【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改善磷酸盐增溶的方法和组合物相关申请的交叉引用本申请要求2018年9月21日提交的美国临时专利申请第62/734,777号的权益，该申请的内容据此整体并入。序列表本申请含有序列表，所述序列表以ASCII格式电子提交并且据此以引用的方式整体并入。所述ASCII副本创建于2019年9月19日，被命名为47736-711_601_SL.txt，并且大小为344,652字节。
技术介绍
植物经由共用的代谢物组与微生物组(microbiome)相联系。特定的作物性状与潜在代谢物组之间的多维关系以具有多个局部最大值的情形(landscape)为特征。出于各种原因(诸如为了对作物优化)，可能期望通过改变微生物组对代谢物组的影响来从较低的局部最大值优化至代表较好性状的另一局部最大值。需要在经济、环境和社会方面可持续的农业和食品生产途径，以满足不断增长的全球人口的需求。联合国食品和农业组织(FoodandAgricultureOrganization)预计，到2050年，粮食总产量必须增长70％，以满足不断增长的人口的需求，这一挑战因许多因素而加剧，所述因素包括淡水资源减少、对可耕种土地的竞争加剧、能源价格上涨、投入成本增加，以及作物可能需要适应更干燥、更炎热和更极端的全球气候的压力。磷是作物生产中的关键营养素。磷通常在农业土壤中很丰富；然而，绝大多数以作物植物不可获得的不溶形式被束缚。在一些土壤中，不溶性有机磷和不溶性无机磷可占土壤总磷的高达90％。
技术实现思路
本公开的一个方面提供了一种通过如下...
【技术保护点】
1.一种工程改造的微生物，其包含与磷酸盐增溶相关的基因的改变，其中所述与磷酸盐增溶相关的基因是所述微生物的原生基因，由此与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物以更大的容量或速率增溶磷酸盐。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
【国外来华专利技术】20180921 US 62/734,7771.一种工程改造的微生物，其包含与磷酸盐增溶相关的基因的改变，其中所述与磷酸盐增溶相关的基因是所述微生物的原生基因，由此与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物以更大的容量或速率增溶磷酸盐。
2.一种工程改造的微生物，其包含与磷酸盐增溶相关的基因的改变，其中所述工程改造的微生物是非属间工程改造的微生物，并且其中与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物以更大的容量或速率增溶磷酸盐。
3.如权利要求1或权利要求2所述的工程改造的微生物，其中所述与磷酸盐增溶相关的基因是非特异性酸性磷酸酶基因。
4.如权利要求3所述的工程改造的微生物，其中所述非特异性酸性磷酸酶基因包括phoC、napA、napD、napE、acpA、appA，或它们的功能变体，或它们的任何组合。
5.如权利要求1或权利要求2所述的工程改造的微生物，其中所述与磷酸盐增溶相关的基因是植酸酶基因。
6.如权利要求5所述的工程改造的微生物，其中所述植酸酶基因是appA、phy，或它们的功能变体，或它们的任何组合。
7.如权利要求1或权利要求2所述的工程改造的微生物，其中所述与磷酸盐增溶相关的基因是葡糖酸生物合成基因。
8.如权利要求7所述的工程改造的微生物，其中所述葡糖酸生物合成基因是pqqA、pqqB、pqqC、pqqD、pqqE、gcd、gabY，或它们的功能变体，或它们的任何组合。
9.如权利要求1或权利要求2所述的工程改造的微生物，其中所述与磷酸盐增溶相关的基因是葡糖酸转运蛋白、葡糖酸脱氢酶、葡萄糖脱氢酶，或它们的功能变体，或它们的任何组合。
10.如权利要求1至9中任一项所述的工程改造的微生物，其中与缺乏所述与磷酸盐增溶相关的基因的所述改变的相同物种的微生物相比，所述工程改造的微生物包含所述与磷酸盐增溶相关的基因的改变表达。
11.如权利要求1至10中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述与磷酸盐增溶相关的基因的改变包括调控元件的插入。
12.如权利要求11所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件是组成型启动子。
13.如权利要求11所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件是诱导型启动子。
14.如权利要求11所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件是组织特异性启动子。
15.如权利要求11所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件来源于与所述工程改造的微生物相同物种的微生物。
16.如权利要求11所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件来源于与所述工程改造的微生物相同属的微生物。
17.如权利要求11所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件来源于与所述工程改造的微生物不同物种的微生物。
18.如权利要求11所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件来源于与所述工程改造的微生物不同属的微生物。
19.如权利要求1至18中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述与磷酸盐相关的基因的改变包括密码子优化。
20.如权利要求1至18中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述与磷酸盐相关的基因的改变包括密码子随机化。
21.如权利要求1至18中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述与磷酸盐相关的基因的改变包括基因功能的降低。
22.如权利要求1至18中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述与磷酸盐相关的基因的改变包括功能丧失突变。
23.如权利要求1至18中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述与磷酸盐相关的基因的改变包括基因缺失。
24.如权利要求1至23中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述工程改造的微生物是工程改造的细菌。
25.如权利要求24所述的工程改造的微生物，其中所述工程改造的细菌选自由以下组成的组：产碱杆菌属某些种、产气气杆菌、无色杆菌属某些种、寡孢马杜拉放线菌、土壤杆菌属某些种、巴西固氮螺菌、芽孢杆菌属某些种、环状芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、梭形芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、嗜几丁质类芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、慢生根瘤菌属某些种、短杆菌属某些种、柠檬酸杆菌属某些种、假单胞菌属某些种、恶臭假单胞菌、条纹假单胞菌、荧光假单胞菌、钙假单胞菌、黄杆菌属某些种、亚硝化单胞菌属某些种、欧文氏菌属某些种、微球菌属某些种、中间型大肠杆菌、阿氏肠杆菌、解磷沙雷氏菌、硝化杆菌属某些种、氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、草木樨根瘤菌和黄单胞菌属某些种。
26.如权利要求1至23中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述工程改造的微生物是工程改造的真菌。
27.如权利要求26所述的工程改造的微生物，其中所述工程改造的真菌选自由以下组成的组：泡盛曲霉、黑曲霉、土曲霉、黄曲霉、构巢曲霉、臭曲霉、文氏曲霉、尖孢镰刀菌、细链格孢、Achrothcium某些种、比莱青霉、指状青霉、淡紫青霉、巴拉吉青霉、绳状青霉、头孢霉属某些种、枝孢霉属某些种、月状弯孢霉、小克银汉霉属某些种、假丝酵母属某些种、球毛壳菌、特异腐质霉、柔毛腐质霉、长蠕孢属某些种、具纺锤形孢子拟青霉、腐霉属某些种、茎点霉属某些种、棘管轮丝葚霉、露湿漆斑菌、被孢霉属某些种、小单孢菌属某些种、树粉孢属某些种、立枯丝核菌、根霉属某些种、毛霉属某些种、绿色木霉、嗜热色串孢、西方许旺酵母，和齐整小核菌。
28.如权利要求1至23中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述工程改造的微生物是工程改造的酵母菌。
29.如权利要求1至23中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述工程改造的微生物是生物控制微生物。
30.如权利要求1至23中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述工程改造的微生物表达细菌毒素。
31.如权利要求1至30中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述工程改造的微生物进一步包含与氮的固定或同化相关的基因的改变，并且其中所述工程改造的微生物以比相同物种的非工程改造的微生物更大的容量或速率排泄出固定的氮。
32.如权利要求1至30中任一项所述的工程改造的微生物，其中所述工程改造的微生物固定氮。
33.一种工程改造的微生物，其包含选自由以下组成的组的基因的改变：非特异性酸性磷酸酶、植酸酶、pqq生物合成基因、葡糖酸转运蛋白、葡糖酸脱氢酶、葡萄糖脱氢酶，或它们的功能变体，或它们的任何组合，其中与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物以更大的容量或速率增溶磷酸盐。
34.如权利要求33所述的工程改造的微生物，其中所述改变包括选自由以下组成的组的基因的改变：phoC、napD、napE、acpA、appA、pqqA、pqqB、pqqC、pqqD、pqqE、gcd，或它们的功能变体，或它们的任何组合。
35.如权利要求34所述的工程改造的微生物，其中所述改变包括所述基因中的一个或多个密码子的密码子优化。
36.如权利要求34所述的工程改造的微生物，其中所述改变包括所述基因中的一个或多个密码子的密码子随机化。
37.如权利要求34所述的工程改造的微生物，其中与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物包含所述基因的表达的改变。
38.如权利要求34所述的工程改造的微生物，其中所述改变包括调控元件的插入。
39.如权利要求38所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件是组成型启动子。
40.如权利要求38所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件是诱导型启动子。
41.如权利要求38所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件是组织特异性启动子。
42.如权利要求38所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件来源于与所述工程改造的微生物相同物种的微生物。
43.如权利要求38所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件来源于与所述工程改造的微生物相同属的微生物。
44.如权利要求38所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件来源于与所述工程改造的微生物不同物种的微生物。
45.如权利要求38所述的工程改造的微生物，其中所述调控元件来源于与所述工程改造的微生物不同属的微生物。
46.一种工程改造的微生物，其包含选自由以下组成的组的基因的改变：pqq基因、gabY、gcd，或它们的功能变体，或它们的任何组合，其中所述改变包括密码子改变，并且其中与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物以更大的容量或速率增溶磷酸盐。
47.如权利要求46所述的工程改造的微生物，其中所述工程改造的微生物在至少约12mM的可溶性磷酸盐存在下增溶磷酸盐。
48.如权利要求46或权利要求47所述的工程改造的微生物，其中所述工程改造的微生物不含有来源于不同属的生物体的任何DNA元件。
49.一种增溶磷酸盐的方法，所述方法包括使不溶性磷酸盐与权利要求1至48中任一项所述的工程改造的微生物接触。
50.一种增加土壤中可溶性磷酸盐的量的方法，所述方法包括使包含不溶性磷酸盐的土壤与权利要求1至48中任一项所述的工程改造的微生物接触。
51.如权利要求49或权利要求50所述的方法，其中所述不溶性磷酸盐是有机磷酸盐。
52.如权利要求49或权利要求50所述的方法，其中所述不溶性磷酸盐是无机磷酸盐。
53.一种产生具有改善的磷酸盐增溶活性的工程改造的微生物的方法，所述方法包括：
a)改变与磷酸盐增溶相关的原生编码序列的密码子使用以产生密码子改变的与磷酸盐增溶相关的编码序列；
b)将所述密码子改变的与磷酸盐增溶相关的编码序列功能性地连接至启动子；以及
c)将所述启动子和所述密码子改变的与磷酸盐增溶相关的编码序列引入到微生物中以产生所述改善的微生物。
54.如权利要求53所述的方法，其中从与所述改善的微生物相同物种的微生物中鉴别出所述原生编码序列。
55.如权利要求53所述的方法，其中改变所述原生编码序列的密码子使用包括密码子随机化。
56.如权利要求53所述的方法，其中改变所述原生编码序列的密码子使用包括密码子优化。
57.如权利要求49至55中任一项所述的方法，其中与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物能够多增溶至少5％的磷酸盐。
58.如权利要求49至55中任一项所述的方法，其中与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物能够多增溶至少10％的磷酸盐。
59.如权利要求49至55中任一项所述的方法，其中与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物能够多增溶至少15％的磷酸盐。
60.如权利要求49至55中任一项所述的方法，其中与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物能够多增溶至少50％的磷酸盐。
61.如权利要求49至55中任一项所述的方法，其中与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物能够多增溶至少90％的磷酸盐。
62.如权利要求57至61中任一项所述的方法，其中通过改良的抗坏血酸方法测量所增溶的磷酸盐的量。
63.一种增加土壤中可溶性磷酸盐的量的方法，所述方法包括使包含不溶性磷酸盐的土壤与工程改造的微生物接触，其中所述工程改造的微生物具有gad基因、gntT基因，或它们的功能变体，或它们的任何组合的功能的降低。
64.如权利要求63所述的方法，其中所述的gad基因、gntT基因，或它们的功能变体，或它们的任何组合的功能的降低是由所述gad基因、所述gntT基因或所述的它们的功能变体或它们的任何组合的缺失引起。
65.如权利要求63或64所述的方法，其中所述gad基因是gad1或gad2。
66.一种工程改造的微生物，其包含选自由phoA、phoC和phoD组成的组的密码子改变的碱性磷酸酶基因，其中与相同物种的非工程改造的微生物相比，所述工程改造的微生物以更大的容量或速率增溶磷酸盐。
67.如权利要求66所述的工程改造的微生物，其中所述密码子改变的碱性磷酸酶基因是经密码子随机化的。
68.如权利要求66所述的工程改造的微生物，其中所述密码子改变的碱性磷酸酶基因是经密码子优化的。
69.一种增加植物中磷的量的方法，所述方法包括使所述植物与工程改造的微生物接触，所述工程改造的微生物包含与磷增溶相关的基因的至少一种遗传变异。
70.如权利要求69所述的方法，其中所述工程改造的微生物是工程改造的非属间微生物。
71.如权利要求70所述的方法，其中使所述植物与工程改造的非属间微生物接触包括将所述工程改造的非属间微生物施加至播种了所述植物的种子的土壤中。
72.如权利要求70或权利要求71所述的方法，其中使所述植物与工程改造的非属间微生物接触包括将所述工程改造的非属间微生物施加至播种了所述植物的种子的犁沟中。
73.如权利要求70所述的方法，其中使所述植物与工程改造的非属间微生物接触包括将所述工程改造的非属间微生物包衣至所述植物的种子上。
74.如权利要求70所述的方法，其中所述植物是选自由以下组成的组的农业作物植物：高粱、坎诺拉油菜、番茄、草莓、大麦、水稻、玉米和小麦。
75.如权利要求70所述的方法，其中所述工程改造的非属间微生物至少定殖于所述植物的根上，使得所述工程改造的非属间微生物以每克组织鲜重至少105个菌落形成单位的量存在于所述植物中。
76.如权利要求70所述的方法，其中所述工程改造的非属间微生物增溶有机磷。
77.如权利要求70所述的方法，其中所述工程改造的非属间微生物增溶无机磷。
78.如权利要求70所述的方法，其中所述工程改造的非属间微生物排泄出磷酸盐增溶产物。
79.工程改造的非属间微生物，其中植物体中的所述工程改造的非属间微生物增溶植物中至少1％的磷。
80.如权利要求79所述的工程改造的非属间微生物，其中所述工程改造的非属间微生物是细菌。
81.如权利要求79所述的工程改造的非属间微生物，其中所述工程改造的非属间微生物是真菌。
技术研发人员：D·希金斯，A·戴维斯理查德森，R·克拉克，S·高特力伯，J·G·洛利甘，S·布洛克，K·特米，A·坦瑟，
申请(专利权)人：皮沃特生物股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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