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用于在植物中诱导挥发性有机化合物生产的包含芽孢杆菌属(bacillus)细菌的接种剂制作方法

  • 专利名称
    用于在植物中诱导挥发性有机化合物生产的包含芽孢杆菌属(bacillus)细菌的接种剂制作方法
  • 发明者
    约瑟夫·W·克洛佩尔, 亨利·Y·法达米洛, 埃斯特·N·英居姆比, 凯特·W·南格尔
  • 公开日
    2014年6月25日
  • 申请日期
    2011年12月12日
  • 优先权日
    2010年12月10日
  • 申请人
    奥本大学
  • 文档编号
    C12R1/07GK103889235SQ201180066750
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种用于植物的接种剂,其包含分离的芽孢杆菌属(Bacillus)细菌和载体,所述接种剂诱导用所述接种剂处理过的植物产生一种或多种挥发性有机化合物(VOC)2.权利要求1的接种剂,其中所述细菌选自解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)、莫哈韦芽抱杆菌(Bacillus mojavensis)、盐土芽抱杆菌(Bacillussoli sal si )、短小芽抱杆菌(Bacillus pumilus)、简单芽抱杆菌(Bacillus simp I ex)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)及其混合物3.权利要求1的接种剂,其中所述细菌是植物根际促生菌(PGPR)4.权利要求1的接种剂,其中所述一种或多种VOC包括选自^-菔烯、0-菔烯、0-月桂烯、乙酸顺_3_己烯酯、朽1橡烯、β -罗勒烯、芳樟醇、(E) -4, 8- 二甲基-1,3, 7-壬二烯、水杨酸甲酯、癸醛、顺-茉莉酮、石竹烯、α -蛇麻烯、β -法呢烯的一种或多种化合物及其混合物5.权利要求1的接种剂,其中所述一种或多种VOC改变暴露于所述一种或多种VOC的昆虫的行为6.权利要求5的接种剂,其中所述昆虫是草食性动物,并且所述一种或多种VOC减少所述昆虫在所述植物上产卵7.权利要求5的接种剂,其中所述昆虫是草食性动物,并且所述一种或多种VOC减少所述昆虫以所述植物为食8.权利要求5的接种剂,其中所述昆虫是肉食性动物或拟寄生物,并且所述一种或多种VOC将所述肉食性动物或所述拟寄生物吸引到所述植物9.权利要求1的接种剂,其中所述细菌的16SrDNA核酸序列包含SEQ ID NO1、SEQID NO2、SEQ ID NO3、SEQ ID NO4、SEQ ID NO5 或 SEQ ID NO610.权利要求1的接种剂,其中所述细菌的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO1具有至少98%的同一性11.权利要求1的接种剂,其中所述细菌的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO2具有至少98%的同一性12.权利要求1的接种剂,其中所述细菌的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO3具有至少91%的同一性13.权利要求1的接种剂,其中所述细菌的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO4具有至少96%的同一性14.权利要求1的接种剂,其中所述细菌的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO5具有至少93%的同一性15.权利要求1的接种剂,其中所述细菌的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO6具有至少93%的同一性16.权利要求1的接种剂,其中所述细菌是解淀粉芽孢杆菌或包含解淀粉芽孢杆菌的混合物17.权利要求16的接种剂,其中所述细菌选自解淀粉芽孢杆菌菌株AP-136、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-188、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-218、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-219和解淀粉芽孢杆菌菌株AP-29518.权利要求1的接种剂,其中所述细菌是莫哈韦芽孢杆菌或包含莫哈韦芽孢杆菌的混合物19.权利要求18的接种剂,其中所述细菌是莫哈韦芽孢杆菌菌株AP-20920.权利要求1的接种剂,其中所述细菌是盐土芽孢杆菌或包含盐土芽孢杆菌的混合物21.权利要求20的接种剂,其中所述细菌是盐土芽孢杆菌菌株AP-21722.权利要求1的接种剂,其中所述细菌是短小芽孢杆菌或包含短小芽孢杆菌的混合物23.权利要求22的接种剂,其中所述细菌是短小芽孢杆菌菌株INR-724.权利要求1的接种剂,其中所述细菌是简单芽孢杆菌或包含简单芽孢杆菌的混合物25.权利要求1的接种剂,其中所述细菌是简单芽孢杆菌菌株ABU28826.权利要求1的接种剂,其中所述细菌是枯草芽孢杆菌菌株MBI60027.权利要求1的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌包含芽孢杆菌属菌种的混合物28.权利要求1的接种剂,其还包含植物激素、抗微生物化合物或两者29.权利要求28的接种剂 ,其中所述植物激素选自3-羟基丁酮、2,3-丁二醇和吲哚乙酸,并且所述抗微生物化合物选自苯乙醇和4-羟基苯甲酸盐30.一种改变昆虫对植物的行为的方法,所述方法包括向植物、植物的种子或植物周围的土壤施用权利要求1的接种剂31.权利要求30的方法,其中所述昆虫是草食性动物,并且所述方法减少所述昆虫在所述植物上产卵32.权利要求30的方法,其中所述昆虫是草食性动物,并且所述方法减少所述昆虫以所述植物为食33.权利要求30的方法,其中所述昆虫是肉食性动物或拟寄生物,并且所述方法将所述肉食性动物或拟寄生物吸引到所述植物34.权利要求30的方法,其中所述植物选自苜蓿、水稻、大麦、黑麦、棉花、向日葵、花生、玉米、马铃薯、甘薯、菜豆、豌豆、小扁豆、菊苣、生菜、苦苣、卷心菜、抱子甘蓝、甜菜、欧洲防风草、芜菁、花椰菜、西兰花、芜菁、小萝卜、菠菜、洋葱、大蒜、茄子辣椒、芹菜、胡萝卜、南瓜、倭瓜、西葫芦、黄瓜、苹果、梨、甜瓜、柑橘、草莓、葡萄、覆盆子、菠萝、大豆、低芥酸油菜、油菜、春小麦、冬小麦、烟草、番茄 、高粱和甘蔗
  • 技术领域
    [0001]本发明的主题内容涉及植物根际促生菌(PGPR)的领域具体来说,本发明的主题内容涉及PGPR,其诱导用所述细菌处理过的植物产生挥发性有机化合物
  • 专利摘要
    本发明公开了接种剂,其包含芽孢杆菌属(Bacillus)细菌,并诱导用所述接种剂处理过的植物产生挥发性有机化合物(VOC)。
  • 专利说明
    用于在植物中诱导挥发性有机化合物生产的包含芽孢杆菌属(BACILLUS)细菌的接种剂
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
用于在植物中诱导挥发性有机化合物生产的包含芽孢杆菌属(bacillus)细菌的接种剂的制作方法[0002]事实上,植物中挥发性有机化合物(VOC)的诱导尚未经过调查,尽管有证据表明植物挥发性物质的诱导依赖于生物性因素例如植物激素(de Bruxelles和Roberts,2001 ;Ament等,2004)、草食性动物来源的激发子(Spiteller和Boland,2003)和伴生微生物包括病原体(Preston等,1999 ;Cardoza等,2002)以及非生物性因素例如创伤(Mithofer等,2005)、重金属(Mithofer等,2004)以及温度和光(Takabayashi等,1994)的相互作用。植物根际促生菌(PGPR)代表了一大类移生根部的细菌,其应用通常与提高植物生长速度(Kloepper, 1992 ;Zehnder 等,1997)、抑制土壤病原体(Schippers 等,1987)和诱导针对昆虫害虫的系统抗性(Klo印per等,1999 ;Ryu等,2004)相关。考虑到在世界上的某些地区PGPR正被越来越多地应用于几种大田作物的生产(Backman等,1997 ;Cleyet_Marcel等,2001),对植物中VOC的诱导和PGPR是否能够影响植物中VOC的产生的研究之缺乏是令人吃惊的。Backman等(1997)报道了 60-75%的美国棉花作物用PGPR产品Kodkk?进行处理,这是一种用于抑制镰刀菌属(Fusarium)和丝核菌属(Rhizoctonia) 土壤病原体的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)产品。在该文献中,研究了 PGPR对棉花挥发性物质的诱导的潜在影响以及吸引棉花草食性动物和它们的拟寄生物的结果。令人吃惊的是,观察到PGPR以重要影响力引起植物VOC的变化。关于PGPR对植物挥发性物质诱导和昆虫-植物相互作用的影响的知识,可能有助于提高PGPR产品的采用率和更好产品的开发,并且也有助于减轻这些产品的潜在负面影响。[0003]发明概述[0004]本发明公开了分离的植物根际促生菌(PGPR)及其接种剂,其诱导用所述PGPR处理过的植物产生一种或多种挥发性有机化合物(VOC)。适合的PGPR可以包括芽孢杆菌属菌种。[0005]所述由植物产生的VOC可以包括但不限于选自α -菔烯、β -菔烯、β -月桂烯、乙酸顺-3-己烯酯、柠檬烯、罗勒烯、芳樟醇、(Ε)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、水杨酸甲酯、癸醛、顺-茉莉酮、石 竹烯、α -蛇麻烯、β -法呢烯的化合物及其混合物。由PGPR处理过的植物产生的VOC优选改变暴露于所述VOC的昆虫的行为。在某些实施方式中,所述昆虫是草食性动物,并且所述VOC减少所述昆虫在植物上产卵或昆虫以植物为食。在其他实施方式中,所述昆虫是肉食性动物或拟寄生物,并且所述VOC将所述肉食性动物或拟寄生物吸引到植物。[0006]PGPR可以是细菌的单一菌株、菌种或菌属,或者可以包含多种菌株、菌种或菌属的混合物。例如,PGPR可以选自包括但不限于下列的属:放线菌属(Actinobacter),产碱杆菌属(Alcaligenes),芽孢杆菌属,伯克氏菌属(Burkholderia),布丘氏菌属(Buttiauxella),肠杆菌属(Enterobacter),克雷伯氏菌属(Klebsiella),克鲁维菌属(Kluyvera),假单胞菌属(Pseudomonas),拉恩氏菌属(Rahnella),罗尔斯通菌属(Ralstonia),根瘤菌属(Rhizobium),沙雷氏菌属(Serratia),寡养食单胞菌属(Stenotrophomonas),类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和赖氨酸芽孢杆菌属(LysinibaciIIus)ο[0007]所述PGPR可以包括芽孢杆菌属细菌。所述芽孢杆菌属细菌可以具有包含SEQID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3 或 SEQ ID NO: 4 的 16S rDNA 核酸序列,或者可以包含与 SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:4 和 SEQ ID NO:5 中的一个或多个具有至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的序列同一性的16S rDNA核酸序列。具体的芽孢杆菌属细菌可以包括解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)(例如解淀粉芽孢杆菌菌株AP-136,其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50614 下保藏于美国农业部(United States Department of Agriculture);例如解淀粉芽孢杆菌菌株AP-188,其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50615下保藏于美国农业部;解淀粉芽孢杆菌菌株AP-218,其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50618下保藏于美国农业部;解淀粉芽孢杆菌菌株AP-219,其于2011年12月2日在登记号NRRLB-50619下保藏于美国农业部;以及解淀粉芽孢杆菌菌株AP-295,其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50620下保藏于美国农业部);莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)(例如莫哈韦芽孢杆菌菌株AP-209,其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50616下保藏于美国农业部);盐土芽孢杆菌(例如盐土芽孢杆菌菌株AP-217,其于2011年12月2日在登记号NRRL B-50617下保藏于美国农业部);短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)(例如短小芽孢杆菌菌株INR-7(也被称为BU F-22,其于2008年7月23日在登记号NRRL B-50153下保藏于美国农业部;以及 BU-F33,其于2008年10月15日在登记号NRRL B-50185下保藏于美国农业部));简单芽孢杆菌(Bacillus simplex)(例如简单芽孢杆菌菌株ABU288,其于2010年I月19日在登记号NRRL B-50340下保藏于美国农业部);以及枯草芽孢杆菌(枯草芽孢杆菌菌株MBI600,其于2011年11月10日在登记号NRRL B-50595下保藏于美国农业部),及其混合物或掺混物。[0008]还公开了包含本文公开的PGPR并任选包含载体的接种剂。所述接种剂可以包含其他活性成分,例如植物激素(如3-羟基丁酮、2,3-丁二醇和吲哚乙酸)以及抗微生物化合物(如苯乙醇和4-羟基苯甲酸盐)。
[0009]可将所公开的PGPR及其接种剂用在改变昆虫对植物的行为的方法中。在某些实施方式中,所述方法包括向植物、植物的种子、块茎或根状茎或植物周围的土壤或环境施用包含所述PGPR的接种剂。所述方法可以减少草食性动物在植物上产卵或以所述植物为食,和/或可以将肉食性动物或拟寄生物吸引到植物。适用于所述方法的植物包括但不限于苜蓿、水稻、大麦、黑麦、棉花、向日葵、花生、玉米、马铃薯、甘薯、菜豆、豌豆、小扁豆菊苣、生菜、苦苣、卷心菜、抱子甘蓝、甜菜、欧洲防风草、芜菁、花椰菜、西兰花、芜菁、小萝卜、菠菜、洋葱、大蒜、爺子辣椒、疗菜、胡萝卜、南瓜(squash)、倭瓜(pumpkin)、西葫芦、黄瓜、苹果、梨、甜瓜、柑橘、草莓、葡萄、覆盆子、菠萝、大豆、低芥酸油菜、油菜、春小麦、冬小麦、烟草、番茄、高粱和甘蔗。[0010]附图简述
[0011]图1.未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株INR-7、PGPR掺混物8,或PGPR掺混物9处理的棉花植物相比,顶部空间挥发物的色谱图。鉴定到的化合物:(1) α-菔烯;(2) β-菔烯;(3) β-月桂烯;(4)乙酸顺-3-己烯酯;(5)柠檬烯;(6) β-罗勒烯;(7)芳樟醇;(8)未知;(9)石竹烯;(10) α-蛇麻烯;(11) β-法呢烯。
[0012]图2.从未处理的未被毛虫侵袭的(对照I)棉花植物、未处理的被毛虫侵袭的(对照2)棉花植物、PGPR掺混物9处理的未被毛虫侵袭的棉花植物和PGPR掺混物9处理的被毛虫侵袭的棉花植物收集到的顶部空间挥发物的色谱图。鉴定到的化合物:(I)顺式-3-己烯醛;(2)反式-2-己烯醛;(3)顺式-3-己烯-1-醇;(4)反式-2-己烯-1-醇;(5) α -菔烯;(6)β-菔烯;(7)月桂烯;(8)乙酸顺-3-己烯酯;(9)乙酸反-2-己烯酯;(10)柠檬烯;
(11)β-罗勒烯;(12)芳樟醇;(13)未知;(14) (E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯;(15)丁酸顺-3-己烯酯;(16) 丁酸反-2-己烯酯;(17)正癸醛;(18) 2-甲基丁酸顺-3-己烯酯;
(19)2-甲基丁酸反-2-己烯酯;(20)吲哚;(21)惕各酸异丁酯;(22)惕各酸(E)-2-己烯酯;(23)顺-茉莉酮;(24)石竹烯;(25) α -反式香柑油烯;(26) α -法呢烯;(27) α -蛇麻烯;(28) β -法呢烯。
[0013]图3.未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株INR-7、PGPR掺混物8或PGPR掺混物9处理的棉花植物相比的根表面积(cm2)。用不同字母指示的平均值具有 显著差异(P〈0.05,ANOVA, Tukey-Kramer HSD 多重比较检验,n=8)。
[0014]图4.未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株INR-7、PGPR掺混物8或PGPR掺混物9处理的棉花植物相比的根体积(cm3)。用不同字母指示的平均值具有显著差异(P〈0.05,ANOVA, Tukey-Kramer HSD 多重比较检验,n=8)。
[0015]图5.未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株INR-7、PGPR掺混物8或PGPR掺混物9处理的棉花植物相比的根干重(g)。用不同字母指示的平均值具有显著差异(P〈0.05,ANOVA, Tukey-Kramer HSD 多重比较检验,n=8)。
[0016]图6.在四选嗅觉计中无经验的雌性红足侧沟苗蜂(M.croceipes)对未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株INR-7、PGPR掺混物9处理的棉花植物或空白对照(空仓室)的反应的比较。每天试验32只拟寄生物并重复5次。用不同字母指示的平均值具有显著差异(Ρ〈0.05,ANOVA, Tukey-Kramer HSD 多重比较检验,η=5)。
[0017]图7.在四选嗅觉计中无经验的雌性红足侧沟茧蜂对未处理的被侵袭的(对照)棉花植物与用PGPR掺混物9处理的被侵袭的、用PGPR掺混物9处理的未被侵袭的棉花植物或空白对照(空仓室)的反应的比较。用30只烟芽夜蛾(H.virescens)毛虫对植物进行侵袭。每天试验32只拟寄生物并重复4次。用不同字母指示的平均值具有显著差异(Ρ〈0.05,ANOVA, Tukey-Kramer HSD 多重比较检验,η=4)。
[0018]图8.在四选嗅觉计中无经验的雌性红足侧沟茧蜂对未处理的被侵袭的(对照)棉花植物与用PGPR掺混物9处理的被侵袭的、用PGPR掺混物9处理的未被侵袭的棉花植物或空白对照(空仓室)的反应的比较。用2只烟芽夜蛾毛虫对植物进行侵袭。每天试验32只拟寄生物并重复4次。用不同字母指示的平均值具有显著差异(P〈0.05, ANOVA, Tukey-KramerHSD多重比较检验,η=4)。
[0019]图9.PGPR对产卵批次数(A)和产卵总数(B)的影响。[0020]图10.未处理的(对照)棉花植物与用PGPR菌株MBI600或PGPR菌株ABU288处理的棉花植物相比,顶部空间挥发物的色谱图。箭头表示在PGPR处理过的植物中检测到但是在未处理的(对照)植物中没有检测到的挥发物峰。
[0021]详细描述
[0022]下面进一步描述本公开的主题内容。
[0023]除非另有说明或通过上下文指明,否则没有具体数量的指称是指“一个或多个”。例如,除非另有说明或通过上下文指明,否则“肽”应该被解释为“一种或多种肽”。
[0024]当在本文中使用时,“约”、“大约”、“基本上”和“显著地”将为本领域的普通技术人员所理解,并且根据它们所使用的上下文可以有一定程度的差异。如果所述术语的使用使本领域的普通技术人员不能根据它所使用的上下文做出清楚理解时,“约”和“大约”将意味着特定项加上或减去< 10%,“基本上”和“显著地”将意味着特定项加上或减去>10%。
[0025]当在本文中使用时,术语“包括”与术语“包含”具有相同意义。
[0026]本文中使用的术语“植物”应该被宽泛地解释,并可以包括被子植物和裸子植物、双子叶植物和单子叶植物以及乔木。双子叶被子植物的实例可以包括但不限于番茄、烟草、棉花、油菜籽,蚕豆、大豆、胡椒、生菜、豌豆、苜蓿、三叶草、卷心菜、西兰花、花椰菜、抱子甘蓝、小萝卜、胡萝卜、甜菜、茄子、菠菜、黄瓜、南瓜、甜瓜、哈密瓜和向日葵。单子叶被子植物的实例可以包括但不限于芦笋、饲料玉米和甜玉米、大麦、小麦、水稻、高粱、洋葱、珍珠粟、黑麦、燕麦和甘鹿O木本植物可以包括但不限于果树、金合欢、棺木、山杨、榉木、桦木、香枫、美国梧桐、白杨、柳树、冷杉、松树、云杉、落叶松、雪松、铁杉。
[0027]术语“植物根际促生菌”或“PGPR”是指移生在植物根部并同时促进植物生长和/或减少疾病或来自于肉食性动物的损伤的一类细菌。作为PGPR的细菌可以属于包括但不限于下列的属:放线菌属(Actinobacter),产碱杆菌属(Alcaligenes),芽孢杆菌属,伯克氏菌属(Burkholderia),布丘氏菌属(Buttiauxella),肠杆菌属(Enterobacter),克雷伯氏菌属(Klebsiella),克鲁维菌属(Kluy vera),假单胞菌属(Pseudomonas),拉恩氏菌属(Rahnella),罗尔斯通菌属(Ralstonia),根瘤菌属(Rhizobium),沙雷氏菌属(Serratia),寡养食单胞菌属(Stenotrophomonas),类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)。
[0028]术语“挥发性有机化合物”或“V0C”是指在环境条件下一般为气态的有机化合物。当在本文中使用时,VOC可以包括但不限于α-菔烯、β-菔烯、β-月桂烯、乙酸顺-3-己烯酯、柠檬烯、罗勒烯、芳樟醇、(Ε)_4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、水杨酸甲酯、癸醛、顺-茉莉酮、石竹烯、α -蛇麻烯、β -法呢烯及其混合物。正如在本文中所公开的,已鉴定到诱导植物发出VOC的PGPR。
[0029]本文公开的PGPR可以被配制成用于植物的接种剂。术语“接种剂”是指包括PGPR的分离培养物并任选包括载体的制剂,所述载体可以包括生物可接受的介质。
[0030]本文公开的PGPR可以是分离的或基本上纯化的。术语“分离的”或“基本上纯化的”是指PGPR已经从天然环境中取出并已被分离或分开,并且至少60%不含、优选地至少75%不含、更优选地至少90%不含、甚至更优选地至少95%不含、并且最优选至少100%不含与它们天然相伴的其他组分。“分离培 养物”是指PGPR的培养物不包含显著量的其他材料,例如在其中生长PGPR和/或一般 可以从其获得PGPR的土壤中通常存在的其他材料。“分离培养物”可以是不包含其量足以干扰“分离培养物”的复制的任何其他生物、微生物和/或细菌物种的培养物。可以将PGPR的分离培养物合并以制备PGPR的混合培养物。
[0031]当在本文中使用时,芽孢杆菌属是指一类革兰氏阳性的杆状细菌,其是厚壁菌门(Firmicutes)的成员。在胁迫性环境条件下,芽孢杆菌属细菌产生椭圆形内生孢子,其可以长时间保持休眠状态。芽孢杆菌属细菌可以根据它们的16S rRNA或其片段的核苷酸序列(例如 16S rRNA 或 rDNA 核苷酸序列的约 lOOOnt、llOOnt、1200nt、1300nt、1400nt、或1500nt的片段)来表征或鉴定。芽孢杆菌属细菌可以包括但不限于酸快生芽孢杆菌(B.acidiceler)、酸居芽抱杆菌(B.acidicola)、产酸芽抱杆菌(B.acidiproducens)、B.aeolius、空气芽孢杆菌(B.aerius)、嗜气芽孢杆菌(B.aerophilus)、黏琼脂芽孢杆菌(B.agaradhaerens)、艾丁湖芽孢杆菌(B.aidingensis)、秋叶氏芽孢杆菌(B.akibai)、嗜碱芽孢杆菌(B.alcalophilus)、藻居芽孢杆菌(B.algicola)、B.alkalinitrilicus、B.alkalisediminis、减土芽抱杆菌(B.alkalitelluris)、高地芽孢杆菌(B.altitudinis)、香鱼海槽芽孢杆菌(B.alveayuensis)、解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)λ 炭疽芽抱杆菌(B.anthracis)、海水芽抱杆菌(B.aquimaris)、砷芽抱杆菌(B.arsenicus)、B.aryabhatta1、风井氏芽抱杆菌(B.asahii)、深褐芽抱杆菌(B.atrophaeus)、金禮色芽抱杆菌(B.aurantiacus)、产氮芽抱杆菌(B.azotoformans)、栗褐芽孢杆菌(B.badius)、罕见芽孢杆菌(B.barbaricus)、巴达维亚芽孢杆菌(B.bataviensis)、北京芽抱杆菌(B.bei jingensis)、食苯芽抱杆菌(B.benzoevorans)、B.beveridge1、博戈里亚芽孢杆菌(B.bogoriensis)、嗜硼芽孢杆菌(B.boroniphilus)、食丁酸芽抱杆菌(B.butanolivorans)λ B.canaveralius、嗜碳芽抱杆菌(B.carboniphilus)、科研中心芽抱杆菌(B.cecembensis)、解纤维芽抱杆菌(B.ceIlulosiIyticus)、錯样芽孢杆菌(B.cereus)、恰甘诺湖芽孢杆菌(B.chagannorensis)、长安芽孢杆菌(B.chungangensis)、食物芽孢杆菌(B.cibi)、环状芽孢杆菌(B.circulans)、克氏芽孢杆菌(B.claridi)、克劳氏芽孢杆菌(B.clausii)、凝结芽孢杆菌(B.coagulans)、考卉那芽抱杆菌(B.coahuilensis)、科氏芽抱杆菌(B.cohnii)、腐叶芽抱杆菌(B.decisifrondis)、脱色芽孢杆菌(B.decolorationis)、钻特省芽孢杆菌(B.drentensis)、混料芽孢杆菌(B.farraginis)、苛求芽抱杆菌(B.fastidiosus)、坚强芽抱杆菌(B.f irmus)、弯曲芽孢杆菌(B.flexus)、小孔芽孢杆菌(B.foraminis)、福氏芽孢杆菌(B.fordii)、强壮芽孢杆菌(B.fortis)、气孔芽孢杆菌(B.fumarioli)、绳索状芽孢杆菌(B.funiculus)、解半乳糖苷芽孢杆菌(B.galactosidilyticus)、B.galliciensis、明胶芽孢杆菌(B.gelatini)、吉氏芽孢杆菌(B.gibsonii)、人参芽孢杆菌(B.ginsengi)、人参土芽孢杆菌(B.ginsengihumi)、B.graminis、盐敏芽抱杆菌(B.halmapalus)、B.halochares、耐盐芽孢杆菌(B.halodurans)、解半纤维素芽孢杆菌(B.hemicellulosiIyticus)、黑布施泰因芽抱杆菌(B.herbertsteinensis)、崛越氏芽抱杆菌(B.horikoshi )、B.horneckiae、花园芽孢杆菌(B.horti)、土地芽孢杆菌(B.humi)、花津滩芽孢杆菌(B.hwajinpoensis)、病研所芽孢杆菌(B.1driensis)、印度芽孢杆菌(B.1ndicus)、婴儿芽孢杆菌(B.1nfantis)、深层芽孢杆菌(B.1nfernus)、伊氏芽孢杆菌(B.1sabeliae)、B.1sronensis、咸海鲜芽孢杆菌(B.jeotgali),韩国芽孢杆菌(B.koreensis)、B.korlensis、韩研所芽孢杆菌(B.kribbensis)、克鲁氏芽抱杆菌(B.krulwichiae)、列城芽抱杆菌(B.1ehensis)、迟缓芽孢杆菌(B.lentus)、地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)、岸滨芽孢杆菌(B.litoralis)、B.1ocisalis、坎德玛斯岛芽抱杆菌(B.1uciferensis)、B.1uteoIus、澳门芽抱杆菌(B.macauensis)、马氏芽抱杆菌(B.macyae)、解甘露糖醇芽抱杆菌(B.mannanilyticus)、黄海芽抱杆菌(B.marisf Iavi )、B.marmarensis、马赛芽抱杆菌(B.massiliensis)、巨兽芽孢杆菌(B.megaterium)、甲醇芽孢杆菌(B.methanol icus)、甲基营养型芽孢杆菌(B.methylotrophicus)、莫哈韦芽孢杆菌、壁芽孢杆菌(B.mural is )Λ马丁教堂芽孢杆菌(B.murimartini)、蕈状芽抱杆菌(B.mycoides)、B.nanhaiensis、B.nanhaiisediminis、尼氏芽抱杆菌(B.nealsonii)、B.neizhouensis、农研所芽抱杆菌(B.niabensis)、烟酸芽抱杆菌(B.niacini)、休闲地芽抱杆菌(B.novalis)、B.0ceanisediminis、奥德赛芽孢杆菌(B.0dysseyi)、奥哈芽孢杆菌(B.0khensis)、奥飞蝉温泉芽孢杆菌(B.0kuhidensis)、蔬菜芽抱杆菌(B.0leronius)、大岛芽抱杆菌(B.0shimensis)、人参地块芽孢杆菌(B.panaciterrae)、巴塔哥尼亚芽孢杆菌(B.patagoniensis)、B.persepolensis、海绵芽抱杆菌(B.plakortidis)、抱川芽抱杆菌(B.pocheonensis)、蓼属植物芽孢杆菌(B.polygoni)、假嗜碱芽孢杆菌(B.pseudoalcaliphilus)、假坚强芽孢杆菌(B.pseudofirmus)、假真菌样芽孢杆菌(B.pseudomycoides)、冷解糖芽孢杆菌(B.psychrosaccharoIyticus)、短小芽抱杆菌、青岛芽抱杆菌(B.qingdaonensis)、B.rigu1、农庄芽孢杆菌(B.ruris)、沙福芽孢杆菌(B.safensis)、盐芽孢杆菌(B.salarius)、喜盐芽孢杆菌(B.saliphilus)、施氏芽孢杆菌(B.schlegelii)、砸砷芽抱杆菌(B.selenatarsenatis)、还原砸酸盐芽抱杆菌(B.selenitireducens)、西 岸芽抱杆菌(B.seohaeanensis)、沙氏芽抱杆菌(B.shackletonii)、B.siamensis、简单芽孢杆菌、青贮窖芽孢杆菌(B.siralis)、史氏芽孢杆菌(B.smithii)、土壤芽孢杆菌(B.soli)、B.solisals1、索诺拉沙漠芽孢杆菌(B.sonorensis)、耐热芽孢芽孢杆菌(B.sporothermodurans)Λ平流层芽抱杆菌(B.stratosphericus)、地下芽抱杆菌(B.subterraneus)、枯草芽孢杆菌、大安芽孢杆菌(B.taeansis)、特基拉芽孢杆菌(B.tequilensis)、热南极芽孢杆菌(B.thermantarcticus)、热嗷淀粉芽孢杆菌(B.thermoamylovorans)、热阴沟芽抱杆菌(B.thermocloacae)、B.thermolactis、产硫芽抱杆菌(B.thioparans)、苏云金芽抱杆菌(B.thuringiensis)、B.tripoxylicola、多斯加尼芽孢杆菌(B.tusciae)、死谷芽孢杆菌(B.vallismortis)、威氏芽孢杆菌(B.vedderi)、越南芽孢杆菌(B.vietnamensis)、原野芽孢杆菌(B.vireti)、和光芽孢杆菌(B.wakoensis)、韦施泰凡芽孢杆菌(B.weihenstephanensis)、B.xiaoxiensis,及其混合物或掺混物。
[0032]本文公开的PGPR及其接种剂可以包含解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)或与解淀粉芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。解淀粉芽孢杆菌菌株Chill1-ι的16S核糖体ri)NA的部分序列(GenBank登记号HQ021420.1)在本文中提供为SEQ ID N0:1。与解淀粉芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为:具有包含SEQ ID NO:1的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO:1具有至少约98%或99%的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。
[0033]本文公开的PGPR及其接种剂可以包含莫哈韦芽孢杆菌或与莫哈韦芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。莫哈韦芽孢杆菌菌株NBSL51的16S核糖体ri)NA的部分序列(GenBank登记号JN624928.1)在本文中提供为SEQ ID NO:2。与莫哈韦芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为:具有包含SEQ ID NO:2的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO:2具有至少约98%或99%的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。
[0034]本文公开的PGPR及其接种剂可以包含盐土芽孢杆菌或与盐土芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。盐土芽孢杆菌菌株YCl的16S核糖体rDNA的部分序列(GenBank登记号NR_044387)在本文中提供为SEQ ID NO:3。与盐土芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为:具有包含SEQ ID NO:3的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO:3具有至少约91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98% 或 99% 的序列同一性的 16S rDNA 序列的菌种。
[0035]本文公开的PGPR及其接种剂可以包含短小芽孢杆菌或与短小芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。短小芽孢杆菌菌株TUBl的16S核糖体rDNA的部分序列(GenBank登记号HE613653.1)在本文中提供为SEQ ID NO:4。与短小芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为:具有包含SEQ ID NO:4的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO:4具有至少约96%、97%、98%或99%的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。
[0036]本文公开的PGPR及其接种剂可以包含简单芽孢杆菌或与简单芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。简单芽孢杆菌菌株NH.259的16S核糖体rDNA的部分序列(GenBank登记号EU627171.1)在本文中提供为SEQ ID NO:5。与简单芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为:具有包含SEQ ID NO:5的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO:5具有至少约93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。
[0037]本文公开的PGPR及其接种剂可以包含枯草芽孢杆菌或与枯草芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。枯草芽孢杆菌菌株NH.259的16S核糖体rDNA的部分序列(GenBank登记号EU627171.1)在本文中提供为SEQ ID NO:6。与枯草芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为:具有包含SEQ ID NO:5的16S rDNA序列、或者包含与SEQ ID NO:6具有至少约98%或99%的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。
[0038]在本文公开的包含芽孢杆菌属细菌的接种剂的某些实施方式中,芽孢杆菌属菌种不是枯草芽孢杆菌,并且不是与枯草芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种。不与枯草芽孢杆菌近缘的芽孢杆菌属菌种可以被定义为:具有与SEQ ID NO:5具有不超过99%、98%、97%、96%、95%、94%、93%、92%或91%的序列同一性的16S rDNA序列的菌种。
[0039]“序列同一性百分率”,可以使用可在国家生物技术信息中心(National Centerfor Biotechnology Information)(NCBI)网站获得的基本局部比对搜索工具(Basic LocalAlignment Search Tool) (BLAST),通过将两个相等长度的序列比对来确定(即“bl2seq”,
其描述在 Tatiana A.Tatusova, Thomas L.Madden (1999), “两个序列的 Blast-用于比
较蛋白质和核苷酸序列的新工具”(Blast2sequences_a new tool for comparing proteinand nucleotidesequences), FEMS Microbiol Lett.174:247-250,在此以其全文引为参考)。例如,SEQ ID NO:1与SEQ ID NO:5之间的序列同一性百分率,可以使用在NCBI网站提供的在线BLAST软件,通过将这两个序列进行比对来确定。
[0040] 两个脱氧核糖核苷酸序列之间的“序列同一性百分率”,也可以使用Kimura双参数距离模型来确定,所述模型对多次命中进行校正,考虑到了转换和颠换取代率,同时假设四种核苷酸的频率相同并且位点之间的取代率没有差别(Nei和Kumar,2000),该模型在MEGA4 (Tamura K, Dudley J, Nei M&Kumar S (2007) “MEGA4:分子进化遗传学分析(MEGA)软件 4.0 版”(MEGA4:Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) softwareversion4.0.),Molecular Biology and Evolution24:1596-1599)、优选为 4.0.2或更晚的版本中实施。空位开放罚分和空位延伸罚分分别被设定在15和6.66。末端空位不罚分。延迟趋异序列切换被设定在30。转变权重分值为35被设为0.5,作为完全错配与匹配对分值之间的平衡。所使用的DNA权重矩阵是IUB计分矩阵,其中X和η匹配于任何IUB歧义符号,全部匹配分值为1.9,全部错配分值为O。
[0041]当在本文中使用时,“掺混物8”是指包括解淀粉芽孢杆菌菌株ΑΡ-188、莫哈韦芽孢杆菌菌株ΑΡ-209、盐土芽孢杆菌菌株ΑΡ-217和解淀粉芽孢杆菌菌株ΑΡ-218的芽孢杆菌属细菌的混合物(参见表1)。当在本文中使用时,“掺混物9”是指包括解淀粉芽孢杆菌菌株ΑΡ-136、莫哈韦芽孢杆菌菌株ΑΡ-188、盐土芽孢杆菌菌株ΑΡ-219和解淀粉芽孢杆菌菌株ΑΡ-295的芽孢杆菌属细菌的混合物。
[0042]本文公开的PGPR可用于处理植物并在处理过的植物中诱导VOC生产。例如,本文公开的PGPR可以配制成用于处理植物的接种剂。本文中设想的处理方法可以包括直接处理植物,包括直接处理植物的叶、茎或根。本文设想的处理方法可以包括例如在种植种子之前处理植物的种子以产生处理过的植物。本文设想的方法还可以包括间接处理植物,例如通过处理植物周围的土壤或环境(例如在犁沟中施用颗粒或液体)。适合的处理方法可以包括通过高压或低压喷雾、浸润和/或注射施用包含PGPR的接种剂。可以通过低压或高压喷雾、包衣、浸泡和/或注射施用来处理植物种子。在植物种子已经此处理后,可以将种子种植和栽培以产生植物。从这样的种子繁殖的植物可以用一种或多种施用方式进一步处理。适合的施用浓度可以凭经验确定。在PGPR作为喷雾剂施用到植物的某些实施方式中,适合的施用浓度可以包括每公顷植物喷洒IO6-1O18菌落形成单位(cfu),更通常为每公顷107-1015cfu。对于包衣种子来说,在某些实施方式中,适合的施用浓度可以在每颗种子IO2-1O8Cfu之间,优选在每颗种子IO4-1O7Cfu之间。在其他实施方式中,PGPR可以作为秧苗浸根液或作为土壤浸润液,以约12-1oi2Cfvmiuo4-1o1ciCfVml或约106-108cfu/ml的浓度施用。
[0043]PGPR可以与适合的载体一起在组合物(例如接种剂)中施用。适合的载体可以包括但不限于水或其他水性溶液、浆 液、固体(例如泥煤、小麦、麸皮、蛭石和巴氏消毒的土壤)或干粉。在某些实施方式中,组合物包含每毫升载体IO2-1O12Cfu或每毫升载体IO4-1OiciCfu或每毫升载体106-108cfu。组合物可以包含其他添加剂,包括缓冲剂、表面活性剂、佐剂或涂层剂。
[0044]本文公开的方法可用于改变昆虫对处理过的植物的行为。当在本文中使用时,“改变”昆虫的行为可以包括减少或阻止昆虫的负面行为和/或增加昆虫的正面行为。减少或阻止昆虫的负面行为可以包括减少或阻止来自于昆虫的损伤。例如,可以实施方法以减少或阻止草食性昆虫以处理过的植物为食。优选地,与未处理的植物相比,所述方法以在处理过的植物为食减少至少约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%。为食的减少可以通过在一段时间内对以处理过的植物和未处理过的植物为食的幼虫的体重进行比较来测量。为食的减少也可以通过比较由昆虫每次以植物为食造成的植物质量的损失来测量。还可以实施方法以减少或阻止草食性昆虫在处理过的植物上产卵。优选地,与未处理的植物相比,所述方法将在处理过的植物上的产卵(即,下卵)减少至少约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%。产卵的减少可以通过比较处理过的植物和未处理的植物上每只昆虫的产卵(例如卵的总数和/或卵的批次总数)来测量。行为可以通过本文公开的方法改变的草食性昆虫可以包括但不限于甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)和菜青虫(Pierisrapae)。还可以实施方法以将昆虫的天敌吸引到处理过的植物,包括但不限于捕食性昆虫或昆虫拟寄生物。捕食性昆虫可以包括但不限于瓢虫(即瓢虫科(Coccinelidae))、猎蝽(SP猎畴科(Reduviidae))、大眼虫(即大眼畴科(Geocoridae))、小花畴(即Antrocoridae)、姬蝽(即姬蝽科(Nabidae ))、草蜻蛉(即脉翅目(Neuroptera))和捕食性螨(即植缨螨科(Phytoseiidae))。昆虫拟寄生物可以包括但不限于Brachonid蜂(例如缘腹绒苗蜂(Cotesia marginiventris)、红足侧沟苗蜂(Microplitis croceipes)、粉蝶盘绒苗蜂(Cotesia rubecula)和科曼尼姆苗蜂(Aphidius colemani))、Ichneumonid 蜂、小蜂(例如奖角姆小蜂属物种(Eretmocerus spp.)和_姆小蜂(Encarsia formosa))和寄妮。
[0045]示例性实施方式
[0046]下面的实施方式是示例性的,不打算限制所宣称的主题内容。
[0047]实施方式1.分离的植物根际促生菌(PGPR),其诱导用所述PGPR处理过的植物产生一种或多种挥发性有机化合物(V0C),并且任选地所述PGPR选自下列的属:放线菌属,产碱杆菌属,芽孢杆菌属,伯克氏菌属,布丘氏菌属,肠杆菌属,克雷伯氏菌属,克鲁维菌属,假单胞菌属,拉恩氏菌属,罗尔斯通菌属,根瘤菌属,沙雷氏菌属,寡养食单胞菌属,类芽孢杆菌属和赖氨酸芽孢杆菌属。
[0048]实施方式2.实施方式I的PGPR,其中所述一种或多种VOC包含选自PGPR及其接种剂的一种或多种化合物。
[0049]实施方式3.前述实施方式任一项的PGPR,其中所述一种或多种VOC改变暴露于所述一种或多种VOC的昆虫的行为。
[0050]实施方式4.前述实施方式任一项的PGPR,其中所述昆虫是草食性动物,并且所述一种或多种VOC减少所述昆虫在植物上产卵。
[0051]实施方式5.前述实施方式任一项的PGPR,其中所述昆虫是草食性动物,并且所述一种或多种VOC减少所述昆虫以植物为食。
[0052]实施方式6.前述实施方式任一项的PGPR,其中所述昆虫是肉食性动物或拟寄生物,并且所述一种或多种VOC将所述肉食性动物或拟寄生物吸引到植物。
[0053]实施方式7.前述实施方式任一项的PGPR,其中所述PGPR是选自下列的芽孢杆菌属细菌:酸快生芽孢杆菌(B.acidiceler)、酸居芽孢杆菌(B.acidicola)、产酸芽抱杆菌(B.acidiproducens)、B.aeolius、空气芽抱杆菌(B.aerius)、嗜气芽孢杆菌(B.aerophilus)、黏琼脂芽孢杆菌(B.agaradhaerens)>艾丁湖芽孢杆菌(B.aidingensis)、秋叶氏芽抱杆菌(B.akibai)、嗜喊芽抱杆菌(B.alcalophilus)、藻居芽抱杆菌(B.algicola)、B.alkalinitrilicus、B.alkalisediminis、喊土芽孢杆菌(B.alkalitelluris)、高地芽孢杆菌(B.altitudinis)、香鱼海槽芽孢杆菌(B.alveayuensis)、解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)、炭疽芽孢杆菌(B.anthracis)、海水芽抱杆菌(B.aquimaris)、砷芽抱杆菌(B.arsenicus)、B.aryabhatta1、风井氏芽抱杆菌(B.asahii)、深褐芽抱杆菌(B.atrophaeus)、金橙色芽孢杆菌(B.aurantiacus)、产氮芽孢杆菌(B.azotoformans)、栗褐芽孢杆菌(B.badius)、罕见芽抱杆菌(B.barbaricus)、巴达维亚芽抱杆菌(B.bataviensis)、北京芽抱杆菌(B.bei jingensis)、食苯芽抱杆菌(B.benzoevorans)、B.beveridge1、博戈里亚芽孢杆菌(B.bogoriensis)、嗜硼芽孢杆菌(B.boroniphilus)、食丁酸芽孢杆菌(B.butanol ivorans) λ B.canaveralius、嗜碳芽抱杆菌(B.carboniphilus)、科研中心芽孢杆菌(B.cecembensis)、解纤维芽孢杆菌(B.cel lulosi Iyt icus)、錯样芽孢杆菌(B.cereus)、恰甘诺湖芽抱杆菌(B.chagannorensis)、长安芽抱杆菌(B.chungangensis)、食物芽孢杆菌(B.cibi)、环状芽孢杆菌(B.circulans)、克氏芽孢杆菌(B.clarkii)、克劳氏芽孢杆菌(B.clausii)、凝结芽孢杆菌(B.coagulans)、考丼那芽孢杆菌(B.coahuilensis)、科氏芽抱杆菌(B.cohnii)、腐叶芽抱杆菌(B.decisifrondis)、脱色芽孢杆菌(B.decolorationis)、钻特省芽孢杆菌(B.drentensis)、混料芽孢杆菌(B.farraginis)、苛求芽抱杆菌(B.fastidiosus)、坚强芽抱杆菌(B.firmus)、弯曲芽孢杆菌(B.flexus)、小孔芽孢杆菌(B.foraminis)、福氏芽孢杆菌(B.fordii)、强壮芽孢杆菌(B.fortis)、气孔芽孢杆菌(B.fumarioli)、绳索状芽孢杆菌(B.funiculus)、解半乳糖苷芽孢杆菌(B.galactosidilyticus)、B.galliciensis、明胶芽孢杆菌(B.gelatini)、吉氏芽孢杆菌(B.gibsonii)、人参芽孢杆菌(B.ginsengi)、人参土芽孢杆菌(B.ginsengihumi)、B.graminis、盐敏芽抱杆菌(B.halmapalus)、B.halochares、耐盐芽孢杆菌(B.halodurans)、解半纤维素芽孢杆菌(B.hemicel lulosi Iyt icus)、黑布施泰因芽抱杆菌(B.herbertsteinensis)、崛越氏芽抱杆菌(B.horikoshi )、B.horneckiae、花园芽孢杆菌(B.horti)、土地芽孢杆菌(B.humi)、花津滩芽孢杆菌(B.hwajinpoensis)、病研所芽孢杆菌(B.1driensis)、印度芽孢杆菌(B.1ndicus)、婴儿芽孢杆菌(B.1nfantis)、深层芽孢杆菌(B.1nfernus)、伊氏芽孢杆菌(B.1sabeliae)、B.1sronensis、咸海鲜芽孢杆菌(B.jeotgali)、韩国芽孢杆菌(B.koreensis)、B.korlensis、韩研所芽孢杆菌(B.kribbensis)、克鲁氏芽抱杆菌(B.krulwichiae)、列城芽抱杆菌(B.1ehensis)、迟缓芽孢杆菌(B.lentus)、地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)、岸滨芽孢杆菌(B.litoralis)、B.1ocisalis、坎德玛斯岛芽抱杆菌(B.1uciferensis)、B.1uteoIus、澳门芽抱杆菌(B.macauensis)、马氏芽抱杆菌(B.macyae)、解甘露糖醇芽抱杆菌(B.mannanilyticus)、黄海芽抱杆菌(B.marisf Iavi )、B.marmarensis、马赛芽抱杆菌(B.massiliensis)、巨兽芽孢杆菌(B.megaterium)、甲醇芽孢杆菌(B.methanol icus)、甲基营养型芽孢杆菌(B.methylotrophicus)、莫哈韦芽孢杆菌、壁芽孢杆菌(B.mural is)、马丁教堂芽孢杆菌(B.murimartini)、蕈状芽抱 杆菌(B.mycoides)、B.nanhaiensis、B.nanhaiisediminis、尼氏芽抱杆菌(B.nealsonii)、B.neizhouensis、农研所芽抱杆菌(B.niabensis)、烟酸芽抱杆菌(B.niacini)、休闲地芽抱杆菌(B.novalis)、B.0ceanisediminis、奥德赛芽孢杆菌(B.0dysseyi)、奥哈芽孢杆菌(B.0khensis)、奥飞蝉温泉芽孢杆菌(B.0kuhidensis)、蔬菜芽抱杆菌(B.0leronius)、大岛芽抱杆菌(B.0shimensis)、人参地块芽孢杆菌(B.panaciterrae)、巴塔哥尼亚芽孢杆菌(B.patagoniensis)、B.persepolensis、海绵芽抱杆菌(B.p lakort idis)、抱川芽抱杆菌(B.pocheonensis)、蓼属植物芽孢杆菌(B.polygoni)、假嗜碱芽孢杆菌(B.pseudoalcaliphilus)、假坚强芽孢杆菌(B.pseudofirmus)、假真菌样芽孢杆菌(B.pseudomycoides)、冷解糖芽孢杆菌(B.psychrosaccharoIyticus)λ 短小芽抱杆菌、青岛芽抱杆菌(B.qingdaonensis)、
B.rigu1、农庄芽孢杆菌(B.ruris)、沙福芽孢 杆菌(B.safensis)、盐芽孢杆菌(B.salarius)、喜盐芽孢杆菌(B.saliphilus)、施氏芽孢杆菌(B.schlegelii)、砸砷芽抱杆菌(B.selenatarsenatis)、还原硒酸盐芽抱杆菌(B.selenitireducens)、西岸芽抱杆菌(B.seohaeanensis)、沙氏芽抱杆菌(B.shackletonii)、B.siamensis、简单芽孢杆菌、青贮窖芽孢杆菌(B.siralis)、史氏芽孢杆菌(B.smithii)、土壤芽孢杆菌(B.soli)、B.solisals1、索诺拉沙漠芽孢杆菌(B.sonorensis)、耐热芽孢芽孢杆菌(B.sporothermodurans)>平流层芽抱杆菌(B.stratosphericus)、地下芽抱杆菌(B.subterraneus)>枯草芽孢杆菌、大安芽孢杆菌(B.taeansis)、特基拉芽孢杆菌(B.tequilensis)、热南极芽孢杆菌(B.thermantarcticus)、热曬淀粉芽孢杆菌(B.thermoamylovorans)、热阴沟芽抱杆菌(B.thermocloacae)、B.thermolactis、产硫芽抱杆菌(B.thioparans)、苏云金芽抱杆菌(B.thuringiensis)、B.tripoxylicola、多斯加尼芽孢杆菌(B.tusciae)、死谷芽孢杆菌(B.vallismortis)、威氏芽孢杆菌(B.vedderi)、越南芽孢杆菌(B.vietnamensis)、原野芽孢杆菌(B.vireti)、和光芽孢杆菌(B.wakoensis)、韦施泰凡芽孢杆菌(B.weihenstephanensis)、B.xiaoxiensis,及其混合物或掺混物。
[0054]实施方式8.实施方式7的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌具有的16S rDNA核酸序列包含 SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO: 3、SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:5 或 SEQID NO:6。
[0055]实施方式9.实施方式7的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌具有的16S rDNA核酸序列与SEQ ID NO:1具有至少98%的同一性。
[0056]实施方式10.实施方式7-9任一项的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌具有的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO:2具有至少98%的同一性。
[0057]实施方式11.实施方式7-10任一项的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌具有的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO:3具有至少91%的同一性。
[0058]实施方式12.实施方式7-11任一项的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌具有的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO:4具有至少96%的同一性。
[0059]实施方式13.实施方式7-12任一项的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌具有的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO:5具有至少93%的同一性。
[0060]实施方式14.实施方式7-13任一项的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌具有的16SrDNA核酸序列与SEQ ID NO:6具有至少98%的同一性。
[0061]实施方式14.实施方式7的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌选自解淀粉芽孢杆菌、莫哈韦芽孢杆菌、盐土芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、简单芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌及其混合物。
[0062]实施方式15.实施方式7的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌是解淀粉芽孢杆菌。
[0063]实施方式16.实施方式15的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌选自解淀粉芽孢杆菌菌株AP-136、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-188、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-218、解淀粉芽孢杆菌菌株AP-219和解淀粉芽孢杆菌菌株AP-295。
[0064]实施方式17.实施方式7的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌是莫哈韦芽孢杆菌。
[0065]实施方式18.实施方式17的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌是莫哈韦芽孢杆菌菌株AP-209。
[0066]实施方式19.实施方式7的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌是盐土芽孢杆菌。
[0067]实施方式20.实施方式19 的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌是盐土芽孢杆菌菌株AP-217。[0068]实施方式21.实施方式7的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌是短小芽孢杆菌。
[0069]实施方式22.实施方式21的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌是短小芽孢杆菌菌株INR-70
[0070]实施方式23.实施方式7的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌是简单芽孢杆菌。
[0071]实施方式24.实施方式23的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌是简单芽孢杆菌菌株ABU288。
[0072]实施方式25.实施方式7的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌是枯草芽孢杆菌菌株MBI600。
[0073]实施方式26.实施方式7的芽孢杆菌属细菌,其中所述细菌包含芽孢杆菌属菌种的混合物。
[0074]实施方式27.—种用于植物的接种剂,其包含前述实施方式任一项的PGPR以及载体。
[0075]实施方式28.实施方式27的接种剂,其还包含植物激素、抗微生物化合物或两者。
[0076]实施方式29.实施方式28的接种剂,其中所述植物激素选自3_羟基丁酮、2,3_ 丁二醇和吲哚乙酸,并且所述抗微生物化合物选自苯乙醇和4-羟基苯甲酸盐。
[0077]实施方式30.—种改变昆虫对植物的行为的方法,所述方法包括向植物、植物的种子或植物周围的土壤施用实施方式27-29任一项的接种剂。
[0078]实施方式31.实施方式30的方法,其中所述昆虫是草食性动物,并且所述方法减少所述昆虫在所述植物上产卵。
[0079]实施方式32.实施方式30或31的方法,其中所述昆虫是草食性动物,并且所述方法减少所述昆虫以所述植物为食。
[0080]实施方式33.实施方式30-32任一项的方法,其中所述昆虫是肉食性动物或拟寄生物,并且所述方法将所述肉食性动物或拟寄生物吸引到所述植物。
[0081]实施方式34.实施方式30-33任一项的方法,其中所述植物选自苜猜、水稻、大麦、黑麦、棉花、向日葵、花生、玉米、马铃薯、甘薯、菜豆、豌豆、小扁豆、菊苣、生菜、苦苣、卷心菜、抱子甘蓝、甜菜、欧洲防风草、芜菁、花椰菜、西兰花、芜菁、小萝卜、菠菜、洋葱、大蒜、茄子辣椒、芹菜、胡萝卜、南瓜、倭瓜、西葫芦、黄瓜、苹果、梨、甜瓜、柑橘、草莓、葡萄、覆盆子、菠萝、大豆、低芥酸油菜、油菜、春小麦、冬小麦、烟草、番茄、高粱和甘蔗。
实施例
[0082]下面的实施例是示例性的,并且不打算限制所宣称的主题内容的范围。
[0083]实施例1 -植物根际促生菌对棉花植物挥发物诱导和拟寄生物吸引的影响
[0084]適要
[0085]已知寄生蜂(拟寄生物 )利用各种类型的寄主相关的挥发性信号作为寄主位置的线索。这些挥发性信号可以是基于植物的、源自于草食性动物寄主的、或产生自草食性动物及其植物寄主之间的相互作用的。拟寄生物抑制害虫数量的成功,取决于它们在复杂的嗅觉和视觉环境中定位寄主的能力。尽管寄主-拟寄生物的相互作用极受关注,但在该类昆虫中嗅觉通讯的某些方面尚未得到很好地理解。
[0086]在这里,进行了研究以评估植物根际促生菌(PGPR)诱导棉花挥发物的潜力以及拟寄生物的响应结果。评估了三种PGPR处理:i)短小芽孢杆菌菌株INR-7,以及芽孢杆菌属细菌的两种掺混物。还测试了未处理的(水)对照。在从PGPR处理的和未处理的棉花植物收集的顶部空间挥发物中存在定量和定性差别。从PGPR处理的棉花植物的顶部空间检测到总共11个表示VOC的峰,但是在未处理的棉花植物中仅仅检测到3个峰。记录了 PGPR处理的与未处理的植物之间的根系生长的差异。
[0087]简介
[0088]植物根际促生菌(PGPR)代表了一大类移生根部的细菌,其应用通常与提高植物生长速度(Kloepper, 1992 ;Zehnder 等,1997 ;Kloepper 等,2004)、抑制土壤病原体(Schippers等,1987 ;Burkett-Cadena等,2008)和诱导针对昆虫害虫的系统抗性(vanLoon 等,1998 ;Kloepper 等,1999 ;Ramamoorthy 等,2001 ;Zehnder 等,2001 ;Ryu 等,2004 ;Ji等,2006)相关。基于PGPR的接种剂包括含有单一菌株、两种菌株的混合物或芽孢杆菌属菌种(Bacillus spp.)的复杂混合物的制剂(Lucy等,2004 ;Kloepper和Ryu, 2006)。事实上,PGPR的施用对处理过的植物中挥发性有机化合物(VOC)的诱导的影响尚未经过调查,尽管有证据表明植物挥发物的诱导依赖于许多因素。相互作用的因素包括植物激素(de Bruxelles 和 Roberts, 2001 ;Thaler 等,2002 ;Farmer 等,2003 ;Ament 等,2004)、草食性动物来源的激发子(Mattiaci 等,1995 ;Alborn 等,1997 ;Spiteller 和 Boland, 2003)和伴生微生物包括病原体(Preston等,1999 ;Cardoza等,2002)以及非生物性因素包括仓 1J伤(Mithofer 等,2005)、重金属(Mithofer 等,2004)以及温度和光(Takabayashi 等,1994 ;Gouinguene和Turlings,2002)。考虑到在美国和印度,PGPR正被越来越多地应用于几种大田作物包括棉花(Gossypium hirsutum L.)、番爺(Solanum lycopersicum L.)、西瓜(Citrullus lanatus Thunb.)和珍珠粟(Pennisetum glaucum)的生产(Glickl995 ;Backman 等,1997 ;Cleyet-Marcel 等,2001 ;Kokalis_Burelle 等,2003 ;Niranjan Raj 等,2003 ;Burkett-Cadena等,2008),与PGPR对植物挥发物的诱导的影响相关的研究之缺乏是令人吃惊的。1997年,Backman等报道了 60-75%的美国棉花作物用PGPR产品Kodiak?进行处理,这是一种用于抑制镰刀菌属和丝核菌属土壤病原体的枯草芽孢杆菌产品。PGPR以前已被用于大规模处理农作物。
[0089]与在寻找适合的寄主植物中使用VOC的草食性动物相同(Dicke等,2000),已知寄生性昆虫也使用VOC的掺混物搜寻食物和它们的草食性动物寄主的寄主位置(Turlings等,1990 ;McCall等,1993 ;De Moraes等,1998)。这些VOC可以源自于植物、草食性动物寄主或者是草食性动物与植物的相互作用的结果(McCall等,1994 ;Cortesero等,1997)。基于植物的VOC被进一步分类为绿叶挥发物(GLV),其在对机械损伤作出响应或草食性动物进食开始时立即被释放,以及草食性动物诱导的植物挥发物(HIPV),其散发是对草食性动物进食损伤的延迟响应。这些对棉花草食性动物的拟寄生物包括红足侧沟苗蜂(Cresson)和缘腹绒茧蜂(CreSSOn)(膜翅目:茧蜂科)具有高度吸引力的VOC掺混物,作为对毛虫进食的响应而被释放(De Moraes 等,1998 ;Chen 和 Fadamiro2007 ;Ngumbi 等,2009,2010)。可能PGPR能够影响棉花中VOC的产生,从而对觅食的拟寄生物和其他化学介导的昆虫-植物和三营养相互作用具有重要影响。
[0090]在这里,检验了 PGPR能够引发棉花植物VOC的变化并改变棉花根的生长的假说。此外,假设通过改变VOC的释放,棉花草食性动物的拟寄生物将对PGPR处理的棉花植物显示出比未处理的棉花植物更高的兴趣。使PGPR处理和未处理的棉花植物在温室条件下生长,并在种植后4-6周收集顶部空间挥发物。使用偶联的气相色谱-质谱仪(GC-MS)鉴定并分析来自于PGPR处理和未处理的棉花植物的顶部空间挥发物。使用四选嗅觉计比较性研究红足侧沟茧蜂在存在PGPR处理和未处理的植物时的行为。据本发明人了解,这是PGPR影响棉花植物的VOC产生的第一篇报道。
[0091]材料和方法
[0092]PGPR菌株。如表1中所示,使用了总共8株芽孢杆菌属菌株(Bacillus spp.)(都来自于Auburn University)来开发所研究的三种PGPR处理:i)短小芽孢杆菌菌株INR-7(AP18),ii)掺混物8,其含有四株芽孢杆菌属菌株(AP188、209、217、218),以及iii)掺混物9,其含有四株芽孢杆菌属菌株(么?136、188、219、295)。
[0093]表1.PGPR 制剂
[0094]

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