JP2002531117A - 植物の生産性を改善するための微生物 - Google Patents
植物の生産性を改善するための微生物Info
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- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
本発明はAzospirillum brasilense SAB MKBを含む作物接種菌を目的とする。この作物接種菌は、広範な土壌タイプおよび気候条件、ならびに広範な植物タイプに対し、一貫して土壌の質を改善し、植物の生産性を高めるために有効である。
Description
【0001】 (発明の背景) いくつかの微生物は植物の成長に有益な効果を有することが知られている。そ
の中に、根粒菌属の窒素固定細菌があり、マメ科植物の共生生物である。アゾス
ピリラム属はイネ科植物の根に関連する非寄生性窒素固定細菌で、これも最近そ
の植物成長促進性が認められている(Mishustin and Shiln
ikova,Moscow,Science Publ.House,1973
; Mishustin and Shilnikova,Moscow,Sc
ience Publ.House,1968)。より具体的には、Azosp
irillum brasilenseの特定の菌株がコムギおよびダイズにお
いて様々な無機質の蓄積を促進し(Bashan等,Applied and
Environ.Microbiol.,56(3):769−775(199
0))、トウモロコシ苗条の乾燥重量を増加させ(O′Hara等,Can.J
.Microbiol.,27:871−877(1981)、かつモロコシ、
トウジンビエおよびネピアグラスの乾燥重量を増加させる(Smith等,Ap
plied and Environ.Microbiol.,47(6):1
331−1336(1984))ことが明らかにされている。
の中に、根粒菌属の窒素固定細菌があり、マメ科植物の共生生物である。アゾス
ピリラム属はイネ科植物の根に関連する非寄生性窒素固定細菌で、これも最近そ
の植物成長促進性が認められている(Mishustin and Shiln
ikova,Moscow,Science Publ.House,1973
; Mishustin and Shilnikova,Moscow,Sc
ience Publ.House,1968)。より具体的には、Azosp
irillum brasilenseの特定の菌株がコムギおよびダイズにお
いて様々な無機質の蓄積を促進し(Bashan等,Applied and
Environ.Microbiol.,56(3):769−775(199
0))、トウモロコシ苗条の乾燥重量を増加させ(O′Hara等,Can.J
.Microbiol.,27:871−877(1981)、かつモロコシ、
トウジンビエおよびネピアグラスの乾燥重量を増加させる(Smith等,Ap
plied and Environ.Microbiol.,47(6):1
331−1336(1984))ことが明らかにされている。
【0002】 作物改善のために、種子または土壌へのアゾスピリラムを含む有益な微生物の
接種が何年も実施されてきた。しかし、おそらくは接種菌の生存力がないため、
または接種菌の生存力の変化により供与量にばらつきがあるため、不定で一貫性
のない結果が見られることが多かった(Okon等,CRC Crit.Rev
.Biotechnology,6:61−85(1987))。さらに、作物
接種菌として特定のタイプの微生物を用いることで、成功の程度にばらつきが見
られ、次の変数が原因として考えられる。(1)微生物の増殖を支持する土壌中
の十分な微量および多量養素の有無;(2)土壌中の栄養素および微生物を支え
、微生物の増殖に適した環境を提供するために利用可能な土壌中の有機物質の量
;(3)微生物の作用によって提供される、植物が栄養素を適当に取り込むため
に必要な特定の無機質または化合物の有無;および(4)土壌のタイプ、pH、
温度および水分などの土壌の特徴における変動。
接種が何年も実施されてきた。しかし、おそらくは接種菌の生存力がないため、
または接種菌の生存力の変化により供与量にばらつきがあるため、不定で一貫性
のない結果が見られることが多かった(Okon等,CRC Crit.Rev
.Biotechnology,6:61−85(1987))。さらに、作物
接種菌として特定のタイプの微生物を用いることで、成功の程度にばらつきが見
られ、次の変数が原因として考えられる。(1)微生物の増殖を支持する土壌中
の十分な微量および多量養素の有無;(2)土壌中の栄養素および微生物を支え
、微生物の増殖に適した環境を提供するために利用可能な土壌中の有機物質の量
;(3)微生物の作用によって提供される、植物が栄養素を適当に取り込むため
に必要な特定の無機質または化合物の有無;および(4)土壌のタイプ、pH、
温度および水分などの土壌の特徴における変動。
【0003】 いくつかのアゾスピリラム菌株が南の地域から分離されている。これらの菌株
は、異なる気候帯の他の土壌タイプに導入された時に、限られた適応能力しか持
たないようである(Bashan等,Can.J.Microbiol.,36
:591−608(1990); Nur等,Can.J.Microbiol
.,26(4):482−486(1980); Smith等,Applie
d and Environ.Microbiol.,47(6):1331−
1336(1984); O′Hara等,Can.J.Microbiol.
,27:871−877(1981))。さらに、これらのタイプの微生物は植
物の乾燥重量と根粒の成長を刺激する傾向があったが、ニトロゲナーゼ活性を必
ずしも増強しなかったため、マメ科植物−根粒菌共生の有効な刺激物質ではなか
った(Bashan等,Applied and Environ.Micro
biol.,56(3):769−775(1990); Yahalom等,
Applied and Environ.Microbiol.,33(6)
:510−519(1987); Schmidt等,Azospirillu
m IV: Genetics,Physiology,Ecology,Sp
ringer−Verlag,pp.92−101,(1988))。
は、異なる気候帯の他の土壌タイプに導入された時に、限られた適応能力しか持
たないようである(Bashan等,Can.J.Microbiol.,36
:591−608(1990); Nur等,Can.J.Microbiol
.,26(4):482−486(1980); Smith等,Applie
d and Environ.Microbiol.,47(6):1331−
1336(1984); O′Hara等,Can.J.Microbiol.
,27:871−877(1981))。さらに、これらのタイプの微生物は植
物の乾燥重量と根粒の成長を刺激する傾向があったが、ニトロゲナーゼ活性を必
ずしも増強しなかったため、マメ科植物−根粒菌共生の有効な刺激物質ではなか
った(Bashan等,Applied and Environ.Micro
biol.,56(3):769−775(1990); Yahalom等,
Applied and Environ.Microbiol.,33(6)
:510−519(1987); Schmidt等,Azospirillu
m IV: Genetics,Physiology,Ecology,Sp
ringer−Verlag,pp.92−101,(1988))。
【0004】 (発明の概要) 本発明は、植物の生産性および土壌の質を高めるために有効な接種菌を目的と
する。本発明の重要な態様において、この接種菌は微生物Azospirill
um brasilense SAB MKB(本明細書においては「MKB」
と呼ぶ)を含む。MKBの接種菌としての使用は、非マメ科およびマメ科両方の
植物や蔬菜植物の、多様な土壌タイプおよび気候での生産性を増大させるために
有効である。
する。本発明の重要な態様において、この接種菌は微生物Azospirill
um brasilense SAB MKB(本明細書においては「MKB」
と呼ぶ)を含む。MKBの接種菌としての使用は、非マメ科およびマメ科両方の
植物や蔬菜植物の、多様な土壌タイプおよび気候での生産性を増大させるために
有効である。
【0005】 本発明の1つの重要な態様は、寄託番号NRRL B−30082(標識株)
およびNRRL B−30081(非標識株)を有するMKBの生物学的に純粋
な培養株を目的とする。MKBは接種菌として単独または他の農業経済学的に有
益な微生物との組み合わせのいずれかで用いることができる。接種菌の植物また
は土壌への適用は、土壌窒素のレベルを上昇させ、植物への無機質取り込みを改
善し、植物成長調節因子の産生によって植物の成長を刺激し、植物病原体ミクロ
フローラを阻害する。
およびNRRL B−30081(非標識株)を有するMKBの生物学的に純粋
な培養株を目的とする。MKBは接種菌として単独または他の農業経済学的に有
益な微生物との組み合わせのいずれかで用いることができる。接種菌の植物また
は土壌への適用は、土壌窒素のレベルを上昇させ、植物への無機質取り込みを改
善し、植物成長調節因子の産生によって植物の成長を刺激し、植物病原体ミクロ
フローラを阻害する。
【0006】 もう1つの重要な態様において、本発明はMKBを増殖させるための方法を提
供する。本発明の方法によれば、MKBをマメ科植物抽出物培地に接種し、約1
08から約109細胞/mlの細胞密度を提供するのに有効な条件下で細胞を増
殖させる。
供する。本発明の方法によれば、MKBをマメ科植物抽出物培地に接種し、約1
08から約109細胞/mlの細胞密度を提供するのに有効な条件下で細胞を増
殖させる。
【0007】 (発明の詳細な説明) (定義) 「植物の生産性」または「作物の生産性」という用語は一般に、植物が栽培さ
れる理由である、植物の成長または発生のいかなる局面も意味する。例えば、穀
物や蔬菜などの食用作物について述べるとき、作物の生産性は一般に、特定の作
物から収穫された穀物または果実などの収量を意味する。しかし、芝草などの「
作物」については、植物の生産性は成長速度、芝の密度、疾病抵抗性などを意味
することもある。したがって、本発明の目的上、植物または作物の生産性改善は
、様々な目的のために収穫された穀物、果実、花卉、または植物の他の部分の収
量改善、茎、葉および根を含む植物の部分の成長改善、疾病抵抗性の改善、極限
の気候での生存性改善、ならびに植物の成長および発生の類似の改善を広く意味
する。農業経済学的に有益な微生物の例には、桿菌、シュードモナス、根粒菌、
光栄養およびセルロース分解細菌、クロストリジウム、トリコデルマなどが含ま
れる。
れる理由である、植物の成長または発生のいかなる局面も意味する。例えば、穀
物や蔬菜などの食用作物について述べるとき、作物の生産性は一般に、特定の作
物から収穫された穀物または果実などの収量を意味する。しかし、芝草などの「
作物」については、植物の生産性は成長速度、芝の密度、疾病抵抗性などを意味
することもある。したがって、本発明の目的上、植物または作物の生産性改善は
、様々な目的のために収穫された穀物、果実、花卉、または植物の他の部分の収
量改善、茎、葉および根を含む植物の部分の成長改善、疾病抵抗性の改善、極限
の気候での生存性改善、ならびに植物の成長および発生の類似の改善を広く意味
する。農業経済学的に有益な微生物の例には、桿菌、シュードモナス、根粒菌、
光栄養およびセルロース分解細菌、クロストリジウム、トリコデルマなどが含ま
れる。
【0008】 「土壌の質を改善する」とは、土壌中の窒素レベルを高め、植物毒性微生物の
数を減らすことを意味する。
数を減らすことを意味する。
【0009】 本明細書において用いられる「接種菌」または「接種材料」とは、Azosp
irillum brasilense SAB MKBを含む調製物を意味す
る。Azospirillum brasilense SAB MKBとは、
寄託番号NRRL B−30082を有する標識株、すなわちストレプトマイシ
ン耐性を有する菌株と、寄託番号NRRL B−30081を有する非標識株、
すなわちストレプトマイシン耐性のない菌株との両方を意味する。(これらの菌
株はいずれも、Agricultural Research Service
Culture Collection(NRRL),USDA,Peori
a,Illinoisに1998年12月9日に寄託された)。
irillum brasilense SAB MKBを含む調製物を意味す
る。Azospirillum brasilense SAB MKBとは、
寄託番号NRRL B−30082を有する標識株、すなわちストレプトマイシ
ン耐性を有する菌株と、寄託番号NRRL B−30081を有する非標識株、
すなわちストレプトマイシン耐性のない菌株との両方を意味する。(これらの菌
株はいずれも、Agricultural Research Service
Culture Collection(NRRL),USDA,Peori
a,Illinoisに1998年12月9日に寄託された)。
【0010】 本明細書において用いられる「生物学的に純粋な」とは、MKBが接種材料に
加えられた唯一の農業経済学的に有益な菌株である接種菌を意味する。この接種
菌は農業経済学的利益を提供しない他の微生物を含むことができる。
加えられた唯一の農業経済学的に有益な菌株である接種菌を意味する。この接種
菌は農業経済学的利益を提供しない他の微生物を含むことができる。
【0011】 本明細書において用いられる「農業経済学的に有益な菌株」とは、植物の生産
性を高めるために有効な微生物を意味する。SABのほかに農業経済学的利益を
提供する微生物には、植物にとって生物学的により利用しやすい栄養素を作るた
めに有効と考えられる共生および非共生微生物や、植物病原体ミクロフローラを
阻害し、植物の成長を刺激する微生物が含まれる。
性を高めるために有効な微生物を意味する。SABのほかに農業経済学的利益を
提供する微生物には、植物にとって生物学的により利用しやすい栄養素を作るた
めに有効と考えられる共生および非共生微生物や、植物病原体ミクロフローラを
阻害し、植物の成長を刺激する微生物が含まれる。
【0012】 (微生物の単離) 本発明のこの態様において、MKBはロシアのヨーロッパ地域北部で3月に草
地ポドゾル土壌から単離された。このタイプの土壌は栄養素レベルが低い北方気
候の痩せた土壌の典型である。いかなる理論にもしばられるつもりはないが、M
KBは最初に痩せた土壌から単離されたため、痩せた土壌条件が生存により適し
ており、したがって、多様な土壌条件に適応すると考えられる。
地ポドゾル土壌から単離された。このタイプの土壌は栄養素レベルが低い北方気
候の痩せた土壌の典型である。いかなる理論にもしばられるつもりはないが、M
KBは最初に痩せた土壌から単離されたため、痩せた土壌条件が生存により適し
ており、したがって、多様な土壌条件に適応すると考えられる。
【0013】 土壌サンプルを、約1%の乳酸ナトリウムと、約0.1%の酵母抽出液を含む
培地中での培養により、標準の技法を用いて強化した。MKBの純粋な培養株を
、例えばじゃがいも寒天、牛肉ブイヨン、自然培地Aおよび自然培地D(いずれ
も実施例に記載)などの固形寒天様培地に硫酸アンモニウムを加えた強化調製物
の継代培養によって単離した。MKBの存在は、位相差顕微鏡で培養調製物を観
察することによって確認した。本発明の重要な態様において、MKBは下記の形
態学的、生理学的および生化学的特徴を有する。
培地中での培養により、標準の技法を用いて強化した。MKBの純粋な培養株を
、例えばじゃがいも寒天、牛肉ブイヨン、自然培地Aおよび自然培地D(いずれ
も実施例に記載)などの固形寒天様培地に硫酸アンモニウムを加えた強化調製物
の継代培養によって単離した。MKBの存在は、位相差顕微鏡で培養調製物を観
察することによって確認した。本発明の重要な態様において、MKBは下記の形
態学的、生理学的および生化学的特徴を有する。
【0014】 染色特性:グラム陰性 細胞サイズ:直径約0.5から0.6ミクロン、長さ約1から1.5ミクロン
で、わずかに彎曲。
で、わずかに彎曲。
【0015】 形態:MKBの形態は、培養に用いた培地のタイプに応じて異なる。固形およ
び半固形培地ではビブリオ属型が生じ、液体培養ではS型が生じる。じゃがいも
寒天上での増殖により、大きく、不透明で、丸い、粘液性、ピンク色の、金属性
の光沢を持つコロニーが形成される。牛肉ブイヨン寒天上での増殖により、丸く
、不透明で、白色の小さい円形コロニーが形成される。培地A上での増殖では、
濃いピンク色で、境界(端)が乾燥し、中心が粘液性の大きいコロニーが得られ
る。本発明の重要な態様において、MKBはピンクのカロチノイド色素、ロドビ
ブリンを生成する。
び半固形培地ではビブリオ属型が生じ、液体培養ではS型が生じる。じゃがいも
寒天上での増殖により、大きく、不透明で、丸い、粘液性、ピンク色の、金属性
の光沢を持つコロニーが形成される。牛肉ブイヨン寒天上での増殖により、丸く
、不透明で、白色の小さい円形コロニーが形成される。培地A上での増殖では、
濃いピンク色で、境界(端)が乾燥し、中心が粘液性の大きいコロニーが得られ
る。本発明の重要な態様において、MKBはピンクのカロチノイド色素、ロドビ
ブリンを生成する。
【0016】 運動性:動きは典型的には波状および回転で、運動性は液体培地中では単一の
極鞭毛によって提供され、固形培地上では多数の側鞭毛によって提供される。本
発明の重要な態様において、鞭毛の存在によってMKBの運動能力が改善され、
MKBを植物の根系に速やかに到達する接種材料として適用することが可能とな
る。
極鞭毛によって提供され、固形培地上では多数の側鞭毛によって提供される。本
発明の重要な態様において、鞭毛の存在によってMKBの運動能力が改善され、
MKBを植物の根系に速やかに到達する接種材料として適用することが可能とな
る。
【0017】 嚢胞形成:MKBは、じゃがいも寒天、牛肉ブイヨン、または培地Aなどの強
化培地で約10から14日間培養したときに、最初は嚢胞および封入型(スフェ
ロプラスト)を形成する。強化培地で複数回の継代培養を行った後、スフェロプ
ラストを形成する能力は失われ、MKBを貧困培地(例えば、0.5%乳酸カル
シウム水溶液)で培養する場合でも、スフェロプラスト形成は起こらない。
化培地で約10から14日間培養したときに、最初は嚢胞および封入型(スフェ
ロプラスト)を形成する。強化培地で複数回の継代培養を行った後、スフェロプ
ラストを形成する能力は失われ、MKBを貧困培地(例えば、0.5%乳酸カル
シウム水溶液)で培養する場合でも、スフェロプラスト形成は起こらない。
【0018】 (MKBの増殖) 本発明の重要な態様において、MKBは、菌株の安定性および一貫性を維持す
るのに有効な様式で維持し、増殖させることができる。反復継代培養を行う場合
でも、MKBは安定で、その窒素を固定し、植物成長調節因子を生成し、植物毒
性微生物を阻害する能力は初期レベルから低下しない。
るのに有効な様式で維持し、増殖させることができる。反復継代培養を行う場合
でも、MKBは安定で、その窒素を固定し、植物成長調節因子を生成し、植物毒
性微生物を阻害する能力は初期レベルから低下しない。
【0019】 MKBは、有機酸の塩および様々な多量および微量養素を含む最小限の培地上
で増殖させ、安定に維持することができる。本発明の重要な態様において、MK
Bは最小限の培地(約0.5%乳酸Caを含む水など)で増殖させることができ
、窒素を固定するその能力も維持される。
で増殖させ、安定に維持することができる。本発明の重要な態様において、MK
Bは最小限の培地(約0.5%乳酸Caを含む水など)で増殖させることができ
、窒素を固定するその能力も維持される。
【0020】 本発明のもう1つの態様において、MKBは多様な環境条件下で耐え、増殖す
ることさえ可能である。MKBは追加の成長因子を必要とせず、有機栄養性で、
発酵能力を持たない。
ることさえ可能である。MKBは追加の成長因子を必要とせず、有機栄養性で、
発酵能力を持たない。
【0021】 本発明のもう1つの態様において、MKBは嫌気性条件下で増殖することがで
きる。嫌気性条件下では、MKBはNO3を末端電子受容体として利用し、最終
的にNO3のN2への変換が起こる。
きる。嫌気性条件下では、MKBはNO3を末端電子受容体として利用し、最終
的にNO3のN2への変換が起こる。
【0022】 本発明のもう1つの重要な態様において、MKBは工業スケールで容易に増殖
させることができる。この工業スケールのMKB培養法は、単位容積あたり高率
のバイオマスを提供するために有効で、保存条件に対してより耐容できる作物接
種材料を提供する。
させることができる。この工業スケールのMKB培養法は、単位容積あたり高率
のバイオマスを提供するために有効で、保存条件に対してより耐容できる作物接
種材料を提供する。
【0023】 本発明のこの態様において、MKBをマメ科植物抽出物培地に接種する。培地
はマメ科植物(種子および/または茎、根は抽出しない)の水抽出物と、有機酸
の塩および追加窒素を含む。有機酸の適当な塩には、リンゴ酸、コハク酸、乳酸
、酪酸、プロピオン酸、エタノール、およびその混合物のカルシウムまたはナト
リウム塩が含まれる。窒素固定微生物の増殖のための最適な炭素源には、リンゴ
酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、およびエタノールが含ま
れる。MKBを増殖させるために有用な窒素源には、アンモニウム塩、硝酸塩、
ペプトン、酵母溶解産物、窒素含有アミノ酸の混合物、およびその混合物が含ま
れる。
はマメ科植物(種子および/または茎、根は抽出しない)の水抽出物と、有機酸
の塩および追加窒素を含む。有機酸の適当な塩には、リンゴ酸、コハク酸、乳酸
、酪酸、プロピオン酸、エタノール、およびその混合物のカルシウムまたはナト
リウム塩が含まれる。窒素固定微生物の増殖のための最適な炭素源には、リンゴ
酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、およびエタノールが含ま
れる。MKBを増殖させるために有用な窒素源には、アンモニウム塩、硝酸塩、
ペプトン、酵母溶解産物、窒素含有アミノ酸の混合物、およびその混合物が含ま
れる。
【0024】 接種されたマメ科植物抽出物培地を次いで、光学密度が少なくとも約3.0の
細胞密度を提供するのに有効な時間、温度および通気速度で培養する。本発明の
重要な態様において、培養時間は典型的には約24時間から48時間の範囲で、
温度はほぼ室温に維持し、O2レベルが制限されないような標準の通気速度を用
いる。
細胞密度を提供するのに有効な時間、温度および通気速度で培養する。本発明の
重要な態様において、培養時間は典型的には約24時間から48時間の範囲で、
温度はほぼ室温に維持し、O2レベルが制限されないような標準の通気速度を用
いる。
【0025】 (MKBの適用) MKBは、種子コーティング、泥炭または植え付け物質を用いた適用、および
生体高分子への取り込みを含む、当技術分野において知られている方法によって
適用することができる。種子コーティングを用いる本発明の態様において、コー
ティングはBrown,Seed and Root Bacterizati
on,pp.187−197(1974)に記載され、引用される方法によって
行うことができ、これは参照として本明細書に組み入れられる。泥炭を用いる本
発明の態様において、MKBは発酵器中で高い菌体数レベル(すなわち108か
ら109細胞/ml)に達するまで培養し、次いであらかじめ滅菌した泥炭に加
えることができる。その後、接種材料を、土壌に直接適用することにより(泥炭
懸濁液を植え付け用の畝間のすじに滴下することにより)、または泥炭もしくは
おがくずなどの他の植え付け物質と混合することにより、種子に適用(泥炭/細
菌混合物と付着性を改善するためのゴムまたは糖を含むスラリーを調製すること
により)することもできる(Okon等,CRC Crit.Rev.Biot
echnology,6:61−85(1987)、これは参照として本明細書
に組み入れられる)。
生体高分子への取り込みを含む、当技術分野において知られている方法によって
適用することができる。種子コーティングを用いる本発明の態様において、コー
ティングはBrown,Seed and Root Bacterizati
on,pp.187−197(1974)に記載され、引用される方法によって
行うことができ、これは参照として本明細書に組み入れられる。泥炭を用いる本
発明の態様において、MKBは発酵器中で高い菌体数レベル(すなわち108か
ら109細胞/ml)に達するまで培養し、次いであらかじめ滅菌した泥炭に加
えることができる。その後、接種材料を、土壌に直接適用することにより(泥炭
懸濁液を植え付け用の畝間のすじに滴下することにより)、または泥炭もしくは
おがくずなどの他の植え付け物質と混合することにより、種子に適用(泥炭/細
菌混合物と付着性を改善するためのゴムまたは糖を含むスラリーを調製すること
により)することもできる(Okon等,CRC Crit.Rev.Biot
echnology,6:61−85(1987)、これは参照として本明細書
に組み入れられる)。
【0026】 さらに、MKBは知られている方法によりポリアクリルアミド(Dommer
gues等,Appl.Environ.Microbiol.,37;779
−781(1979));キサンタンゴムおよびカロブガム(Mugnier等
,Appl.Environ.Microbiol.,50:108−114(
1985));およびアルギン酸塩(Bashan,Appl.Environ
.Microbiol.,51:1089−1098(1986))などの様々
な生体高分子に取り込むこともできる。これらはすべて参照として本明細書に組
み入れられる。
gues等,Appl.Environ.Microbiol.,37;779
−781(1979));キサンタンゴムおよびカロブガム(Mugnier等
,Appl.Environ.Microbiol.,50:108−114(
1985));およびアルギン酸塩(Bashan,Appl.Environ
.Microbiol.,51:1089−1098(1986))などの様々
な生体高分子に取り込むこともできる。これらはすべて参照として本明細書に組
み入れられる。
【0027】 本発明のもう1つの態様において、MKBは接種材料として用い、単独(単一
培養)または他の農業経済学的に有益な微生物との組み合わせのいずれかで適用
することもできる。本発明の非常に重要な態様において、MKBは種子と懸濁し
て約108から約109細胞/ml/種子とする。次いで、この種子と微生物と
の懸濁液を土壌に植え付ける。MKBは、例えば桿菌、シュードモナス、根粒菌
、光栄養およびセルロース分解細菌、クロストリジウム、トリコデルマなどを含
む広範な細菌および真菌と生理学的に適合性である。
培養)または他の農業経済学的に有益な微生物との組み合わせのいずれかで適用
することもできる。本発明の非常に重要な態様において、MKBは種子と懸濁し
て約108から約109細胞/ml/種子とする。次いで、この種子と微生物と
の懸濁液を土壌に植え付ける。MKBは、例えば桿菌、シュードモナス、根粒菌
、光栄養およびセルロース分解細菌、クロストリジウム、トリコデルマなどを含
む広範な細菌および真菌と生理学的に適合性である。
【0028】 本発明のもう1つの態様において、MKBは、単一培養で単独または他の農業
経済学的に有益な微生物との組み合わせのいずれかで、植物または土壌に市販の
肥料の適用と組み合わせて適用することもできる。本発明のこの態様において、
MKBによる接種は、作物接種菌をまったく使用せずに肥料を用いる処理よりも
植物の生産性を高めるのに有効である。
経済学的に有益な微生物との組み合わせのいずれかで、植物または土壌に市販の
肥料の適用と組み合わせて適用することもできる。本発明のこの態様において、
MKBによる接種は、作物接種菌をまったく使用せずに肥料を用いる処理よりも
植物の生産性を高めるのに有効である。
【0029】 (植物の成長および土壌の質への効果) 本発明の重要な態様において、MKBは窒素固定を通じて、植物による無機質
の取り込みを改善することにより、植物の成長を刺激することにより、また広範
な植物病原体ミクロフローラを阻害することにより、植物の生産性を改善する作
用をする。
の取り込みを改善することにより、植物の成長を刺激することにより、また広範
な植物病原体ミクロフローラを阻害することにより、植物の生産性を改善する作
用をする。
【0030】 窒素固定:MKBによる窒素固定は、広範な環境条件で起こる。例えば、窒素
固定は約10℃から約40℃の温度範囲で起こり、至適温度は約22℃から約3
0℃である。本発明のこの態様において、MKBの純粋培養物は約100から約
200マイクログラムN2/10ml培養物/2日のニトロゲナーゼ活性を有す
る。MKBを作物接種菌として土壌に適用するとき、ほぼ同等のレベルの窒素固
定が土壌で観察される。
固定は約10℃から約40℃の温度範囲で起こり、至適温度は約22℃から約3
0℃である。本発明のこの態様において、MKBの純粋培養物は約100から約
200マイクログラムN2/10ml培養物/2日のニトロゲナーゼ活性を有す
る。MKBを作物接種菌として土壌に適用するとき、ほぼ同等のレベルの窒素固
定が土壌で観察される。
【0031】 無機質取り込みの改善:本発明のもう1つの重要な態様において、MKBは窒
素の植物への輸送を促進するようはたらくアミノ酸を産生することができる。例
えば、MKBはアスパラギン酸およびプロリンを、植物による窒素同化を助ける
のに有効なレベルで産生する。
素の植物への輸送を促進するようはたらくアミノ酸を産生することができる。例
えば、MKBはアスパラギン酸およびプロリンを、植物による窒素同化を助ける
のに有効なレベルで産生する。
【0032】 植物の成長刺激:本発明の重要な態様において、植物の成長を刺激するMKB
の能力は、少なくとも部分的には、インドール酢酸(IAA)などの植物成長調
節因子を産生する能力による。本発明のこの態様において、MKBは蛋白質1m
gあたり少なくとも約500マイクログラムのIAAを提供するために有効であ
る。
の能力は、少なくとも部分的には、インドール酢酸(IAA)などの植物成長調
節因子を産生する能力による。本発明のこの態様において、MKBは蛋白質1m
gあたり少なくとも約500マイクログラムのIAAを提供するために有効であ
る。
【0033】 植物病原体ミクロフローラの阻害:本発明のもう1つの重要な態様において、
MKBは根部で発生することが多く、植物の生産性に有害な作用を有する傾向が
ある、植物病原体ミクロフローラの増殖を阻害するために有効である。本明細書
において用いられる「植物病原体ミクロフローラの増殖を阻害する」とは、植物
病原体ミクロフローラのバイオマスの増加を阻害するだけでなく、植物の生産性
を低下させうるいかなる代謝活性を阻害することも意味する。MKBがその増殖
を阻害することが知られている植物障害性の細菌および真菌には、フザリウム−
オキシスポルム、Thielaviopsis basicola、アルテルナ
リア、アスペルギルス−フラーブス、ムコール−フラジリス、Penicill
iumなどが含まれる。
MKBは根部で発生することが多く、植物の生産性に有害な作用を有する傾向が
ある、植物病原体ミクロフローラの増殖を阻害するために有効である。本明細書
において用いられる「植物病原体ミクロフローラの増殖を阻害する」とは、植物
病原体ミクロフローラのバイオマスの増加を阻害するだけでなく、植物の生産性
を低下させうるいかなる代謝活性を阻害することも意味する。MKBがその増殖
を阻害することが知られている植物障害性の細菌および真菌には、フザリウム−
オキシスポルム、Thielaviopsis basicola、アルテルナ
リア、アスペルギルス−フラーブス、ムコール−フラジリス、Penicill
iumなどが含まれる。
【0034】 下記の実施例は本発明を実行するための方法を例示しており、本発明の範囲を
例示するが、限定するものではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に定
義されることが理解されるべきである。
例示するが、限定するものではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に定
義されることが理解されるべきである。
【0035】 (実施例) (実施例1:MKBの特徴) MKBは、O2を末端電子受容体とする呼吸代謝を主に有する好気性微生物で
ある。その他の生化学的特徴を、当技術分野において知られている標準的方法に
よって調べた。その他の特徴は以下のとおりである。
ある。その他の生化学的特徴を、当技術分野において知られている標準的方法に
よって調べた。その他の特徴は以下のとおりである。
【0036】 オキシダーゼ+ カタラーゼ+ 硝酸塩による嫌気性増殖 − NO3のNO2への還元 + − NO2のN2Oへの還元 + − N2OのN2への還元 + デンプン加水分解 − ウレアーゼ + ゼラチンの液化 − トリプトファンからのインドール形成 − 3%NaCl存在下での増殖 − フォゲス−プロスカウエル反応 − Methyl−Redとの反応 − ラクムスによるミルク増殖 alkilining DNAのG+Cのモル% GC69% 窒素固定および増殖の温度範囲 10〜40℃ 至適温度 22〜30℃ 窒素固定および増殖のpH範囲 5.5〜8.5 至適pH 6.5〜7.2
【0037】 (実施例2:増殖培地) MKBは下記の培地上で増殖および維持させることができる。 半固形無窒素培地 D g/l リンゴ酸ナトリウム 5.0 K2HPO4 1.74 KH2PO4 0.91 MgSO4 7H2O 0.3 CaCl2 6H2O 0.1 FeCl2 6H2O 0.01 寒天 4.0 H3BO3 5.0 Na2MoO4 2H2O 5.0 MnSO4 4H2O 3.0 KJ 0.5 ZnSO4 7H2O 0.2 Al2(SO4)312H2O 0.3 pH 6.8〜7.0
【0038】 半固形無窒素培地 A g/l K2HPO4 1.74 KH2PO4 0.91 MgSO4 7H2O 0.3 CaCl2 6H2O 0.1 FeCl2 6H2O 0.01 グルコース 1.0 ペプトン 1.0 乳酸ナトリウム 0.5 酢酸ナトリウム 1.0 リンゴ酸またはコハク酸ナトリウム 0.5 酵母自己分解物 0.5 寒天 15.0
【0039】 (実施例3:工業スケールのMKB増殖) マメ科植物抽出物培地の調製 1.マメ科植物(種子および/または茎、根は含まない)を水に加え(200
g/l)、20分間煮沸した。 2.混合物から固体物質を分離(ろ過により)し、下記の成分を加えた。 0.5% リンゴ酸ナトリウム 0.1%(NH4)2SO4 培養条件 1.MKBを培地に接種し、25℃から28℃で振盪および通気しながら48
時間増殖させた。 2.細胞密度が光学密度3.0に達し、600〜700mgのバイオマスを提
供した。
g/l)、20分間煮沸した。 2.混合物から固体物質を分離(ろ過により)し、下記の成分を加えた。 0.5% リンゴ酸ナトリウム 0.1%(NH4)2SO4 培養条件 1.MKBを培地に接種し、25℃から28℃で振盪および通気しながら48
時間増殖させた。 2.細胞密度が光学密度3.0に達し、600〜700mgのバイオマスを提
供した。
【0040】 (実施例4:植物の生産性に対するMKB接種の影響) 別に示されない限り、MKBを記載のとおりに増殖させ、108〜109細胞
/ml/種子の割合でMKBを接種することにより、温室および畑での実験を実
施した。結果は下記のとおりであった。
/ml/種子の割合でMKBを接種することにより、温室および畑での実験を実
施した。結果は下記のとおりであった。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】
【表3】
【0044】
【表4】
【0045】
【表5】
【0046】
【表6】
【0047】
【表7】
【0048】
【表8】
【0049】 当業者なら、前述の本発明の詳細な説明について考慮すれば、本発明の実施に
おいて多くの修正および変更を思いつくものと予想される。したがって、そのよ
うな修正および変更は添付の特許請求の範囲内に含まれるものとする。
おいて多くの修正および変更を思いつくものと予想される。したがって、そのよ
うな修正および変更は添付の特許請求の範囲内に含まれるものとする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 4B065 AA01X AC14 BB27 BC02 BC03 BC11 BD05 CA16 CA47 4H011 AB03 DC10 DD03
Claims (16)
- 【請求項1】 寄託番号NRRL B−30082を有するAzospir
illum brasilense SAB MKBの生物学的に純粋な培養株
。 - 【請求項2】 植物または土壌に適用するために有効な接種菌であって、A
zospirillum brasilense SAB MKBを含むことを
特徴とする接種菌。 - 【請求項3】 マメ科植物、非マメ科植物および蔬菜作物における植物の生
産性を高めるために有効であることを特徴とする、請求項2に記載の接種菌。 - 【請求項4】 約10℃から約40℃の温度範囲で植物の生産性を高めるた
めに有効であることを特徴とする、請求項2に記載の接種菌。 - 【請求項5】 約5.5から約8.5のpH範囲で植物の生産性を高めるた
めに有効であることを特徴とする、請求項2に記載の接種菌。 - 【請求項6】 Azospirillum brasilense SAB MKBに加えて農業経済学的に有益な細菌株をさらに含むことを特徴とする、
請求項2に記載の接種菌。 - 【請求項7】 土壌の質を改善し、植物の生産性を高めるための方法であっ
て、土壌または植物に接種菌を接種することを含み、接種菌がAzospiri
llum brasilense SAB MKBを含むことを特徴とする方法
。 - 【請求項8】 接種菌が種子コーティングとして適用されることを特徴とす
る請求項7に記載の土壌の質を改善し、植物の生産性を高めるための方法。 - 【請求項9】 接種菌が土壌に直接適用されることを特徴とする請求項7に
記載の土壌の質を改善し、植物の生産性を高めるための方法。 - 【請求項10】 接種菌が微生物および植え付け物質の混合物として植物ま
たは土壌に適用されることを特徴とする請求項7に記載の土壌の質を改善し、植
物の生産性を高めるための方法。 - 【請求項11】 接種菌がAzospirillum brasilens
e SAB MKBに加えて農業経済学的に有益な細菌株をさらに含むことを特
徴とする請求項7に記載の土壌の質を改善し、植物の生産性を高めるための方法
。 - 【請求項12】 接種菌が土壌および植物の窒素含有量を増加させるために
有効な量で植物または土壌に適用されることを特徴とする請求項7に記載の土壌
の質を改善し、植物の生産性を高めるための方法。 - 【請求項13】 接種菌が市販の肥料との組み合わせで植物または土壌に適
用されることを特徴とする請求項7に記載の土壌の質を改善し、植物の生産性を
高めるための方法。 - 【請求項14】 Azospirillum brasilense SA
B MKBを増殖させる方法であって、 マメ科植物抽出物培地にAzospirillum brasilense
MKB SABを接種すること、ならびに 接種したマメ科植物抽出物を、少なくとも約108から約109細胞/mlの
細胞密度を提供するのに有効な時間、温度および通気速度で培養することを含む
ことを特徴とする方法。 - 【請求項15】 マメ科植物抽出物がマメ科植物の水抽出物であり、有機酸
の塩と窒素源とを含むことを特徴とする請求項14に記載のAzospiril
lum brasilense SAB MKBを増殖させる方法。 - 【請求項16】 寄託番号NRRL B−30081を有するAzospi
rillum brasilense SAB MKBの生物学的に純粋な培養
株。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11177698P | 1998-12-10 | 1998-12-10 | |
US60/111,776 | 1998-12-10 | ||
US09/210,403 | 1998-12-11 | ||
US09/210,403 US5951978A (en) | 1998-12-10 | 1998-12-11 | Microorganisms for improving plant productivity |
PCT/US1999/028893 WO2000034440A1 (en) | 1998-12-10 | 1999-12-06 | Microorganisms for improving plant productivity |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002531117A true JP2002531117A (ja) | 2002-09-24 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000586874A Pending JP2002531117A (ja) | 1998-12-10 | 1999-12-06 | 植物の生産性を改善するための微生物 |
Country Status (8)
Country | Link |
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US (2) | US5951978A (ja) |
EP (1) | EP1135462A4 (ja) |
JP (1) | JP2002531117A (ja) |
AR (1) | AR043080A1 (ja) |
AU (1) | AU1934900A (ja) |
BR (1) | BR9916134A (ja) |
CA (1) | CA2354264A1 (ja) |
WO (1) | WO2000034440A1 (ja) |
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