改进水稻生长和限制砷摄入的组合物和方法技术

根据本发明专利技术的方法包括：以有效抑制植物病原体感染，特别是稻瘟病感染的量，向植物，特别是向水稻植物、向该植物的种子、或向该植物的周围土壤施用一个或多个水稻根际分离株，从而增加该植物的生物量和/或减少该植物的砷摄入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】根据本专利技术的方法包括：以有效抑制植物病原体感染，特别是稻瘟病感染的量，向植物，特别是向水稻植物、向该植物的种子、或向该植物的周围土壤施用一个或多个水稻根际分离株，从而增加该植物的生物量和/或减少该植物的砷摄入。【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求2010年11月16日提交的申请序列号61/414，108、2010年11月16日提交的申请序列号61/414，258、2010年11月22日提交的申请序列号61/416，043、以及2010年12月7日提交的申请序列号61/420，372的优先权，将它们以其整体通过引用结合在此并用于所有目的。政府支持声明导致所披露专利技术的研究部分地受美国国家科学基金批准号0923806的资助。因此，美国政府在本专利技术中可以具有某些权力。专利
本专利技术总体上涉及分离自水稻根际的微生物对植物病原体具有抗真菌效果、改进植物生长并限制水稻植物摄入砷的用途。专利技术背景对于超过三分之二的世界人口而言，水稻(单子叶植物稻(Oryza sativa)或光稃稻(Oryza glaberrima)的种子)是最重要的主食，提供显著比例的消耗的卡路里。诱导更大比率的水稻生长可以帮助确保正在增长的世界人口对必需原料的更大可得性。稻痕病(稻痕病菌(Magnaporthe oryzae))是造成侵袭水稻以及相关植物的严重疾病的一种植物致病真菌。它每年造成经济上显著的作物损失，占到作物产量估计损失的40%。每个生长季，稻瘟 病破坏足以供给世界各地数百万人口的水稻。由于对大部分世界人口来说，水稻是一种重要的主食，稻瘟病的影响对人类健康和环境具有广泛的影响。水稻短缺直接造成人类饥饿。稻瘟病进一步造成作物损失并且需要使用另外的资源来补偿由疾病造成的降低的产量。仍然存在着对减少稻瘟病的方法以及增加水稻植物生长的方法的巨大需求。水稻以及其他作物的砷污染影响世界多个地区，包括孟加拉国、中国、智利、印度、墨西哥、欧洲以及美国。无机砷是一种经证明的毒素和展示过的致癌物。具体地，在孟加拉国的孟加拉三角洲平原、尤其在砷热点地区生产的水稻积累无机砷，并且它的消费导致该区域人口的大规模群体中毒。严重砷中毒在孟加拉国常见并且导致皮肤损害和神经损伤。长期低水平暴露增加多种癌症的发病率并且导致损形以及复发性腹泻。使得这种情况更恶化的是，土壤中升高的砷浓度是毒害植物的并且可以造成谷粒充盈降低、产量降低以及食物可得性下降。幸运地是，植物已经演化出多种机制来克服生长期间遇到的这些非生物胁迫并且这些固有生存策略可以用来减少砷同化。目前，砷累积减少的水稻品种正在栽培中。此外，正在利用工程学方法来减少土壤内部的砷可得性。尽管这些重要且实质性努力，在这个地区估计5000万人口目前存在致虚弱性砷中毒的风险。对于降低水稻谷粒中砷浓度的可持续农艺学实践持续存在的巨大需求。专利技术概述根据本专利技术，一种用于抑制植物病原体对植物、特别是水稻植物或相关作物(例如，大麦)引起真菌感染的方法包括:与未处理的植物相比，以有效抑制植物病原体感染的量，向该植物、向该植物的种子或向该植物的周围土壤施用一个或多个水稻根际分离株。根据本专利技术的另一种方法包括:与未处理的植物相比，以有效地在植物中产生更高生物量的量，向植物、特别是水稻植物或相关作物(例如，大麦)、向该植物的种子或向该植物的周围土壤施用一个或多个水稻根际分离株。根据本专利技术的另一种方法包括:与未处理的植物相比，以有效地在植物中产生较低浓度砷的量，向植物、向该植物的种子或向该植物的周围土壤施用一个或多个水稻根际分离株。另外的实施例提供了农用载体以及包括一个或多个水稻根际分离株的种子包衣。可以通过任何已知的方法，包括根接种、种子接种或叶接种，用水稻根际分离株接种植物。附图简要说明图1:与未处理的植物相比，如水稻植物(日本晴(Nipponbare))中增加的根和芽长度所证明，根际微生物促进水稻生长和健康，其中这些水稻植物用表1中所示的组合的水稻根际分离株接种。图2:与未处理的植物相比，用表1中所示的组合的水稻根际分离株接种之后，在收获时水稻植物(日本晴)的生物量干重。图3:响应于用表1中所示的水稻根际分离株的混合物接种的水稻(日本晴)中的气孔孔径。处理4周之后观察这些气孔保卫细胞。图4:用水稻根际分离株处理之后体外稻瘟病菌生长的平均直径。`图5:水稻根际分离株对稻瘟病菌叶损害形成的影响。图6:用表1中所示的十个水稻根际分离株的混合物处理的水稻植物中的总铁(Fe)和磷⑵含量。图7:在补充有水稻根际分离株EA106的水稻中的砷耐受性。图8:水稻根部分离株中的砷耐受性。专利技术详细说明本专利技术涉及分离自水稻根际的微生物对植物病原体，特别是稻瘟病(例如，稻瘟病菌)具有抗真菌作用的用途，涉及诱导更大植物生长和所得生物量，并且涉及限制植物，特别是水稻植物摄入砷。通过16S RNA测序，诸位 申请人:从生长在北美洲的健康水稻的水稻根际鉴定到多种变形细菌，并且进一步分离并建立十二种不同根际细菌的培养系并通过脂肪酸分析鉴定它们。诸位 申请人:还使用丰富培养基和基本培养基作为培养技术来培养表1中列出的根际微生物。简言之，将根际样品再悬浮于无碳的基本培养基中以达到0.1g Fff ml/1的浓度。将该悬浮液用来接种96-孔平板内连续10倍稀释物系列，这些96孔平板包含以苯甲酸钠(Ig I/1)作为唯一碳源的基本培养基。在通过标准MPN表(standard MPN table)对生长进行打分和解释之前，将这些平板在增湿的室内空气中、在室温孵育5天。为了表征并区分从水稻根际分离的细菌物种，通过FAME分析存在于细胞的细胞膜和外膜(革兰阴性)脂质中的脂肪酸的类型和比例。为了完成该分析，将单个菌株离体培养，并且提取脂肪酸并用来形成甲酯。通过气相层析法分离这些挥发性衍生物。将这些分级的样品作为峰或“指纹”的一个模式进行测量，其中将该模式与广泛的微生物参比文库比较以便鉴定有机体。这种技术广泛用于细菌物种的表征(包括参比文库中不存在的细菌新种)中，并且用于鉴定致病细菌菌株。表1总结针对十个水稻根际分离株的FAME分析的结果。其余两个分离株的身份未确定。表1【权利要求】1.一种抑制植物病原体对植物引起真菌感染的方法，该方法包括:与未处理的植物相t匕，以有效抑制该植物病原体感染的量，向该植物、向该植物的种子、或向该植物周围的土壤施用一个或多个水稻根际分离株。2.如权利要求1所述的方法，其中该植物是水稻植物并且该真菌病原体是稻瘟病。3.如权利要求2所述的方法，包括向该水稻植物的根部施用一个或多个水稻根际分离株。4.如权利要求2所述的方法，包括在播种之前向该水稻植物的种子施用一个或多个水稻根际分尚株。5.如权利要求3所述的方法，包括以约IxlO7至约IxlO9CFU/植物的量向该水稻植物的根部施用一个或多个水稻根际分尚株。6.如权利要求2所述的方法，其中与未处理的植物相比，该稻瘟病的症状减少约5%至约 100%。7.一种用于在植物中产生更高生物量的方法，该方法包括:与未处理的植物相比，以有效地在该植物中产生更高生物量的量，向该植物、向该植物的种子、或向该植物的周围土壤施用一个或多个水稻根际分离株。8.如权利要求7所述的方法，其中该植物是水稻植物。9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】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H拜斯，DJ谢尔迪尔，E阿尔夫，
申请(专利权)人：德拉华州大学，
类型：
国别省市：