련된 자에게 자명할 것이다. 본 발명은 본 명세서 내에 제공된 특정 예에 의해 제한되지 않는다. 본 발명은 전술된명세서를 참조함으로써 설명되었지만, 본원의 실시양태의 설명 및 예시는 제한적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 비로소 본 발명을 벗어나지 않으면서 다수의 변경, 변화 및 치환이 당분야의 숙련된 자에게 인식될 것이다. 또한, 본 발명의 모든 측면은 다양한 조건 및 변수에 의존하는, 본원에 기재된 특정 묘사, 구성 또는 상대적 비율로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 본원에 기재된 본 발명의 실시양태에 대한 다양한 대안이 본 발명을 실시하는 데 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 이러한 대안, 변형, 변경 또는 등가물도 커버할 것으로 생각된다. 하기 청구범위는 본 발명의 범위를 정의하고 이 청구범위 내의 방법과 구조 및 이들의 등가물은 하기 청구범위에 의해 커버된다.
Claims (167)
- 식물 종자 및 상기 식물 종자와 관련된 하나 이상의 미생물을 포함하는 조성물로서, 상기 하나 이상의 미생물은 중탄산염, 탄산염 또는 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 하나 이상의 미생물이거나 이로부터 유래한 것인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 식물 종자가 상업용 식물 종자, 과수 식물 종자, 견과수 식물 종자, 관목 식물 종자, 구근 식물 종자, 초원 식물 종자, 잔디 식물 종자, 또는 이들의 임의의 조합인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 종자의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 종자의 코팅물로서 배치되는 것인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 관개 시스템을 통해 상기 식물 종자에 적용되는 것인 조성물.
- 제5항에 있어서, 상기 관개 시스템이 고랑내(in-furrow) 처리 기법을 포함하는 것인 조성물.
- 제5항에 있어서, 상기 관개 시스템이 분무 기법을 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중탄산염이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
- 제8항에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
- 제9항에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄산염이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
- 제11항에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
- 제12항에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
- 제14항에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
- 제15항에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 종자의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 하나 이상의 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 알파 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 베타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 감마 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 델타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 제타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 에타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 이오타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함하는 것인 조성물.
- 제26항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 내생포자 형성 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 아세토네마 종(Acetonema sp.), 악티노마이세스 종(Actinomyces sp.), 알칼리바실러스 종(Alkalibacillus sp.), 암모니필러스 종(Ammoniphilus sp.), 앰피바실러스 종(Amphibacillus sp.), 아나에로박터 종(Anaerobacter sp.), 아나에로스포라 종(Anaerospora sp.), 아뉴리니바실러스 종(Aneurinibacillus sp.), 아녹시바실러스 종(Anoxybacillus sp.), 바실러스 종(Bacillus sp.), 브레비바실러스 종(Brevibacillus sp.), 칼다나에로박터 종(Caldanaerobacter sp.), 칼로라마터 종(Caloramator sp.), 카미니셀라 종(Caminicella sp.), 세라시바실러스 종(Cerasibacillus sp.), 클로스트리디움 종(Clostridium sp.), 클로스트리디살리박터 종(Clostridiisalibacter sp.), 코넬라 종(Cohnella sp.), 콕시엘라 종(Coxiella sp.), 덴드로스포로박터 종(Dendrosporobacter sp.), 데설포토마쿨룸 종(Desulfotomaculum sp.), 데설포스포로무사 종(Desulfosporomusa sp.), 데설포스포로시누스 종(Desulfosporosinus sp.), 데설포비르굴라 종(Desulfovirgula sp.), 데설푸니스포라 종(Desulfunispora sp.), 데설푸리스포라 종(Desulfurispora sp.), 필리팩터 종(Filifactor sp.), 필로바실러스 종(Filobacillus sp.), 겔리아 종(Gelria sp.), 게오바실러스 종(Geobacillus sp.), 게오스포로박터 종(Geosporobacter sp.), 그라실리바실러스 종(Gracilibacillus sp.), 할로바실러스 종(Halobacillus sp.), 할로나트로눔 종(Halonatronum sp.), 헬리오박테리움 종(Heliobacterium sp.), 헬리오필룸 종(Heliophilum sp.), 레이스엘라 종(Laceyella sp.), 렌티바실러스 종(Lentibacillus sp.), 리시니바실러스 종(Lysinibacillus sp.), 마헬라 종(Mahela sp.), 메타박테리움 종(Metabacterium sp.), 무렐라 종(Moorella sp.), 나트로니엘라 종(Natroniella sp.), 오셔노바실러스 종(Oceanobacillus sp.), 오레니아 종(Orenia sp.), 오르니티니바실러스 종(Ornithinibacillus sp.), 옥살로파거스 종(Oxalophagus sp.), 옥소박터 종(Oxobacter sp.), 파에니바실러스 종(Paenibacillus sp.), 파랄리오바실러스 종(Paraliobacillus sp.), 펠로스포라 종(Pelospora sp.), 펠로토마쿨룸 종(Pelotomaculum sp.), 피스시바실러스 종(Piscibacillus sp.), 플라니필룸 종(Planifilum sp.), 폰티바실러스 종(Pontibacillus sp.), 프로피오니스포라 종(Propionispora sp.), 살리니바실러스 종(Salinibacillus sp.), 살수기니바실러스 종(Salsuginibacillus sp.), 세이노넬라 종(Seinonella sp.), 시마주엘라 종(Shimazuella sp), 스포라세티게니움 종(Sporacetigenium sp.), 스포로아나에로박터 종(Sporoanaerobacter sp.), 스포로박터 종(Sporobacter sp.), 스포로박테리움 종(Sporobacterium sp.), 스포로할로박터 종(Sporohalobacter sp.), 스포로락토바실러스 종(Sporolactobacillus sp.), 스포로무사 종(Sporomusa sp.), 스포로사르시나 종(Sporosarcina sp.), 스포로탈레아 종(Sporotalea sp.), 스포로토마쿨룸 종(Sporotomaculum sp.), 신트로포모나스 종(Syntrophomonas sp.), 신트로포스포라 종(Syntrophospora sp.), 테누이바실러스 종(Tenuibacillus sp.), 테피디박터 종(Tepidibacter sp.), 테리바실러스 종(Terribacillus sp.), 탈라소바실러스 종(Thalassobacillus sp.), 써모아세토게니움 종(Thermoacetogenium sp.), 써모악티노마이세스 종(Thermoactinomyces sp.), 써모알칼리바실러스 종(Thermoalkalibacillus sp.), 써모아나에로박터 종(Thermoanaerobacter sp.), 써모아나에로모나스 종(Thermoanaeromonas sp.), 써모바실러스 종(Thermobacillus sp.), 써모플라비마이크로비움 종(Thermoflavimicrobium sp.), 써모베나불룸 종(Thermovenabulum sp.), 투베리바실러스 종(Tuberibacillus sp.), 비르기바실러스 종(Virgibacillus sp.), 불카노바실러스 종(Vulcanobacillus sp.) 또는 이들의 조합으로부터의 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 퍼미큐테스(Firmicutes) 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 리조박테리아(rhizobacteria)를 포함하는 것인 조성물.
- 제31항에 있어서, 상기 리조박테리아가 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 박테리아가 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens), 바실러스 라테로스포러스(B. laterosporus), 바실러스 리체니포르미스(B. licheniformis), 바실러스 마세란스(B. macerans), 바실러스 세레우스(B. cereus), 바실러스 서쿨란스(B. circulans), 바실러스 퍼머스(B. firmus), 바실러스 서브틸리스(B. subtilis), 바실러스 메가테리움(B. megaterium), 바실러스 코아굴란스(B. coagulans), 바실러스 브레비스(B. brevis), 바실러스 스파에리커스(B. sphaericus), 바실러스 투린기엔시스(B. thuringiensis), 바실러스 마이코이데스(B. mycoides), 바실러스 쿠쿠미스(B. cucumis), 바실러스 엔도파이티커스(B. endophyticus), 바실러스 푸밀러스(B. pumilus), 바실러스 벨레젠시스(B. velezensis), 바실러스 뮤실라기노서스(B. mucilaginosus), 바실러스 테퀼렌시스(B. tequilensis), 바실러스 메틸로트로피커스(B. methylotrophicus), 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 엔시퍼 어드하에렌스(Ensifer adhaerens) S3C10을 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 파에니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa), 파에니바실러스 타오후아샤넨세(Paenibacillus taohuashanense), 파에니바실러스 포체오넨시스(Paenibacillus pocheonensis), 파에니바실러스 아세리스(Paenibacillus aceris), 파에니바실러스 카탈파(Paenibacillus catalpa), 파에니바실러스 리구이(Paenibacillus rigui), 파에니바실러스 파불리(Paenibacillus pabuli), 파에니바실러스 브라실리엔시스(Paenibacillus brasiliensis), 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 파에니바실러스 폴리믹사 RO3C16, 파에니바실러스 타오후아샤넨세 TY4D5, 파에니바실러스 포체오넨시스 S2C3, 파에니바실러스 아세리스 VF2D2, 파에니바실러스 카탈파 TY2B5, 파에니바실러스 리구이 TY2D5, 파에니바실러스 파불리 PG2A8 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 비-내생포자 형성 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 프로테오박테리아(Proteobacteria) 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 클렙시엘라 종(Klebsiella sp.), 리조비움 종(Rhizobium sp.), 브라디리조비움 종(Bradyrhizobium sp.), 오크로박트럼 종(Ochrobactrum sp.), 시노리조비움 종(Sinorhizobium sp.), 잔토박터 종(Xanthobacter sp.), 메틸로박테리움 종(Methylobacterium sp.), 악티노마이세스 종(Actinomyces sp.), 코사코니아 종(Kosakonia sp.), 아조토박터 종(Azotobacter sp.), 아세토박터 종(Acetobacter sp.), 허바스피릴룸 종(Herbaspirillum sp.), 슈도모나스 종(Pseudomonas sp.), 파라부르크홀데리아 종(Paraburkholderia sp.), 랄스토니아 종(Ralstonia sp.), 게오박터 종(Geobacter sp), 세라티아 종(Serratia sp.), 판토에아 종(Pantoea sp.), 엔시퍼 종(Ensifer sp.), 엔테로박터 종(Enterobacter sp.), 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 악티노박테리아(Actinobacteria) 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 스트렙토마이세스 종(Streptomyces sp.), 콕시엘라 종(Coxiella sp.), 프란키아 종(Frankia sp.)을 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 시아노박테리아(Cyanobacteria) 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 시아노박테리아 종(Cyanobacteria sp.)을 포함하는 것인 조성물.
- 제27항에 있어서, 상기 박테리아가 클로로플렉시(Cloroflexi) 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제26항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 종자와 관련된 하나 이상의 진균을 포함하는 것인 조성물.
- 제48항에 있어서, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 식물 종자의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
- 제48항에 있어서, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 식물 종자의 코팅물로서 배치되는 것인 조성물.
- 제48항에 있어서, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 고랑내 기법에 의해 상기 식물 종자에 적용되는 것인 조성물.
- 제48항에 있어서, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 분무 기법에 의해 상기 식물 종자에 적용되는 것인 조성물.
- 제48항에 있어서, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 관개를 통해 상기 식물 종자에 적용되는 것인 조성물.
- 제48항에 있어서, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 식물 종자의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
- 제48항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 아르부스쿨라 마이코리잘(Arbuscular Mycorrhizal) 진균을 포함하는 것인 조성물.
- 제48항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 엑토마이코리잘(Ectomycorrhizal) 진균을 포함하는 것인 조성물.
- 제48항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 트리코데르마(Trichoderma) 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 조성물.
- 제48항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 페니실리움(Penicillium) 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 방해석, 아라고나이트, 백운석, 석회석, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 CaCO3, MgCO3, CaMg(CO3)2, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 광물의 상기 생성 촉진이 상기 식물 종자로부터 유래한 식물이 생장하는 배지에서의 암모니아 생성 및 이로 인한 pH 증가를 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 종자의 상기 종자 과피와 상기 종자 호분 세포층 사이의 상기 공간에 천연적으로 존재하지 않는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 종자가 단자엽 종자 또는 쌍자엽 종자인 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 상업용 식물 종자가 옥수수 종자, 밀 종자, 벼 종자, 수수 종자, 보리 종자, 호밀 종자, 사탕수수 종자, 기장 종자, 귀리 종자, 대두 종자, 목화 종자, 알팔파 종자, 콩 종자, 퀴노아 종자, 렌즈콩 종자, 땅콩 종자, 해바라기 종자, 카놀라 종자, 카사바 종자, 기름야자 종자, 감자 종자, 사탕무 종자, 카카오 종자, 커피 콩, 상추 종자, 토마토 종자, 완두콩 종자 또는 양배추 종자인 조성물.
- 식물 또는 이의 일부, 및 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물을 포함하는 조성물로서, 상기 하나 이상의 미생물이 중탄산염, 탄산염 또는 하나 이상의 광물의 형성을 유발하거나 촉진하도록 선택된 하나 이상의 미생물이거나 이로부터 유래한 것인 조성물.
- 제65항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 식물 뿌리, 식물 줄기, 식물 잎, 식물 종자, 식물 열매, 식물 괴경 또는 식물 뿌리 결절인 조성물.
- 제1항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 상업용 식물 또는 이의 일부를 포함하는 것인 조성물.
- 제67항에 있어서, 상기 상업용 식물 또는 이의 일부가 옥수수, 밀, 벼, 수수, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리, 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 양상추, 토마토, 완두콩, 양배추, 과수, 견과수, 임목, 초원 또는 잔디인 조성물.
- 제66항에 있어서, 상기 이의 일부가 식물 종자이고, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 종자의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
- 제65항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 코팅물로서 배치되는 것인 조성물.
- 제65항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 관개 시스템을 통해 상기 식물 종자에 적용되는 것인 조성물.
- 제71항에 있어서, 상기 관개 시스템이 고랑내 처리 기법을 포함하는 것인 조성물.
- 제71항에 있어서, 상기 관개 시스템이 분무 기법을 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중탄산염이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
- 제74항에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
- 제75항에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
- 제1항 내지 제76항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄산염이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
- 제77항에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
- 제78항에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
- 제1항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 탄소를 격리시키는 것인 조성물.
- 제80항에 있어서, 탄소가 기체 탄소인 조성물.
- 제81항에 있어서, 상기 기체 탄소가 이산화탄소인 조성물.
- 제66항에 있어서, 상기 이의 일부가 식물 종자이고, 상기 식물 종자와 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 종자의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제83항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 하나 이상의 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제84항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 알파 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제84항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 베타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제84항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 감마 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제84항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 델타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제84항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 제타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제84항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 에타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제84항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산 탈수효소가 이오타 클래스에 속하는 탄산 탈수효소를 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제91항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함하는 것인 조성물.
- 제92항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 내생포자 형성 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 아세토네마 종, 악티노마이세스 종, 알칼리바실러스 종, 암모니필러스 종, 앰피바실러스 종, 아나에로박터 종, 아나에로스포라 종, 아뉴리니바실러스 종, 아녹시바실러스 종, 바실러스 종, 브레비바실러스 종, 칼다나에로박터 종, 칼로라마터 종, 카미니셀라 종, 세라시바실러스 종, 클로스트리디움 종, 클로스트리디살리박터 종, 코넬라 종, 콕시엘라 종, 덴드로스포로박터 종, 데설포토마쿨룸 종, 데설포스포로무사 종, 데설포스포로시누스 종, 데설포비르굴라 종, 데설푸니스포라 종, 데설푸리스포라 종, 필리팩터 종, 필로바실러스 종, 겔리아 종, 게오바실러스 종, 게오스포로박터 종, 그라실리바실러스 종, 할로바실러스 종, 할로나트로눔 종, 헬리오박테리움 종, 헬리오필룸 종, 레이스엘라 종, 렌티바실러스 종, 리시니바실러스 종, 마헬라 종, 메타박테리움 종, 무렐라 종, 나트로니엘라 종, 오셔노바실러스 종, 오레니아 종, 오르니티니바실러스 종, 옥살로파거스 종, 옥소박터 종, 파에니바실러스 종, 파랄리오바실러스 종, 펠로스포라 종, 펠로토마쿨룸 종, 피스시바실러스 종, 플라니필룸 종, 폰티바실러스 종, 프로피오니스포라 종, 살리니바실러스 종, 살수기니바실러스 종, 세이노넬라 종, 시마주엘라 종, 스포라세티게니움 종, 스포로아나에로박터 종, 스포로박터 종, 스포로박테리움 종, 스포로할로박터 종, 스포로락토바실러스 종, 스포로무사 종, 스포로사르시나 종, 스포로탈레아 종, 스포로토마쿨룸 종, 신트로포모나스 종, 신트로포스포라 종, 테누이바실러스 종, 테피디박터 종, 테리바실러스 종, 탈라소바실러스 종, 써모아세토게니움 종, 써모악티노마이세스 종, 써모알칼리바실러스 종, 써모아나에로박터 종, 써모아나에로모나스 종, 써모바실러스 종, 써모플라비마이크로비움 종, 써모베나불룸 종, 투베리바실러스 종, 비르기바실러스 종, 불카노바실러스 종 또는 이들의 조합으로부터의 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 퍼미큐테스 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 리조박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제97항에 있어서, 상기 리조박테리아가 바실러스 종, 파에니바실러스 종 또는 이들 둘 다를 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 엔시퍼 어드하에렌스 S3C10을 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 파에니바실러스 폴리믹사, 파에니바실러스 타오후아샤넨세, 파에니바실러스 포체오넨시스, 파에니바실러스 아세리스, 파에니바실러스 카탈파, 파에니바실러스 리구이, 파에니바실러스 파불리, 파에니바실러스 브라실리엔시스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 파에니바실러스 폴리믹사 RO3C16, 파에니바실러스 타오후아샤넨세 TY4D5, 파에니바실러스 포체오넨시스 S2C3, 파에니바실러스 아세리스 VF2D2, 파에니바실러스 카탈파 TY2B5, 파에니바실러스 리구이 TY2D5, 파에니바실러스 파불리 PG2A8 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 비-내생포자 형성 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 프로테오박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 클렙시엘라 종, 리조비움 종, 브라디리조비움 종, 오크로박트럼 종, 시노리조비움 종, 잔토박터 종, 메틸로박테리움 종, 악티노마이세스 종, 코사코니아 종, 아조토박터 종, 아세토박터 종, 허바스피릴룸 종, 슈도모나스 종, 파라부르크홀데리아 종, 랄스토니아 종, 게오박터 종, 세라티아 종, 판토에아 종, 엔시퍼 종, 엔테로박터 종, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 악티노박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 스트렙토마이세스 종, 콕시엘라 종, 프란키아 종을 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 시아노박테리아 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 시아노박테리아 종을 포함하는 것인 조성물.
- 제93항에 있어서, 상기 박테리아가 클로로플렉시 문에 속하는 박테리아를 포함하는 것인 조성물.
- 제92항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균을 포함하는 것인 조성물.
- 제114항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 종피와 종자 배아 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
- 제114항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 코팅물로서 배치되는 것인 조성물.
- 제114항에 있어서, 식물 또는 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 고랑내 기법에 의해 상기 식물 또는 상기 이의 일부에 적용되는 것인 조성물.
- 제114항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 분무 기법에 의해 상기 식물 또는 상기 이의 일부에 적용되는 것인 조성물.
- 제114항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 관개 시스템을 통해 상기 식물 또는 상기 이의 일부에 적용되는 것인 조성물.
- 제114항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 종자 과피와 종자 호분 세포층 사이의 공간에 배치되는 것인 조성물.
- 제114항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 아르부스쿨라 마이코리잘 진균을 포함하는 것인 조성물.
- 제114항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 엑토마이코리잘 진균을 포함하는 것인 조성물.
- 제114항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 트리코데르마 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 조성물.
- 제114항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 페니실리움 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제124항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 방해석, 아라고나이트, 백운석, 석회석, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제125항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 광물이 CaCO3, MgCO3, CaMg(CO3)2, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제126항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 광물의 상기 생성 촉진이 상기 식물 또는 상기 이의 일부로부터 유래한 식물이 생장하는 배지에서의 암모니아 생성 및 이로 인한 pH 증가를 포함하는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제127항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이의 일부가 식물 종자이고, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 상기 종자 과피와 상기 종자 호분 세포층 사이의 상기 공간에 천연적으로 존재하지 않는 것인 조성물.
- 제1항 내지 제128항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물인 조성물.
- a. 식물 또는 이의 일부, 및 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 하나 이상의 미생물을 배양하는 단계
를 포함하는 탄소 격리 방법으로서, 상기 하나 이상의 미생물이 하나 이상의 탄산염 광물의 형성을 유발하거나 촉진함으로써 탄소를 격리시키도록 선택된 미생물이거나 이로부터 유래한 것인 방법. - 제1항 내지 제130항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 식물 뿌리, 식물 줄기, 식물 잎, 식물 종자, 식물 열매, 식물 괴경 또는 식물 뿌리 결절인 방법.
- 제1항 내지 제131항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 상업용 식물 또는 이의 일부를 포함하는 것인 방법.
- 제132항에 있어서, 상기 상업용 식물 또는 이의 일부가 본질적으로 옥수수, 밀, 벼, 수수, 보리, 호밀, 사탕수수, 기장, 귀리, 대두, 목화, 알팔파, 콩, 퀴노아, 렌즈콩, 땅콩, 해바라기, 카놀라, 카사바, 기름야자, 감자, 사탕무, 카카오, 커피, 양상추, 토마토, 완두콩, 양배추, 과수, 견과수, 임목, 초원 또는 잔디 식물로 구성된 군을 포함하는 것인 방법.
- 제130항에 있어서, 상기 하나 이상의 탄산염 광물이 하나 이상의 기체 탄산화 종을 포함하는 것인 방법.
- 제134항에 있어서, 상기 하나 이상의 기체 탄산화 종이 일산화탄소, 메탄 또는 이산화탄소를 포함하는 것인 방법.
- 제134항에 있어서, 상기 하나 이상의 기체 탄산화 종이 상기 이산화탄소인 방법.
- 제1항 내지 제136항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물과 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 상기 식물 뿌리 또는 근권에 배치되는 것인 방법.
- 제1항 내지 제137항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물과 관련된 상기 하나 이상의 미생물이 관개 시스템에 의해 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 상기 식물 뿌리 또는 상기 근권에 배치되는 것인 방법.
- 제138항에 있어서, 상기 관개 시스템이 고랑내 처리 기법을 포함하는 것인 방법.
- 제138항에 있어서, 상기 관개 시스템이 분무 기법을 포함하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제140항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 또는 이의 일부는, 상기 식물 또는 이의 일부에 의한 상기 하나 이상의 광물의 생성을 자극하기 위해 상기 관개 시스템을 통해 상기 미생물과 통합되는 묘목으로부터 유래한 것인 방법.
- 제1항 내지 제141항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 박테리아, 고세균, 진균 또는 바이러스를 포함하는 것인 방법.
- 제142항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 박테리아를 포함하는 것인 방법.
- 제143항에 있어서, 상기 박테리아가 내생포자 형성 박테리아를 포함하는 것인 방법.
- 제143항에 있어서, 상기 박테리아가 리조박테리아를 포함하는 것인 방법.
- 제145항에 있어서, 상기 리조박테리아가 바실러스 종, 파에니바실러스 종, 또는 이들 둘 다를 포함하는 것인 방법.
- 제143항에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 아밀로리퀘파시엔스, 바실러스 라테로스포러스, 바실러스 리체니포르미스, 바실러스 마세란스, 바실러스 세레우스, 바실러스 서쿨란스, 바실러스 퍼머스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 메가테리움, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 브레비스, 바실러스 스파에리커스, 바실러스 투린기엔시스, 바실러스 마이코이데스, 바실러스 쿠쿠미스, 바실러스 엔도파이티커스, 바실러스 푸밀러스, 바실러스 벨레젠시스, 바실러스 뮤실라기노서스, 바실러스 테퀼렌시스, 바실러스 메틸로트로피커스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 방법.
- 제143항에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23, 바실러스 서브틸리스 MP2, 바실러스 서브틸리스 RO2C15, 바실러스 서브틸리스 RO2C22, 바실러스 메가테리움 6, 바실러스 메가테리움 S3C21, 바실러스 메가테리움 RO2C12, 바실러스 쿠쿠미스 S3C14, 바실러스 엔도파이티커스 5 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 방법.
- 제143항에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 S3C23을 포함하는 것인 방법.
- 제143항에 있어서, 상기 박테리아가 바실러스 서브틸리스 MP2를 포함하는 것인 방법.
- 제143항에 있어서, 상기 박테리아가 엔시퍼 어드하에렌스 S3C10을 포함하는 것인 방법.
- 제142항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 하나 이상의 진균을 포함하는 것인 방법.
- 제152항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부와 관련된 상기 하나 이상의 진균이 상기 관개 시스템에 의해 상기 식물 또는 상기 이의 일부의 상기 식물 뿌리 또는 상기 근권에 배치되는 것인 방법.
- 제152항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 아르부스쿨라 마이코리잘 진균을 포함하는 것인 방법.
- 제152항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 엑토마이코리잘 진균을 포함하는 것인 방법.
- 제152항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 트리코데르마 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 방법.
- 제152항에 있어서, 상기 하나 이상의 진균이 페니실리움 속으로부터의 진균을 포함하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제157항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 상기 하나 이상의 뿌리에 천연적으로 존재하지 않는 것인 방법.
- 제1항 내지 제158항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 또는 상기 이의 일부가 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물인 방법.
- 제1항 내지 제159항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제160항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 알파 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제161항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 베타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제162항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 감마 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제163항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 델타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제164항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 제타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제165항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 에타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제166항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미생물이 이오타 클래스에 속하는 하나 이상의 탄산 탈수효소의 형성을 유발하는 것인 방법.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202063094870P | 2020-10-21 | 2020-10-21 | |
| US63/094,870 | 2020-10-21 | ||
| US202163257079P | 2021-10-18 | 2021-10-18 | |
| US63/257,079 | 2021-10-18 | ||
| PCT/US2021/056083 WO2022087289A1 (en) | 2020-10-21 | 2021-10-21 | Compositions and methods for producing bicarbonate and minerals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230092975A true KR20230092975A (ko) | 2023-06-26 |
Family
ID=81289387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237016814A KR20230092975A (ko) | 2020-10-21 | 2021-10-21 | 중탄산염 및 광물을 생성하기 위한 조성물 및 방법 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230322641A1 (ko) |
| EP (1) | EP4231842A1 (ko) |
| JP (1) | JP2023548805A (ko) |
| KR (1) | KR20230092975A (ko) |
| AU (1) | AU2021364878A1 (ko) |
| CA (1) | CA3195748A1 (ko) |
| CL (1) | CL2023001124A1 (ko) |
| CO (1) | CO2023006546A2 (ko) |
| IL (1) | IL302272A (ko) |
| MX (1) | MX2023004709A (ko) |
| PE (1) | PE20240477A1 (ko) |
| WO (1) | WO2022087289A1 (ko) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7420712B2 (ja) * | 2017-10-25 | 2024-01-23 | ピボット バイオ， インコーポレイテッド | 窒素を固定する操作された微生物を改良するための方法および組成物 |
| CA3113979A1 (en) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | Locus Ip Company, Llc | Materials and methods for enhanced carbon utilization and/or sequestration as well as reducing deleterious atmospheric gases |
-
2021
- 2021-10-21 AU AU2021364878A patent/AU2021364878A1/en active Pending
- 2021-10-21 CA CA3195748A patent/CA3195748A1/en active Pending
- 2021-10-21 MX MX2023004709A patent/MX2023004709A/es unknown
- 2021-10-21 KR KR1020237016814A patent/KR20230092975A/ko unknown
- 2021-10-21 EP EP21883910.8A patent/EP4231842A1/en active Pending
- 2021-10-21 JP JP2023524558A patent/JP2023548805A/ja active Pending
- 2021-10-21 IL IL302272A patent/IL302272A/en unknown
- 2021-10-21 PE PE2023001448A patent/PE20240477A1/es unknown
- 2021-10-21 WO PCT/US2021/056083 patent/WO2022087289A1/en active Application Filing
-
2023
- 2023-04-17 US US18/135,668 patent/US20230322641A1/en active Pending
- 2023-04-18 CL CL2023001124A patent/CL2023001124A1/es unknown
- 2023-05-17 CO CONC2023/0006546A patent/CO2023006546A2/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PE20240477A1 (es) | 2024-03-13 |
| CO2023006546A2 (es) | 2023-05-29 |
| AU2021364878A1 (en) | 2023-06-22 |
| MX2023004709A (es) | 2023-05-09 |
| CL2023001124A1 (es) | 2023-12-01 |
| CA3195748A1 (en) | 2022-04-28 |
| IL302272A (en) | 2023-06-01 |
| US20230322641A1 (en) | 2023-10-12 |
| JP2023548805A (ja) | 2023-11-21 |
| EP4231842A1 (en) | 2023-08-30 |
| WO2022087289A1 (en) | 2022-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11805774B2 (en) | Seed treatment methods and compositions for improving plant traits and yield | |
| Walia et al. | Endophytic bacteria: role in phosphate solubilization | |
| Salwan et al. | Microbes mediated plant stress tolerance in saline agricultural ecosystem | |
| CN104603260B (zh) | 用于改善作物生产率及减少氧化亚氮排放的固氮细菌接种剂 | |
| US11477952B2 (en) | Endophytic microbial seed treatment formulations and methods related thereto for improved plant performance | |
| Vilchez et al. | Biotechnological uses of desiccation-tolerant microorganisms for the rhizoremediation of soils subjected to seasonal drought | |
| US20210321621A1 (en) | Microbial consortia producing dipicolinic acid and methods for selecting microbes for co-formulation with carriers | |
| Li et al. | The role of soil microbes in promoting plant growth | |
| EP3659440B1 (en) | Plant growth promoting microorganism and enzymes for soil biogenic cycles | |
| Kour et al. | Biodiversity and functional attributes of rhizospheric microbiomes: potential tools for sustainable agriculture | |
| Yurimoto et al. | Methanol bioeconomy: promotion of rice crop yield in paddy fields with microbial cells prepared from natural gas‐derived C1 compound | |
| Oses et al. | Nitrogen fixing endophytes in forest trees | |
| Nwachukwu et al. | Rhizosphere competence and applications of plant growth-promoting rhizobacteria in food production-a review | |
| Chakraborty et al. | Zinc solubilizing rhizobacteria as soil health engineer managing zinc deficiency in plants | |
| Rubin et al. | Climate mitigation through soil amendments: quantification, evidence, and uncertainty | |
| Sivasakthivelan et al. | Inoculant production and formulation of azospirillum species | |
| KR20230092975A (ko) | 중탄산염 및 광물을 생성하기 위한 조성물 및 방법 | |
| Woitke et al. | Biotic stress relief on plants in hydroponic systems | |
| CN116648143A (zh) | 用于产生碳酸氢根和矿物的组合物和方法 | |
| El-Sayed et al. | Fungal biopriming increases the resistance of wheat to abiotic stress | |
| Valencia-Marin et al. | Survival strategies of Bacillus spp. in saline soils: Key factors to promote plant growth and health | |
| RU2793460C2 (ru) | Способ отбора микроорганизмов для объединения в композицию с носителями | |
| Abo-Kora et al. | Effect of immobilized PGPR bacteria in different forms against root-knot nematodes on tomato plants | |
| WO2023126460A1 (en) | Products and methods for improving plant growth features | |
| Dwivedi et al. | Nitrogen fixation and biofertilizers |