改善植物健康的材料和方法技术

本发明专利技术涉及改善植物健康和/或增加植物产量的领域。具体地说，本发明专利技术涉及防止、限制或减少植物病原性真菌疾病。考虑到这些目标，本发明专利技术提供使用这类材料实现或促进前述任一目标的材料和方法。本发明专利技术也提供用于产生这类植物健康组合物的材料和方法。健康组合物的材料和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改善植物健康的材料和方法
[0001]本专利技术涉及改善植物健康和/或增加植物产量的领域。具体地说，本专利技术涉及防止、限制或减少植物病原性真菌疾病。
[0002]考虑到这些目标，本专利技术提供使用这类材料实现或促进前述任一目标的材料和方法。本专利技术也提供用于产生这类植物健康组合物的材料和方法。
[0003]专利技术背景
[0004]在控制植物病原真菌领域，已知使用生物农药。生物农药通常胜过传统合成性杀真菌剂，原因在于通常认为它们毒性更小，对目标疫病更有特异性，在自然环境下可更快降解并且可以减少常规农药使用，尤其在一体化疫病管理计划中如此。在本专利技术的上下文中，两类生物农药有特殊意义：作为天然存在物质的生物化学农药及其中微生物为活性成分的微生物农药。本专利技术尤其意在促进这类生物农药的产生及改善其功效。
[0005]相比常规农药，生物农药通常生产更昂贵并且因此经济上劣势，尽管它们有生态优势。对控制植物病原真菌，一般已经培养孢子形成性细菌。例如，Ryu等人(Applied Biochemistry and Biotechnology 2019)描述了培养用来产生杀镰孢菌素(fusaricidin)的类芽孢杆菌菌株的培养基和方法。同样地，WO2018183383描述了用于类芽孢杆菌菌株以产生杀镰孢菌素的培养基和培养方法。在这两份公开中，培养培养基或适应于各个细菌菌株并且因此不能通用化于其他杆菌，或它们依赖于昂贵的培养基组分，尤其酵母提取物，这导致相应产生的生物控制剂的价格如此升高，从而它们可能难以同传统合成性杀真菌剂竞争。
[0006]本专利技术想要减少或克服现有技术的前述缺点，与此同时提供基于微生物或衍生自微生物的植物健康促进组合物。具体地说，本专利技术想要提供培养基，所述培养基(1)可用于多种生物控制性微生物和(2)减少对非鼓励性氨基酸源(例如酵母提取物)的需求，和/或(3)尤其增加所述微生物产生抗真菌剂。在这个方面，本专利技术还想要提供基于本专利技术发酵培养基的培养方法。
[0007]专利技术概述
[0008]本专利技术相应地提供用于产生植物健康促进性微生物，优选地抗真菌性微生物的发酵培养基，其包含
[0009]‑
烟酸和生物素，
[0010]其中发酵培养基中烟酸的浓度是至少0.1mg/l、优选地至少2mg/l、更优选地至少5mg/l、更优选地5
‑
100mg/l和更优选地10
‑
100mg/l，并且
[0011]其中发酵培养基中生物素的浓度是至少0.01mg/l、优选地至少0.05mg/l、更优选地0.05
‑
1000mg/l、更优选地至少0.12mg/l、更优选地0.12
‑
1000mg/l，
[0012]和
[0013]‑
甲硫氨酸，
[0014]其中发酵培养基中甲硫氨酸的浓度是至少0.01g/l、优选地至少0.1g/l、更优选地至少0.2g/l、更优选地0.2
‑
3g/l。
[0015]本专利技术进一步提供发酵方法，所述方法包括培养微生物培养物的步骤，所述微生
物培养物包含一种或多种植物健康促进性微生物或由其组成，
[0016]其中本专利技术发酵培养基的内容物在至多72小时的时间范围内提供给培养物。
[0017]本专利技术也提供通过本专利技术发酵方法可获得或获得的植物健康促进组合物。
[0018]另外，本专利技术提供在其表面上包含本专利技术组合物的植物材料、优选地植物繁殖材料。
[0019]本专利技术也提供本专利技术植物健康促进组合物的用途，用于防止、限制或减少植物病原性真菌疾病和/或改善植物健康和/或增加植物产量。
[0020]并且本专利技术提供一种用于防止、限制或减少植物病原性真菌疾病和/或增加植物健康的方法，所述方法包括向植物、其部分或繁殖材料或向植物应在其中生长的土壤施加有效量的本专利技术组合物。
附图说明
[0021]图1显示光密度(OD)对培养基组成的依赖性。烟酸单独增长占据大部分的微生物生物量增长，如OD所佐证。
[0022]图2显示实施例2培养中最终OD的形成依赖于烟酸浓度。随着烟酸浓度升高，实现最大细菌生长。
[0023]图3显示实施例2里所获得的发酵液中总杀镰孢菌素A、B和D的浓度。杀镰孢菌素浓度在较高的烟酸初始浓度升高。在大约10mg/l烟酸时，杀镰孢菌素浓度的升高开始趋稳。
[0024]图4显示最终OD依赖于生物素浓度。在缺少生物素的情况下，抵达最大细菌生长速度的时间明显延迟并且最终生物量浓度降低。
[0025]图5显示48小时发酵后发酵液中杀镰孢菌素的浓度。杀镰孢菌素浓度在初始酵母提取物含量最低且DL
‑
甲硫氨酸初始浓度高的培养基中最高并且在升高的酵母浓度时不进一步升高。
[0026]图6显示光密度的形成依赖于培养基组成。如通过OD增加所示的细菌生长速度在相比完全酵母提取物培养基，包含降低含量的酵母提取物及升高浓度的DL
‑
甲硫氨酸和烟酸的那些培养基中维持。
[0027]图7显示相对于含有酵母提取物的培养基的最大杀镰孢菌素浓度，杀镰孢菌素浓度的形成依赖于培养基组成。杀镰孢菌素浓度在包含降低含量的酵母提取物及升高浓度的DL
‑
甲硫氨酸和烟酸的那些培养基中较高。
[0028]图8显示OD的形成依赖于盐存在。在盐存在下，如依照光密度所示的最大细菌生长延长。
[0029]图9显示杀镰孢菌素浓度的形成依赖于盐存在。与不添加盐的相应培养基相比，在盐存在时杀镰孢菌素浓度升高更快并且抵达更高最大值。
[0030]图10显示氧转移率(OTR)的形成依赖于培养基组成。对糖源浓度归一化时，与现有培养基相比，本专利技术培养基的如依照OTR所示的最大细菌代谢活性最高。
[0031]图11显示杀镰孢菌素浓度(杀镰孢菌素A、B和D总和)的形成依赖于培养基组成。对糖源浓度归一化时，与现有培养基相比，本专利技术的培养基的杀镰孢菌素浓度最高。
[0032]图12显示在不同培养基中培养各种植物健康促进性微生物后无细胞培养物滤液对抗禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)的功效。每种方案中使用相同浓度的碳源。总体
上，对于本专利技术培养基中培养那些生物后获得的滤液的功效改善。
[0033]图13显示在培养类芽胞杆菌(Paenibacilus)后无细胞培养物滤液对抗灰葡萄孢(Botrytis cinerea)的功效。总体上，对于本专利技术培养基中培养后获得的滤液的功效改善。
[0034]图14显示与不同培养基中的野生型祖细胞相比，对18种多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)化学NTG突变体所获得的杀镰孢菌素A、B和D总和的归一化浓度。在NTG化学诱变后，与复合培养基相比，本专利技术的极限培养基中杀镰孢菌素产量在18种受测突变体的15者中显著增加。另外，对于7种突变体，与复合培养基中野生型菌株的杀镰孢菌素产量相比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于产生植物健康促进性微生物，优选地抗真菌性微生物的发酵培养基，包含
‑
烟酸和生物素，其中发酵培养基中烟酸的浓度是至少0.1mg/l、优选地至少2mg/l、更优选地至少5mg/l和更优选地5
‑
100mg/l，和其中发酵培养基中生物素的浓度是至少0.01mg/l、优选地至少0.05mg/l、更优选地0.05
‑
1000mg/l、更优选地至少0.12mg/l、更优选地0.12
‑
1000mg/l，和
‑
甲硫氨酸，其中发酵培养基中甲硫氨酸的浓度是至少0.01g/l、优选地至少0.1g/l、更优选地至少0.2g/l、更优选地0.2
‑
3g/l。2.根据权利要求1所述的发酵培养基，还包含选自以下一者或多者的缓释氨基酸源：
‑
一种或多种选自以下的蛋白质源：玉米浸液、乳蛋白、脱脂乳蛋白、乳清蛋白、酪蛋白、豌豆蛋白、棉籽蛋白、小麦面筋蛋白、猪肉蛋白、牛肉蛋白、明胶、卵蛋白、鱼肉蛋白、微生物蛋白、大豆蛋白和大豆粕，
‑
一种或多种选自以下者的蛋白质水解物源：一种或多种前述蛋白质源的水解物、胰蛋白(来自蛋白质混合物
‑
胰蛋白酶消化物的蛋白胨)、蛋白
‑
蛋白胨、来自酪蛋白的蛋白胨)、来自明胶的蛋白胨、乳清蛋白水解物、肝脏水解物、来自肉的蛋白胨、来自猪心的蛋白胨、来自植物蛋白的蛋白胨、来自蚕豆的蛋白胨、来自玉米的谷蛋白水解物、来自豌豆的蛋白胨、来自马铃薯的蛋白胨、来自大豆的蛋白胨、来自大豆粕的蛋白胨、来自小麦的蛋白胨、来自真菌蛋白的蛋白胨和马铃薯浸出粉，以及
‑
一种或多种选自以下者的非鼓励源：脑提取物，尤其来自猪脑的脑提取物；心脑浸液；心脏提取物，尤其来自牛心脏的心脏提取物；心脏浸出粉，尤其来自牛心脏的心脏浸出粉；肉类提取物；酵母自溶产物和酵母提取物，其中发酵培养基中前述缓释氨基酸源的总浓度是0
‑
100g/l、优选地0.1
‑
100g/l。3.根据权利要求2所述的发酵培养基，其中发酵培养基中酵母提取物和酵母自溶产物的总浓度是0
‑
8g/l、优选地0
‑
3g/l，并且其中特别优选发酵培养基中非鼓励源的总浓度是0
‑
8g/l、优选地0
‑
3g/l。4.根据前述权利要求任一项所述的发酵培养基、还包含选自以下的糖源：葡萄糖、右旋糖、淀粉、果糖、半乳糖、木糖、木糖醇、菊糖、山梨醇、岩藻糖、糖蜜、蔗糖、乳糖、甘油、果胶、半乳糖醛酸、麦芽糖、麦芽糊精、麦芽三糖和高级低聚麦芽糖或麦芽糖糖浆或其混合物，其中前述糖源的总浓度是至少5g/l、优选地至少40g/l、更优选地50
‑
400g/l。5.根据前述权利要求任一项所述的发酵培养基，还包含
‑
MnSO4*H2O：1
‑
1000mg/l、优选地8
‑
100mg/l
‑
SCuSO4*5H2O：0.1
‑
100mg/l、优选地2
‑
8mg/l
‑
Na2MoO4*2H2O：0.1
‑
10mg/l、优选地1
‑
5mg/l
‑
Fe2(SO4)3*H2O：0.8
‑
1000mg/l、优选地5
‑
50mg/l
‑
柠檬酸：0.1
‑
100g/l、优选地0.5
‑
20g/l
‑
Ca(NO3)2*4H2O：0
‑
3g/l、优选地0
‑
1g/l。6.根据前述权利要求任一项所述的发酵培养基，还包含
‑
一种或多种或优选地全部以下氨基酸
组氨酸：至少10mg/l、优选地50
‑
1000mg/l，脯氨酸：至少10mg/l、优选地300
‑
1000mg/l，精氨酸：至少10mg/l、优选地50
‑
1000mg/l，谷氨酸：至少10mg/l、优选地200
‑
5000mg/l，
‑
和任选地一种或多种或优选地全部以下氨基酸半胱氨酸：至少10mg/l、优选地50
‑
1000mg/l、最优选地300
‑
600mg/l色氨酸：至少10mg/l、优选地50
‑
1000mg/l，最优选地200
‑
500mg/l。7.根据前述权利要求任一项所述的发酵培养基，其中
‑
发酵培养基中非鼓励性缓释氨基酸源的浓度是0
‑
3g/l，并且发酵培养基中酵母提取物与酵母自溶产物的浓度是0
‑
3g/l，
‑
发酵培养基中总糖源的浓度是10
‑
100g/l并且糖源优选地包括麦芽糖、麦芽糊精、麦芽三糖和高级低聚麦芽糖或麦芽糖糖浆或由其组成，并且
‑
总缓释氨基酸蛋白质或蛋白质水解物源的浓度是5
‑
100g/l，并且缓释氨基酸源优选地包含大豆粕或其水解物或由其组成。8.一种发酵方法，包括培养微生物培养物的步骤，所述微生物培养物包含一种或多种植物健康促进性微生物或由其组成，其中将根据权利要求1至7中任一项所述发酵培养基的内容物在至多72小时的时间范围内提供给培养物。9.根据权利要求8所述的发酵方法，其中微生物培养物包含一种或多种生物控制性微生物或由其组成，所述生物控制性微生物选自以下分类阶层：
‑
厚壁菌门(Firmicutes)、更优选地芽孢杆菌纲(Bacilli)、更优选地芽孢杆菌目(Bacillales)、更优选地以下任一者：芽孢杆菌科(Bacillaceae)、更优选地芽孢杆菌属(Bacillus)；类芽孢杆菌科(Paenibacillaceae)、更优选地类芽孢杆菌属(Paenibacillus)；
‑
变形菌门(Proteobacteria)、更优选地γ
‑
变形菌纲(Gammaproteobacteria)、更优选地假单胞菌目(Pseudomonadales)、更优选地假单胞菌科(Pseudomonadaceae)、更优选地假单胞菌属(Pseudomonas)；
‑
变形菌门、更优选地β
‑
变形菌纲(Betaproteobacteria)、更优选地伯克氏菌目(Burkholderiales)、更优选地伯克霍尔德菌科(Burkholderiaceae)、更优选地以下任一者：伯克霍尔德菌属(Burkholderia)；副克霍尔德菌属(Paraburkholderia)；
‑
变形菌门、更优选地α
‑
变形菌纲(Alphaproteobacteria)、更优选地根瘤菌目(Rhizobiales)、更优选地以下任一者：根瘤菌科(Rhizobiaceae)、更优选地根瘤菌属(Rhizobium)；慢生根瘤菌科(Bradyrhizobiaceae)、更优选地慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)；根瘤菌科、...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：