果胶或果胶相关糖类提高植物根际促生细菌(PGPR)菌株促进植物和动物生长和健康的效力的用途制造技术

本发明专利技术公开了包含或利用植物促生根际细菌(PGPR)以改善植物和动物生长和健康的组合物和方法。所述组合物和方法包括或利用表达果胶代谢相关蛋白的植物促生根际细菌(PGPR)、以及包含果胶或果胶相关糖类的糖类。

Use of pectin or pectic related sugars to enhance the effectiveness of plant rhizosphere growth promoting bacteria (PGPR) strains for promoting plant and animal growth and health

The present invention discloses compositions and methods comprising or using plants to promote rooting bacteria (PGPR) to improve plant and animal growth and health. The compositions and methods include or utilize plants, PGPR, which express pectin metabolism related proteins, and sugars containing pectin or pectin related sugars.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】果胶或果胶相关糖类提高植物根际促生细菌(PGPR)菌株促进植物和动物生长和健康的效力的用途相关申请的交叉参考本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2015年9月30日提交的美国临时申请No.62/057,667的优先权权益，所述申请的内容通过引用以其整体并入本文中。
本公开的主题涉及植物促生根际细菌(PGPR)领域。特别是，本主题涉及使用果胶或果胶相关糖类提高PGPR在促进植物和动物生长和健康方面的效力。
技术介绍
植物伴生微生物在天然和诱导性抑制土传病害中的作用已被广泛研究。在很多个这样的有机体群当中包括根部伴生细菌，其通常代表土壤细菌的一个亚类。根际细菌是在再引入种子或有生长力的植物部分(例如马铃薯块茎)后、在竞争性土壤微生物区系存在下具有定殖于发育中的根系的能力的全体根围细菌的一个亚类。根部定殖通常通过定量根表面上的细菌数进行研究；然而，有些根际细菌也可以进入根部并建立至少一个受限的内生相。因此，根部定殖可以看做从根部的根围到根面至内部组织的连续体。对被定殖的植物发挥有益效应的根际细菌被称为“植物促生根际细菌”或“PGPR”。PGPR可通过引起促植物生长或生物病害控制而有益于宿主。同一个PGPR菌株既可引起促生长也可引起生物控制。在被证明受PGPR负面影响的土传病原体之中有丝嚢霉某些种(Aphanomycesspp.)、尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)、禾顶囊壳(Gaeumannomycesgraminis)、疫霉某些种(Phytophthoraspp.)、腐霉某些种(Pythiumspp.)、立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)、齐整小核菌(Sclerotiumrolfsii)、烟草根黑腐病菌(Thielaviopsisbasicola)、和轮枝孢某些种(Verticilliumspp.)。在大部分这些情况下，生物控制来自于细菌产生的直接抑制所述病原体的代谢产物，例如抗生素、氰化氢、铁螯合性铁载体和细胞壁降解酶。PGPR的促植物生长并且可以是间接生物控制机制，当所述促生长导致植物在易感染状态中的时间缩短时造成植物染病机率降低，例如在PGPR引起出苗率提高，从而减少出苗前立枯病易感染时间的情况下。PGPR生物控制的另一个机制是诱导性系统抗病性。现有技术中公开了PGPR及其应用。(参见，例如，美国专利No.8,445,255；6,524,998；5,935,839；5,640,803；5,503,652；和5,503,651；其内容通过引用以其整体并入本文中)。除了在自然界观察到它们与植物伴生外，PGPR还可以用作动物益生菌以改善动物成长或动物健康。例如，解淀粉芽孢杆菌植物亚种(Bacillusamyloliquefacienssubsp.plantarum)AP193已被描述为鱼的益生菌。(参见美国公布申请No.2012/0328572)。在猪中，益生菌已经用于对肠道微生物群平衡、肠上皮完整性和肠道相关组织的成熟进行正面影响。(参见Corcionivoshi等，AnimalScienceandBiotechnologies，2010，43(1))。在家禽中，益生菌已经用于保持消化道微生物平衡和减少潜在的病原菌，这导致生长、产蛋量和饲料转化率改善。(参见，同上)。在牛中，益生菌已经用于预防和对抗消化紊乱例如哺乳期间的腹泻，用于影响瘤胃的营养素代谢，这有助于保持健康和改善生产性能。(参见，同上)。在绵羊中，益生菌已经用于预防和对抗起因于消化平衡的病理性状况。(参见，同上)。因此，希望有用于PGPR促进植物和动物的生长和健康的新组合物和使用方法。
技术实现思路
本专利技术公开了包括或利用植物促生根际细菌(PGPR)以改善植物和动物生长和健康的组合物和方法。所述组合物和方法包括或利用表达果胶代谢相关蛋白的植物促生根际细菌(PGPR)、以及包含果胶或果胶相关糖类的糖类。所公开的组合物可以包括接种剂，其包含：(a)表达果胶代谢相关蛋白的植物促生根际细菌(PGPR)；和(b)包含果胶或果胶相关糖类的糖类。合适的PGPR可以包括芽孢杆菌(Bacillus)物种例如解淀粉芽孢杆菌植物亚种(Bacillusamyloliquefacienssubspeciesplantarum)。所述果胶或果胶相关糖类可以包括果胶衍生糖类，例如水解果胶、D-半乳糖醛酸(D-galacturonate)、D-葡萄糖醛酸(D-glucuronate)、或其混合物。任选地，所述果胶或果胶相关糖类起到所述PGPR的载体的功能和/或所述接种剂包括所述果胶或果胶相关糖类以外的载体。所公开的组合物可用于处理植物、种子和土壤，以求改善植物生长或植物健康。所公开的组合物可以配制为植物处理组合物、种子包衣、或土壤调理组合物。所公开的组合物也可以施用于动物，以求改善动物成长或动物健康。所公开的组合物可以配制为动物饲料，例如颗粒动物饲料。还公开了利用果胶或果胶相关糖类来改善PGPR在促进植物和动物生长或健康方面的效力的方法。所公开的改善植物生长或植物健康的方法可以包括：(a)用表达果胶代谢相关蛋白的植物促生根际细菌(PGPR)处理植物、种子或土壤和(b)用包含果胶或果胶相关糖类的糖类处理植物、种子或土壤，其中所述植物、种子或土壤可以用所述PGPR和所述糖类同时处理或用所述PGPR和糖类以任何顺序非同时处理。所公开的改善动物生长或动物健康的方法可以包括(a)向动物施用表达果胶代谢相关蛋白的植物促生根际细菌(PGPR)和(b)向所述动物施用包含果胶或果胶相关糖类的糖类，其中所述动物可以同时施用所述PGPR和糖类或用所述PGPR和糖类以任何顺序非同时处理。还公开了利用果胶或果胶相关糖类制备如本文中公开的的组合物和接种剂的方法。所述方法可以包括将PGPR和已经从含果胶的植物材料中提取的果胶、或果胶相关糖类合并，制备所公开的组合物和接种剂。任选地，载体可以与所述PGPR和果胶或果胶相关糖类合并，制备所公开的组合物和接种剂。附图说明图1.实施例1中评价的PGPR芽孢杆菌某些种的种系发生。(图A)利用蜡样芽孢杆菌(B.cereus)ATCC14579T作为外群，基于gyrB序列的近邻结合种系发生树。(图B)25个枯草芽孢杆菌(B.subtilis)种群菌株基于核心基因组的729,383bp序列的最大似然性种系发生树。属于解淀粉芽孢杆菌植物亚种(B.amyloliquefacienssubsp.plantarum)和解淀粉芽孢杆菌解淀粉亚种(B.amyloliquefacienssubsp.amyloliquefaciens)的两个聚类由括号指示。图2.芽孢杆菌属(n＝81)、枯草芽孢杆菌子群(n＝53)、解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)物种(n＝32)和植物亚种(subsp.plantarum)(n＝28)特异性的四种不同核心基因组的不同子系统类别的分布。(图A)各核心基因组的不同子系统类别内基因的总计数。(图B)各核心基因组的不同子系统类别内基因的％相对丰度。(图C)由存在于解淀粉芽孢杆菌植物亚种核心基因中但在解淀粉芽孢杆菌物种水平的核心基因组中不存在的73个解淀粉芽孢杆菌植物亚种特异性基因编码的功能类本文档来自技高网...

【技术保护点】
接种剂，其包含：(a)表达果胶代谢相关蛋白的植物促生根际细菌(PGPR)和(b)包含果胶或果胶相关糖类的糖类。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.30 US 62/057,6671.接种剂，其包含：(a)表达果胶代谢相关蛋白的植物促生根际细菌(PGPR)和(b)包含果胶或果胶相关糖类的糖类。2.权利要求1的接种剂，其中所述PGPR是芽孢杆菌(Bacillus)物种。3.权利要求2的接种剂，其中所述芽孢杆菌物种是解淀粉芽孢杆菌植物亚种(Bacillusamyloliquefacienssubspeciesplantarum)。4.权利要求1的接种剂，其中所述果胶相关糖类包含水解果胶、D-半乳糖醛酸、D-葡萄糖醛酸、或其混合物。5.权利要求1的接种剂，其中所述糖类是包含D-半乳糖醛酸单体的多糖。6.权利要求1的接种剂，其中糖类是包含D-半乳糖醛酸单体的杂多糖，所述D-半乳糖醛酸单体占所述杂多糖所有单体的至少50％。7.权利要求6的接种剂，其中所述杂多糖还包含一种或多种选自D-木糖、D-芹菜糖和L-鼠李糖的单体。8.权利要求1的接种剂，其中所述糖类是包含D-半乳糖醛酸单体或D-葡萄糖醛酸单体的多糖或单糖的异质混合物，并且所述混合物中D-半乳糖醛酸单体和D-葡萄糖醛酸单体的总和占所述混合物总单体的至少50％。9.植物种子，其用权利要求1的接种剂包衣。10.动物饲料，其包含权利要求1的接种剂。11.改善植物生长或植物健康的方法，所述方法包含：(a)用表达果胶代谢相关蛋白的植物促生根际细菌(PGPR)处理植物、种子或土壤和(b)用包含果胶或果胶相关糖类的糖类处理植物、种子或土壤。12.权利要求11的方法，其中用所述PGPR和所述糖类同时处理所述植物、种子或土壤。13.权利要求11的方法，其中首先用所述PGPR处理所述植物、种子或土壤并随后用所述糖类处理所述植物、种子或土壤。14.权利要求11的方法，其中首先用所述糖类处理所述植物、种子或土壤并随后用所述PGPR处理所述植物、种子或土壤。15.权利要求11的方法，其中所述方法通过控制选自线虫和昆虫的土传虫害来改善植物生长或植物健康。16.权利要求11的方法，其中所述方法通过控制选自细菌病害、真菌病害和病毒病害的病害来改善植物生长或植物健康。17.权利要求11的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·R·莱尔斯，约瑟夫·克洛佩尔，
申请(专利权)人：奥本大学，
类型：发明
国别省市：美国,US