(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-21
(54)【発明の名称】重炭酸塩とミネラルを生成するための組成物および方法
(51)【国際特許分類】
C12N 1/20 20060101AFI20231114BHJP
C12N 1/00 20060101ALI20231114BHJP
A01H 5/10 20180101ALI20231114BHJP
C12N 9/04 20060101ALI20231114BHJP
C12N 9/88 20060101ALI20231114BHJP
C12N 1/14 20060101ALI20231114BHJP
A01H 6/46 20180101ALI20231114BHJP
A01H 6/54 20180101ALI20231114BHJP
A01H 6/60 20180101ALI20231114BHJP
A01H 6/82 20180101ALI20231114BHJP
A01H 6/14 20180101ALI20231114BHJP
A01H 6/20 20180101ALI20231114BHJP
A01H 6/76 20180101ALI20231114BHJP
A01H 6/00 20180101ALI20231114BHJP
C12N 7/00 20060101ALI20231114BHJP
A01C 1/06 20060101ALI20231114BHJP
【FI】
C12N1/20 A
C12N1/00 Q
A01H5/10
C12N9/04
C12N9/88
C12N1/14 A
A01H6/46
A01H6/54
A01H6/60
A01H6/82
A01H6/14
A01H6/20
A01H6/76
A01H6/00
C12N7/00
A01C1/06 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023524558
(86)(22)【出願日】2021-10-21
(85)【翻訳文提出日】2023-06-20
(86)【国際出願番号】 US2021056083
(87)【国際公開番号】W WO2022087289
(87)【国際公開日】2022-04-28
(32)【優先日】2020-10-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(32)【優先日】2021-10-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】523141909
【氏名又は名称】アンデス エージー,インク.
(74)【代理人】
【識別番号】110003797
【氏名又は名称】弁理士法人清原国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】フエンサリダ,ゴンサロ
(72)【発明者】
【氏名】ティンマーマン,タニア
(72)【発明者】
【氏名】トラッグ,ビョルン
(72)【発明者】
【氏名】レオン,リナ
(72)【発明者】
【氏名】パンディ,ナレッシュ
(72)【発明者】
【氏名】シン,ラグヴィール
【テーマコード(参考)】
2B030
2B051
4B065
【Fターム(参考)】
2B030AA02
2B030AA03
2B030AB03
2B030AB04
2B051AA01
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4B065AA01X
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4B065CA54
(57)【要約】
【解決手段】土壌における二酸化炭素の変換および隔離の改善のために植物と一体化された微生物を利用する方法および組成物が本明細書に記載されている。
【選択図】
図11
【特許請求の範囲】
【請求項1】
植物種子と、前記植物種子に関連する1つ以上の微生物とを含む、組成物であって、
前記1つ以上の微生物は、重炭酸塩、炭酸塩、または1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された1つ以上の微生物であるか、または該1つ以上の微生物に由来する、組成物。
【請求項2】
前記植物種子は、商業植物種子、果樹植物種子、堅果樹植物種子、低木植物種子、球根植物種子、草原植物種子、芝草植物種子、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記植物種子に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物種子の種皮と種子胚との間の間隙に配置される、請求項1に記載の組成物。
【請求項4】
前記植物種子に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物種子の被膜として配置される、請求項1に記載の組成物。
【請求項5】
前記植物種子に関連する前記1つ以上の微生物は、灌漑-システムを通じて前記植物種子に適用される、請求項1に記載の組成物。
【請求項6】
前記潅漑システムは畝間処理技術を含む、請求項5に記載の組成物。
【請求項7】
前記潅漑システムは噴霧手法を含む、請求項5に記載の組成物。
【請求項8】
前記重炭酸塩は炭素を隔離する、実施形態1~7のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項9】
前記炭素はガス状炭素である、請求項8に記載の組成物。
【請求項10】
前記ガス状炭素は二酸化炭素である、請求項9に記載の組成物。
【請求項11】
前記炭酸塩は炭素を隔離する、実施形態1~10のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項12】
前記炭素はガス状炭素である、請求項11に記載の組成物。
【請求項13】
前記ガス状炭素は二酸化炭素である、請求項12に記載の組成物。
【請求項14】
前記1つ以上のミネラルは炭素を隔離する、実施形態1~13のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項15】
前記炭素はガス状炭素である、請求項14に記載の組成物。
【請求項16】
前記ガス状炭素は二酸化炭素である、請求項15に記載の組成物。
【請求項17】
前記植物種子に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物種子の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される、実施形態1~16のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項18】
前記1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素を含む、実施形態1~17のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項19】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、アルファクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項18に記載の組成物。
【請求項20】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、ベータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項18に記載の組成物。
【請求項21】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、ガンマクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項18に記載の組成物。
【請求項22】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、デルタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項18に記載の組成物。
【請求項23】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、ゼータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項18に記載の組成物。
【請求項24】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、イータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項18に記載の組成物。
【請求項25】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、イオタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項18に記載の組成物。
【請求項26】
前記1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む、実施形態1~25のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項27】
前記1つ以上の微生物は前記細菌を含む、請求項26に記載の組成物。
【請求項28】
前記細菌は内生胞子形成細菌を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項29】
前記細菌は、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、
サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、ブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)、またはそれらの組み合わせからの細菌を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項30】
前記細菌はファーミキューテス門に属する細菌を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項31】
前記細菌は根圏細菌を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項32】
前記根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む、請求項31に記載の組成物。
【請求項33】
細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項34】
前記細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項35】
前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項36】
前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項37】
前記細菌はエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)S3C10を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項38】
前記細菌はパエニバチルスポリミクサ(Paenibacillus polymyxa)、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense)、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis)、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris)、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa)、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui)、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)、パエニバチルス・ブラシリエンシス(Paenibacillus brasiliensis)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項39】
前記細菌はパエニバチルスポリミクサ(Paenibacillus polymyxa) RO3C16、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense) TY4D5、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis) S2C3、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris) VF2D2、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa) TY2B5、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui) TY2D5、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli) PG2A8、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項40】
前記細菌は非内生胞子形成細菌を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項41】
前記細菌はプロテオバクテリア門に属する細菌を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項42】
前記細菌は、クレブシエラ属(Klebsiella sp.)、リゾビウム属(Rhizobium sp.)、ブラディリゾビウム属(Bradyrhizobium sp.)、オクロバクトラム属(Ochrobactrum sp.)、シノリゾビウム属(Sinorhizobium sp.)、キサントバクター属(Xanthobacter sp.)、メチロバクテリウム属(Methylobacterium sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、コサコニア属(Kosakonia sp.)、アゾトバクター属(Azotobacter sp.)、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、ハーバスピリラム属(Herbaspirillum sp.)、シュードモナス属(Pseudomonas sp.)、パラバークホルデリア属(Paraburkholderia sp.)、ラルストニア属(Ralstonia sp.)、ゲオバクター属(Geobacter sp.)、セラチア属(Serratia sp.)、パントエア属(Pantoea sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、エンテロバクター属(Enterobacter sp.)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項43】
前記細菌は放線菌門に属する細菌を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項44】
前記細菌はストレプトマイセス属(Streptomyces sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、フランキア属(Frankia sp)を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項45】
前記細菌はシアノバクテリア門に属する細菌を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項46】
前記細菌はシアノバクテリア属(Cyanobacteria sp)を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項47】
前記細菌はクロロフレクサス門に属する細菌を含む、請求項27に記載の組成物。
【請求項48】
前記1つ以上の微生物は前記植物種子に関連する1つ以上の真菌を含む、請求項26に記載の組成物。
【請求項49】
前記植物種子に関連する前記1つ以上の真菌は、前記植物種子の種皮と種子胚との間の間隙に配置される、請求項48に記載の組成物。
【請求項50】
前記植物種子に関連する前記1つ以上の真菌は、前記植物種子の被膜として配置される、請求項48に記載の組成物。
【請求項51】
前記植物種子に関連する前記1つ以上の真菌は、畝間処理技術によって前記植物種子に適用される、請求項48に記載の組成物。
【請求項52】
前記植物種子に関連する前記1つ以上の真菌は、噴霧手法によって前記植物種子に適用される、請求項48に記載の組成物。
【請求項53】
前記植物種子に関連する前記1つ以上の真菌は、灌漑を介して前記植物種子に適用される、請求項48に記載の組成物。
【請求項54】
前記植物種子に関連する前記1つ以上の真菌は、前記植物種子の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される、請求項48に記載の組成物。
【請求項55】
前記1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む、請求項48に記載の組成物。
【請求項56】
前記1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む、請求項48に記載の組成物。
【請求項57】
前記1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む、請求項48に記載の組成物。
【請求項58】
前記1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む、請求項48に記載の組成物。
【請求項59】
前記1つ以上のミネラルは方解石、アラレ石、ドロマイト、石灰石、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~58のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項60】
前記1つ以上のミネラルはCaCO
3、MgCO
3、CaMg(CO
3)
2、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~59のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項61】
前記1つ以上のミネラルの生成の促進は、アンモニアの生成と、前記植物種子に由来するある植物が成長する培地のpHの増加とを含む、実施形態1~60のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項62】
前記1つ以上の微生物は、前記植物種子の前記種子果皮と前記種子アリューロン細胞層との間の前記間隙には天然に存在しない、実施形態1~61のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項63】
前記植物種子は単子葉植物種子または双子葉植物種子である、実施形態1~62のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項64】
前記商業植物種子は、トウモロコシ種子、小麦種子、イネ種子、モロコシ種子、大麦種子、ライ麦種子、サトウキビ種子、アワ種子、オート麦種子、大豆種子、綿種子、アルファルファ種子、豆種子、キノア種子、レンズ豆種子、ピーナッツ種子、ヒマワリ種子、キャノーラ種子、キャッサバ種子、パーム油種子、ジャガイモ種子、テンサイ種子、カカオ種子、コーヒー種子、レタス種子、トマト種子、エンドウマメ種子、またはキャベツ種子である、請求項2に記載の組成物。
【請求項65】
植物またはその一部と、前記植物または前記その一部に関連する1つ以上の微生物とを含む、組成物であって、
前記1つ以上の微生物は、重炭酸塩、炭酸塩、または1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された1つ以上の微生物であるか、または該1つ以上の微生物に由来する、組成物。
【請求項66】
前記植物または前記その一部は、植物根、植物茎、植物葉、植物種子、植物果物、植物塊茎、または植物根粒である、請求項65に記載の組成物。
【請求項67】
前記植物または前記その一部は商業植物またはその一部を含む、請求項65~66のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項68】
前記商業植物またはその一部は、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、エンドウマメ、キャベツ、果樹、堅果樹、森林木、草原、または芝草である、請求項67に記載の組成物。
【請求項69】
前記その一部は植物種子であり、前記植物種子に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物種子の種皮と種子胚との間の間隙に配置される、請求項66に記載の組成物。
【請求項70】
前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物または前記その一部の被膜として配置される、請求項65に記載の組成物。
【請求項71】
前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の微生物は、灌漑-システムを通じて前記植物種子に適用される、請求項65に記載の組成物。
【請求項72】
前記潅漑システムは畝間処理技術を含む、請求項71に記載の組成物。
【請求項73】
前記潅漑システムは噴霧手法を含む、請求項71に記載の組成物。
【請求項74】
前記重炭酸塩は炭素を隔離する、請求項65~73のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項75】
前記炭素はガス状炭素である、請求項74に記載の組成物。
【請求項76】
前記ガス状炭素は二酸化炭素である、請求項75に記載の組成物。
【請求項77】
前記炭酸塩は炭素を隔離する、請求項65~76のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項78】
前記炭素はガス状炭素である、請求項77に記載の組成物。
【請求項79】
前記ガス状炭素は二酸化炭素である、請求項78に記載の組成物。
【請求項80】
前記1つ以上のミネラルは炭素を隔離する、請求項65~79のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項81】
前記炭素はガス状炭素である、請求項80に記載の組成物。
【請求項82】
前記ガス状炭素は二酸化炭素である、請求項81に記載の組成物。
【請求項83】
前記その一部は植物種子であり、前記植物種子に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物種子の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される、請求項66に記載の組成物。
【請求項84】
前記1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素を含む、請求項65~83のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項85】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、アルファクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項84に記載の組成物。
【請求項86】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、ベータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項84に記載の組成物。
【請求項87】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、ガンマクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項84に記載の組成物。
【請求項88】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、デルタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項84に記載の組成物。
【請求項89】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、ゼータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項84に記載の組成物。
【請求項90】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、イータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項84に記載の組成物。
【請求項91】
前記1つ以上の炭酸脱水酵素は、イオタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む、請求項84に記載の組成物。
【請求項92】
前記1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む、請求項65~91のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項93】
前記1つ以上の微生物は前記細菌を含む、請求項92に記載の組成物。
【請求項94】
前記細菌は内生胞子形成細菌を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項95】
前記細菌は、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、ブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)、またはそれらの組み合わせからの細菌を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項96】
前記細菌はファーミキューテス門に属する細菌を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項97】
前記細菌は根圏細菌を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項98】
前記根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む、請求項97に記載の組成物。
【請求項99】
前記細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項100】
前記細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項101】
前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項102】
前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項103】
前記細菌はエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)S3C10を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項104】
前記細菌はパエニバチルスポリミクサ(Paenibacillus polymyxa)、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense)、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis)、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris)、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa)、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui)、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)、パエニバチルス・ブラシリエンシス(Paenibacillus brasiliensis)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項105】
前記細菌はパエニバチルスポリミクサ(Paenibacillus polymyxa) RO3C16、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense) TY4D5、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis) S2C3、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris) VF2D2、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa) TY2B5、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui) TY2D5、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli) PG2A8、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項106】
前記細菌は非内生胞子形成細菌を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項107】
前記細菌はプロテオバクテリア門に属する細菌を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項108】
前記細菌は、クレブシエラ属(Klebsiella sp.)、リゾビウム属(Rhizobium sp.)、ブラディリゾビウム属(Bradyrhizobium sp.)、オクロバクトラム属(Ochrobactrum sp.)、シノリゾビウム属(Sinorhizobium sp.)、キサントバクター属(Xanthobacter sp.)、メチロバクテリウム属(Methylobacterium sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、コサコニア属(Kosakonia sp.)、アゾトバクター属(Azotobacter sp.)、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、ハーバスピリラム属(Herbaspirillum sp.)、シュードモナス属(Pseudomonas sp.)、パラバークホルデリア属(Paraburkholderia sp.)、ラルストニア属(Ralstonia sp.)、ゲオバクター属(Geobacter sp.)、セラチア属(Serratia sp.)、パントエア属(Pantoea sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、エンテロバクター属(Enterobacter sp.)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項109】
前記細菌は放線菌門に属する細菌を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項110】
前記細菌はストレプトマイセス属(Streptomyces sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、フランキア属(Frankia sp)を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項111】
前記細菌はシアノバクテリア門に属する細菌を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項112】
前記細菌はシアノバクテリア属(Cyanobacteria sp)を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項113】
前記細菌はクロロフレクサス門に属する細菌を含む、請求項93に記載の組成物。
【請求項114】
前記1つ以上の微生物は前記植物または前記その一部に関連する1つ以上の真菌を含む、請求項92に記載の組成物。
【請求項115】
前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、前記植物または前記その一部の種皮と種子胚との間の間隙に配置される、請求項114に記載の組成物。
【請求項116】
前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、前記植物または前記その一部の被膜として配置される、請求項114に記載の組成物。
【請求項117】
植物またはその一部に関連する前記1つ以上の真菌は、畝間処理技術によって前記植物または前記その一部に適用される、請求項114に記載の組成物。
【請求項118】
前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、噴霧手法によって前記植物または前記その一部に適用される、請求項114に記載の組成物。
【請求項119】
前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、前記灌漑システムを介して前記植物または前記その一部に適用される、請求項114に記載の組成物。
【請求項120】
前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、前記植物または前記その一部の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される、請求項114に記載の組成物。
【請求項121】
前記1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む、請求項114に記載の組成物。
【請求項122】
前記1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む、請求項114に記載の組成物。
【請求項123】
前記1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む、請求項114に記載の組成物。
【請求項124】
前記1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む、請求項114に記載の組成物。
【請求項125】
前記1つ以上のミネラルは方解石、アラレ石、ドロマイト、石灰石、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項65~124のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項126】
前記1つ以上のミネラルはCaCO
3、MgCO
3、CaMg(CO
3)
2、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項65~125のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項127】
前記1つ以上のミネラルの生成の促進は、アンモニアの生成と、前記植物または前記その一部に由来するある植物が成長する培地のpHの増加とを含む、請求項65~126のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項128】
前記その一部は植物種子であり、前記1つ以上の微生物は前記植物または前記その一部の前記種子果皮と前記種子アリューロン細胞層との間の前記間隙には天然に存在しない、請求項65~127のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項129】
前記植物または前記その一部は単子葉植物または双子葉植物である、請求項65~128のいずれか1つに記載の組成物。
【請求項130】
炭素を隔離する方法であって、前記方法は、
a.植物またはその一部と、前記植物または前記その一部に関連する1つ以上の微生物とを培養する工程を含み、
ここで、前記1つ以上の微生物は、1つ以上の炭酸塩鉱物を生成するか、その形成を促進し、それによって炭素を隔離するように選択された微生物であるか、または該微生物に由来する、
方法。
【請求項131】
前記植物または前記その一部は、植物根、植物茎、植物葉、植物種子、植物果物、植物塊茎、または植物根粒である、請求項130に記載の方法。
【請求項132】
前記植物または前記その一部は商業植物またはその一部を含む、請求項130~131のいずれか1つに記載の方法。
【請求項133】
前記商業植物またはその一部は、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、エンドウマメ、キャベツ、果樹、堅果樹、森林木、草原、または芝草から本質的になる群で構成される、請求項132に記載の方法。
【請求項134】
前記1つ以上の炭酸塩鉱物は、1つ以上のガス状の炭酸化種を含む、請求項130に記載の方法。
【請求項135】
前記1つ以上のガス状の炭酸化種は、一酸化炭素、メタン、または二酸化炭素を含む、請求項134に記載の方法。
【請求項136】
前記1つ以上のガス状の炭酸化種は、前記二酸化炭素である、請求項134に記載の方法。
【請求項137】
前記植物に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物または前記その一部の前記植物根または根圏に配置される、請求項130~136のいずれか1つに記載の方法。
【請求項138】
前記植物に関連する前記1つ以上の微生物は、灌漑システムによって、前記植物または前記その一部の前記植物根または前記根圏に配置される、請求項130~137のいずれか1つに記載の方法。
【請求項139】
前記潅漑システムは畝間処理技術を含む、請求項138に記載の方法。
【請求項140】
前記潅漑システムは噴霧手法を含む、請求項138に記載の方法。
【請求項141】
前記植物またはその一部は、前記植物またはその一部によって前記1つ以上のミネラルの生成を刺激するために、前記潅漑システムを介して前記微生物と一体化される苗に由来する、請求項130~140のいずれか1つに記載の方法。
【請求項142】
前記1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む、請求項130~141のいずれか1つに記載の方法。
【請求項143】
前記1つ以上の微生物は前記細菌を含む、請求項142に記載の方法。
【請求項144】
前記細菌は内生胞子形成細菌を含む、請求項143に記載の方法。
【請求項145】
前記細菌は根圏細菌を含む、請求項143に記載の方法。
【請求項146】
前記根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む、請求項145に記載の方法。
【請求項147】
前記細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項143に記載の方法。
【請求項148】
前記細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項143に記載の方法。
【請求項149】
前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む、請求項143に記載の方法。
【請求項150】
前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む、請求項143に記載の方法。
【請求項151】
前記細菌はエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)S3C10を含む、請求項143に記載の方法。
【請求項152】
前記1つ以上の微生物は前記植物または前記その一部に関連する1つ以上の真菌を含む、請求項142に記載の方法。
【請求項153】
前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、前記灌漑システムによって、前記植物または前記その一部の前記植物根または前記根圏に配置される、請求項152に記載の方法。
【請求項154】
前記1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む、請求項152に記載の方法。
【請求項155】
前記1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む、請求項152に記載の方法。
【請求項156】
前記1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む、請求項152に記載の方法。
【請求項157】
前記1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む、請求項152に記載の方法。
【請求項158】
前記1つ以上の微生物は前記1つ以上の根には天然に存在しない、請求項130~157のいずれか1つに記載の方法。
【請求項159】
前記植物または前記その一部は単子葉植物または双子葉植物である、請求項130~158のいずれか1つに記載の方法。
【請求項160】
前記1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、請求項130~159のいずれか1つに記載の方法。
【請求項161】
前記1つ以上の微生物は、アルファクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、請求項130~160のいずれか1つに記載の方法。
【請求項162】
前記1つ以上の微生物は、ベータクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、請求項130~161のいずれか1つに記載の方法。
【請求項163】
前記1つ以上の微生物は、ガンマクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、請求項130~162のいずれか1つに記載の方法。
【請求項164】
前記1つ以上の微生物は、デルタクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、請求項130~163のいずれか1つに記載の方法。
【請求項165】
前記1つ以上の微生物は、ゼータクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、請求項130~164のいずれか1つに記載の方法。
【請求項166】
前記1つ以上の微生物は、イータクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、請求項130~165のいずれか1つに記載の方法。
【請求項167】
前記1つ以上の微生物は、イオタクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、請求項130~166のいずれか1つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
相互参照
本出願は、2020年10月21日に出願された米国仮特許出願第63/094,870号、および2021年10月18日に出願された米国仮特許出願第63/257,079号の利益を主張するものであり、両文献は引用によって本明細書に組み込まれる。
【0002】
化石燃料の燃焼や森林伐採を含む人為的な活動は、主要な温室効果ガスの増加に大きく寄与している。石炭の燃焼は、化石燃料の他の用途と比較して最も多くのCO2を発生させ、石炭1トンを燃やすごとに約2.5トンのCO2が発生する。現在までに、環境中のCO2濃度は、産業革命が始まった19世紀半ばの280ppmから、400ppm以上に達している。CO2濃度は、今世紀半ばには600ppmに達し、今世紀末には700ppmに達する可能性が高いと予測されている。地球の気温は2050年までには2℃以上上昇し、今後50~100年では約3~5℃上昇すると報告されている。このような世界的な気温の上昇は気候変動を悪化させ、野生生物を破壊したオーストラリアの森林火災、カリフォルニアの森林で再発生した山火事、熱波の頻度と期間の増加、干ばつの長期化、海面上昇、津波などを含む、気候変動がもたらす世界的な影響が生じている。これらの自然災害はいずれも産業化以前には一般的ではなかったものであり、これらはCO2レベルの上昇の結果である。
【0003】
既知のCO2排出源とは別に、継続的にCO2を添加しているだけでなく、気候変動の深刻さによっては重要な供給源となり得る複数の未探索の供給源がある。土壌は、植生に存在するよりもはるかに多くの炭素(深さ1mで1500PgのC、2mで2500PgのC;1Pg=1×1015g)を含み、大気(750PgのC)の2倍のCを含むため、最大の炭素貯蔵庫である。土壌の有機炭素1トンがそれぞれ、3.66トンのCO2を放出していると推定される。土壌中の有機炭素は、次のような方法:根の死滅、根の滲出物、または根圏や根の呼吸によって放出される他の根由来の有機物質で、植物によって付加される。植物は光合成の際にCO2を利用し、それを糖に変換するが、呼吸の際には、主に植物の根から未固定のCO2が大量に放出されることはよく知られている。植物によって取り込まれた120Pgの炭素のうち、50%は植物の呼吸によって大気中に失われる。これは、根の近くに暮らす土壌に生息する生物や微生物(根圏)が呼吸の間にCO2を放出することによってさらに悪化している。根粒菌群によるCO2の生産量は、根圏を持たない植物よりも10倍高い。土壌に生息する微生物は、根からの滲出物から栄養源を与えられ、土壌中に存在する複雑な物質を分解することによって生存している。気候変動に対する土壌微生物の役割は以前から研究されており、地球温暖化が従属栄養微生物の活動の速度を加速させ、結果的に、最終的に環境中に放出される土壌中のCO2フラックスを増加させる可能性があることが示唆されている。土壌の温度は土壌の呼吸を増加させることができるため、地球規模の気候変動は、土壌から大気への炭素の純移動を増加させる可能性があると予想される。土壌は(大気プールのサイズの3.3倍(760ギガトン)の炭素を貯蔵する優れた供給源であるが、地球温暖化は炭素プールの枯渇を悪化させる可能性がある。大気中へのCO2放出を防ぐことは必要であるが、効果的なCO2隔離によって土壌にCO2を永久的に貯蔵することが急務となっている。農林業や開墾に使用される土壌に炭素を隔離することは、地球温暖化を緩和するための潜在的な選択肢として認識されている。
【0004】
CO2固定は、生物学的であれ非生物学的であれ、地球史の初期に、CO2レベルが現在よりもはるかに高いときに始まった。約150000×1012メートルトンの膨大な量のCO2が、方解石、アラレ石、ドロマイト、および石灰石などの炭酸塩鉱物に固定された。通常、CO2は炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムなどの炭酸塩鉱物を含む固形物に変換され得るが、重炭酸塩を生成するCO2の水和は非常に遅いプロセスである(~1.3×10-1s-1)。
【発明の概要】
【0005】
本開示の一態様は、植物または植物種子と、上記植物または植物種子に関連する1つ以上の微生物とを含む組成物であり、ここで、1つ以上の微生物は、重炭酸塩、炭酸塩、または1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された1つ以上の微生物であるか、または上記1つ以上の微生物に由来する。いくつかの実施形態では、植物は、商業植物、果樹植物、堅果樹植物、低木植物、球根植物、草原植物、芝草植物、またはそれらの任意の組み合わせである。いくつかの実施形態では、植物種子は、商業植物種子、果樹植物種子、堅果樹植物種子、低木植物種子、球根植物種子、草原植物種子、芝草植物種子、またはそれらの任意の組み合わせである。いくつかの実施形態では、植物種子に関連する1つ以上の微生物は、植物種子の種皮と種子胚との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、植物種子に関連する1つ以上の微生物は、植物種子の被膜として配置される。いくつかの実施形態では、植物種子に関連する1つ以上の微生物は、灌漑-システムを通じて植物種子に適用される。いくつかの実施形態では、灌漑システムは、畝間(in-furrow)処理技術を含む。いくつかの実施形態では、灌漑システムは、噴霧手法を含む。いくつかの実施形態では、重炭酸塩は炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、炭酸塩は炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルは炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、植物種子に関連する1つ以上の微生物は、植物種子の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、アルファクラスからの炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ベータクラスからの炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ガンマクラスからの炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、デルタクラスからの炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ゼータクラスからの炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、エータクラスからの炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、イオタクラスからの炭酸脱水酵素を含む。
【0006】
いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.)、グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、ブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)、またはそれらの組み合わせからの細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はファーミキューテス門(Firmicutes phylum)に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は根圏細菌を含む。いくつかの実施形態では、根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、またはその両方を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む。いくつかの実施形態では、細菌はパエニバチルスポリミクサ(Paenibacillus polymyxa)、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense)、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis)、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris)、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa)、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui)、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)、パエニバチルス・ブラシリエンシス(Paenibacillus brasiliensis)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はパエニバチルスポリミクサ(Paenibacillus polymyxa) RO3C16、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense) TY4D5、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis) S2C3、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris) VF2D2、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa) TY2B5、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui) TY2D5、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli) PG2A8、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌は非内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はプロテオバクテリア門に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、クレブシエラ属(Klebsiella sp.)、リゾビウム属(Rhizobium sp.)、ブラディリゾビウム属(Bradyrhizobium sp.)、オクロバクトラム属(Ochrobactrum sp.)、シノリゾビウム属(Sinorhizobium sp.)、キサントバクター属(Xanthobacter sp.)、メチロバクテリウム属(Methylobacterium sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、コサコニア属(Kosakonia sp.)、アゾトバクター属(Azotobacter sp.)、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、ハーバスピリラム属(Herbaspirillum sp.)、シュードモナス属(Pseudomonas sp.)、パラバークホルデリア属(Paraburkholderia sp.)、ラルストニア属(Ralstonia sp.)、ゲオバクター属(Geobacter sp.)、セラチア属(Serratia sp.)、パントエア属(Pantoea sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、エンテロバクター属(Enterobacter sp.)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)S3C10を含む。い
くつかの実施形態では、細菌は放線菌門に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はストレプトマイセス属(Streptomyces sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、フランキア属(Frankia sp)を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、シアノバクテリア門に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はシアノバクテリア属(Cyanobacteria sp)を含む。いくつかの実施形態では、細菌はクロロフレクサス門(Cloroflexi phylum)に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は植物種子に関連する1つ以上の真菌を含む。いくつかの実施形態では、植物種子に関連する1つ以上の真菌は、植物種子の種皮と種子胚との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、植物種子に関連する1つ以上の真菌は、植物種子の被膜として配置される。いくつかの実施形態では、植物種子に関連する1つ以上の真菌は、畝間(in-furrow)処理技術によって植物種子に適用される。いくつかの実施形態では、植物種子に関連する1つ以上の真菌は、噴霧手法によって植物種子に適用される。いくつかの実施形態では、植物種子に関連する1つ以上の真菌は、灌漑を介して植物種子に適用される。いくつかの実施形態では、植物種子に関連する1つ以上の真菌は、植物種子の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルは方解石、アラレ石、ドロマイト、石灰石、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルはCaCO3、MgCO3、CaMg(CO3)2、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルの生成の促進は、アンモニアの生成と、植物種子に由来する植物が成長する培地のpHの増加とを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、植物種子の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙には天然に存在しない。いくつかの実施形態では、植物種子は単子葉植物種子または双子葉植物種子である。いくつかの実施形態では、商業植物種子は、トウモロコシ種子、小麦種子、イネ種子、モロコシ種子、大麦種子、ライ麦種子、サトウキビ種子、アワ種子、オート麦種子、大豆種子、綿種子、アルファルファ種子、豆種子、キノア種子、レンズ豆種子、ピーナッツ種子、ヒマワリ種子、キャノーラ種子、キャッサバ種子、パーム油種子、ジャガイモ種子、テンサイ種子、カカオ種子、コーヒー種子、レタス種子、トマト種子、エンドウマメ種子、またはキャベツ種子である。
【0007】
本開示の別の態様は、植物またはその一部と、上記植物またはその一部に関連する1つ以上の微生物とを含む組成物であり、ここで、1つ以上の微生物は、重炭酸塩、炭酸塩、または1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された1つ以上の微生物であるか、または上記1つ以上の微生物に由来する。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は、植物根、植物茎、植物葉、植物種子、植物果物、植物塊茎、または植物根粒である。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は商業植物またはその一部を含む。いくつかの実施形態では、商業植物またはその一部は、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、エンドウマメ、キャベツ、果樹、堅果樹、森林木、草原、または芝草である。いくつかの実施形態では、その一部は植物種子であり、植物種子に関連する1つ以上の微生物は、植物種子の種皮と種子胚との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の微生物は、植物またはその一部の被膜として配置される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の微生物は、灌漑-システムを通じて植物種子に適用される。いくつかの実施形態では、灌漑システムは、畝間(in-furrow)処理技術を含む。いくつかの実施形態では、灌漑システムは、噴霧手法を含む。いくつかの実施形態では、重炭酸塩は炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、炭酸塩は炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルは炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、その一部は植物種子であり、植物種子に関連する1つ以上の微生物は、植物種子の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、アルファクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ベータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ガンマクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、デルタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ゼータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、エータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、イオタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、ブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)、またはそれらの組み合わせからの細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はファーミキューテス門(Firmicutes phylum)に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は根圏細菌を含む。いくつかの実施形態では、根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む。いくつかの実施形態では、細菌はパエニバチルスポリミク
サ(Paenibacillus polymyxa)、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense)、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis)、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris)、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa)、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui)、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)、パエニバチルス・ブラシリエンシス(Paenibacillus brasiliensis)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はパエニバチルスポリミクサ(Paenibacillus polymyxa) RO3C16、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense) TY4D5、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis) S2C3、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris) VF2D2、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa) TY2B5、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui) TY2D5、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli) PG2A8、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌は非内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はプロテオバクテリア門に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、クレブシエラ属(Klebsiella sp.)、リゾビウム属(Rhizobium sp.)、ブラディリゾビウム属(Bradyrhizobium sp.)、オクロバクトラム属(Ochrobactrum sp.)、シノリゾビウム属(Sinorhizobium sp.)、キサントバクター属(Xanthobacter sp.)、メチロバクテリウム属(Methylobacterium sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、コサコニア属(Kosakonia sp.)、アゾトバクター属(Azotobacter sp.)、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、ハーバスピリラム属(Herbaspirillum sp.)、シュードモナス属(Pseudomonas sp.)、パラバークホルデリア属(Paraburkholderia sp.)、ラルストニア属(Ralstonia sp.)、ゲオバクター属(Geobacter sp.)、セラチア属(Serratia sp.)、パントエア属(Pantoea sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、エンテロバクター属(Enterobacter sp.)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)S3C10を含む。いくつかの実施形態では、細菌は放線菌門に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はストレプトマイセス属(Streptomyces sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、フランキア属(Frankia sp)を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、シアノバクテリア門に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はシアノバクテリア属(Cyanobacteria sp)を含む。いくつかの実施形態では、細菌はクロロフレクサス門(Cloroflexi phylum)に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌を含む。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、植物またはその一部の種皮と種子胚との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、植物またはその一部の被膜として配置される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、畝間(in-furrow)処理技術によって植物またはその一部に適用される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、噴霧手法によって植物またはその一部に適用される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、灌漑システムを通じて植物またはその一部に適用される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、植物またはその一部の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルは方解石、アラレ石、ドロマイト、石灰石、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルはCaCO3、MgCO3、CaMg(CO3)2、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルの生成の促進は、アンモニアの生成と、上記植物またはその一部に由来するある植物が成長する培地のpHの増加とを含む。いくつかの実施形態では、その一部は植物種子であり、1つ以上の微生物は植物またはその一部の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙には天然に存在しない。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は単子葉植物または双子葉植物である。
【0008】
本開示の別の態様は1つ以上の微生物を含む組成物であり、ここで、1つ以上の微生物は、植物またはその一部の被膜と細胞層との間の間隙に位置しているか、あるいは、重炭酸塩、炭酸塩、または1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された1つ以上の微生物であるか、または上記1つ以上の微生物に由来する。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は、植物根、植物茎、植物葉、植物種子、植物果物、植物塊茎、または植物根粒である。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は商業植物またはその一部を含む。いくつかの実施形態では、商業植物またはその一部は、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、エンドウマメ、キャベツ、果樹、堅果樹、森林木、草原、または芝草である。いくつかの実施形態では、その一部は植物種子であり、植物種子に関連する1つ以上の微生物は、植物種子の種皮と種子胚との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の微生物は、植物またはその一部の被膜として配置される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の微生物は、灌漑-システムを通じて植物種子に適用される。いくつかの実施形態では、灌漑システムは、畝間(in-furrow)処理技術を含む。いくつかの実施形態では、灌漑システムは、噴霧手法を含む。いくつかの実施形態では、重炭酸塩は炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、炭酸塩は炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルは炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、その一部は植物種子であり、植物種子に関連する1つ以上の微生物は、植物種子の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、アルファクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ベータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ガンマクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、デルタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ゼータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、エータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、イオタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、ブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)、またはそれらの組み合わせからの細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はファーミキューテス門(Firmicutes phylum)に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は根圏細菌を含む。いくつかの実施形態では、根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む。いくつかの実施形態では、細菌はパエニバ
チルスポリミクサ(Paenibacillus polymyxa)、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense)、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis)、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris)、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa)、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui)、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)、パエニバチルス・ブラシリエンシス(Paenibacillus brasiliensis)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はパエニバチルスポリミクサ(Paenibacillus polymyxa) RO3C16、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense) TY4D5、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis) S2C3、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris) VF2D2、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa) TY2B5、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui) TY2D5、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli) PG2A8、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌は非内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はプロテオバクテリア門に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、クレブシエラ属(Klebsiella sp.)、リゾビウム属(Rhizobium sp.)、ブラディリゾビウム属(Bradyrhizobium sp.)、オクロバクトラム属(Ochrobactrum sp.)、シノリゾビウム属(Sinorhizobium sp.)、キサントバクター属(Xanthobacter sp.)、メチロバクテリウム属(Methylobacterium sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、コサコニア属(Kosakonia sp.)、アゾトバクター属(Azotobacter sp.)、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、ハーバスピリラム属(Herbaspirillum sp.)、シュードモナス属(Pseudomonas sp.)、パラバークホルデリア属(Paraburkholderia sp.)、ラルストニア属(Ralstonia sp.)、ゲオバクター属(Geobacter sp.)、セラチア属(Serratia sp.)、パントエア属(Pantoea sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、エンテロバクター属(Enterobacter sp.)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)S3C10を含む。いくつかの実施形態では、細菌は放線菌門に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はストレプトマイセス属(Streptomyces sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、フランキア属(Frankia sp)を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、シアノバクテリア門に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌はシアノバクテリア属(Cyanobacteria sp)を含む。いくつかの実施形態では、細菌はクロロフレクサス門(Cloroflexi phylum)に属する細菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌を含む。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、植物またはその一部の種皮と種子胚との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、植物またはその一部の被膜として配置される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、畝間(in-furrow)処理技術によって植物またはその一部に適用される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、噴霧手法によって植物またはその一部に適用される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、灌漑システムを通じて植物またはその一部に適用される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、植物またはその一部の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルは方解石、アラレ石、ドロマイト、石灰石、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルはCaCO3、MgCO3、CaMg(CO3)2、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルの生成の促進は、アンモニアの生成と、上記植物またはその一部に由来するある植物が成長する培地のpHの増加とを含む。いくつかの実施形態では、その一部は植物種子であり、1つ以上の微生物は植物またはその一部の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙には天然に存在しない。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は単子葉植物または双子葉植物である。
【0009】
本開示の別の態様は、無機化を促進する方法であり、上記方法は、植物またはその一部と植物またはその一部に関連する1つ以上の微生物を培養する工程を含み、ここで、1つ以上の微生物は、重炭酸塩、炭酸塩、または1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された微生物であるか、または上記微生物に由来する。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は、商業植物、植物根、植物茎、植物葉、植物種子、植物果物、植物塊茎、または植物根粒である。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の微生物は、植物またはその一部の植物根または根圏に配置される。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の微生物は、灌漑システムによって、植物またはその一部の植物根または根圏に配置される。いくつかの実施形態では、灌漑システムは、畝間(in-furrow)処理技術を含む。いくつかの実施形態では、灌漑システムは、噴霧手法を含む。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は、植物またはその一部によって1つ以上のミネラルの生成を刺激するために、潅漑システムを介して微生物と一体化される苗に由来する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩は炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、炭酸塩は炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルは炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は根圏細菌を含む。いくつかの実施形態では、根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌を含む。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、灌漑システムによって植物またはその一部の植物根または根圏に配置される。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、アルファクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、ベータクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、ガンマクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、デルタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ゼータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、エータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、イオタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルは方解石、アラレ石、ドロマイト、石灰石、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルの生成の促進は、アンモニアの生成と、植物またはその一部が成長する培地のpHの増加とを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は1つ以上の根には天然に存在しない。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は単子葉植物または双子葉植物である。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は商業植物またはその一部を含む。いくつかの実施形態では、商業植物またはその一部は、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、エンドウマメ、キャベツ、果樹、堅果樹、森林木、草原、または芝草から本質的になる群で構成される。
【0010】
本開示の別の態様は、炭素を隔離する方法であり、上記方法は、植物またはその一部と植物またはその一部に関連する1つ以上の微生物を培養する工程を含み、ここで、1つ以上の微生物は、1つ以上の炭素質鉱物を生成するか、その形成を促進し、それによって炭素を隔離するように選択された微生物であるか、または上記微生物に由来する。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は、植物根、植物茎、植物葉、植物種子、植物果物、植物塊茎、または植物根粒である。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は商業植物またはその一部を含む。いくつかの実施形態では、商業植物またはその一部は、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、エンドウマメ、キャベツ、果樹、堅果樹、森林木、草原、または芝草から本質的になる群で構成される。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭素質鉱物は、1つ以上のガス状の炭酸化種を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のガス状の炭酸化種は、一酸化炭素、メタン、または二酸化炭素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のガス状の炭酸化種は、二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、植物に関連する1つ以上の微生物は、植物またはその一部の植物根または根圏に配置される。いくつかの実施形態では、植物に関連する1つ以上の微生物は、灌漑システムによって、植物またはその一部の植物根または根圏に配置される。いくつかの実施形態では、灌漑システムは、畝間(in-furrow)処理技術を含む。いくつかの実施形態では、灌漑システムは、噴霧手法を含む。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は、植物またはその一部によって1つ以上のミネラルの生成を刺激するために、潅漑システムを介して微生物と一体化される苗に由来する。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は根圏細菌を含む。いくつかの実施形態では、根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌を含む。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、灌漑システムによって植物またはその一部の植物根または根圏に配置される。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は1つ以上の根には天然に存在しない。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は単子葉植物または双子葉植物である。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、アルファクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、ベータクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、ガンマクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、デルタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ゼータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、エータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、イオタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。
【0011】
本開示の別の態様は1つ以上の微生物を含む組成物であり、ここで、1つ以上の微生物は、重炭酸塩、炭酸塩、または1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された微生物であるか、または上記微生物に由来する。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は、植物根、植物茎、植物葉、植物種子、植物果物、植物塊茎、または植物根粒である。いくつかの実施形態では、植物またはその一部は商業植物またはその一部を含む。いくつかの実施形態では、商業植物またはその一部は、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、エンドウマメ、キャベツ、果樹、堅果樹、森林木、草原、または芝草である。いくつかの実施形態では、重炭酸塩は炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、炭酸塩は炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルは炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、炭素はガス状炭素である。いくつかの実施形態では、ガス状炭素は二酸化炭素である。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、細菌は根圏細菌を含む。いくつかの実施形態では、根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む。いくつかの実施形態では、細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む。いくつかの実施形態では、細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌を含む。いくつかの実施形態では、植物またはその一部に関連する1つ以上の真菌は、灌漑システムによって植物またはその一部の植物根または根圏に配置される。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルは方解石、アラレ石、ドロマイト、石灰石、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のミネラルの生成の促進は、アンモニアの生成と、植物またはその一部が成長する培地のpHの増加とを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、アルファクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ベータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ガンマクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、デルタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、ゼータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、エータクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の炭酸脱水酵素は、イオタクラスに属する炭酸脱水酵素を含む。
【0012】
引用による組み込み
本明細書で言及されるすべての出版物、特許、および特許出願は、あたかも個々の出版物、特許、または特許出願が参照により組み込まれるように具体的かつ個々に指示される程度に、参照により本明細書に組み込まれる。引用により組み込まれる出版物および特許または特許出願が、本明細書に含まれる開示に矛盾する程度まで、本明細書は、そのような矛盾のある題材に取って代わること、および/または、上記題材よりも優先することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【0013】
特許または出願のファイルは、カラーで作成された少なくとも1つの図面を含む。カラーの図面を有するこの特許または特許出願公開のコピーは、必要な料金の請求および支払い後に当該事務局によって提供される。
【0014】
本明細書に記載される方法および組成物の新規な特徴は、添付の請求項で具体的に説明される。本明細書に記載される方法および組成物の原則が用いられている具体的な実施形態を説明する以下の詳細な記載、および、添付の図面を参照することで、本明細書に記載される方法と組成物の特徴と利点がより良く理解されるであろう。
【
図1】植物の根圏における高いCO
2濃度は、炭酸脱水酵素を生成する微生物によって媒介される炭素を隔離する機会を表している。
【
図2】本明細書に記載される2段階の植物強化戦略を描いている。(101)は、単子葉植物の種子を例示している。本明細書に記載される種子処理プロセスは、アリューロン層(103)と果皮(102)との間に細菌(またはその内生胞子)(106)を組み込む。アリューロン層(103)は、胚乳(104)を外層から分離している。
【
図3】種子処理プロセス(Microprime(商標)種子処理プロセス)を示すプロセス図である。
【
図4】安定した微生物技術の種子処理(Microprime(商標)を得るための本方法を描いている。
【
図5A】Microprime(商標)種子処理後に細菌が位置するトウモロコシ種子(Zea mays)内部の空間を示す。
【
図5B】Microprime(商標)種子処理後に細菌が位置するトウモロコシ種子(Zea mays)内部の空間の拡大画像を示す。
【
図6A】発芽前のMicroprime(商標)トウモロコシ種子内部のバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)(S3C23株)内生胞子の個体群増加および個体群増加の対数をそれぞれ描いている。Murashige and Skoog 50%培地を用いた寒天プレートに播種した種子は、播種時のコロニー形成単位(CFU)が当初164,000であった。3日後には、種子内の個体群は7,200,000 CFU/種子のレベルに達した。各点は、1プールあたり5個の種子の3プールの平均±標準誤差を表す。
【
図6B】発芽前のMicroprime(商標)トウモロコシ種子内部のバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)(S3C23株)内生胞子の個体群増加および個体群増加の対数をそれぞれ描いている。Murashige and Skoog 50%培地を用いた寒天プレートに播種した種子は、播種時のコロニー形成単位(CFU)が当初164,000であった。3日後には、種子内の個体群は7,200,000 CFU/種子のレベルに達した。各点は、1プールあたり5個の種子の3プールの平均±標準誤差を表す。
【
図7A】発芽前のMicroprime(商標)イネ種子内部のバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)(S3C23株)内生胞子の個体群増加および個体群増加の対数をそれぞれ描いている。Murashige and Skoog 50%培地を用いた寒天プレートに播種した種子は、播種時のコロニー形成単位(CFU)が当初51,167であった。3日後には、種子内の個体群は36,666,667CFU/種子のレベルに達した。各点は、1プールあたり5個の種子の3プールの平均±標準誤差を表す。
【
図7B】発芽前のMicroprime(商標)イネ種子内部のバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)(S3C23株)内生胞子の個体群増加および個体群増加の対数をそれぞれ描いている。Murashige and Skoog 50%培地を用いた寒天プレートに播種した種子は、播種時のコロニー形成単位(CFU)が当初51,167であった。3日後には、種子内の個体群は36,666,667CFU/種子のレベルに達した。各点は、1プールあたり5個の種子の3プールの平均±標準誤差を表す。
【
図8A】発芽前のMicroprime(商標)大豆種子内部のバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)(S3C23株)内生胞子の個体群増加および個体群増加の対数をそれぞれ描いている。Murashige and Skoog 50%培地を用いた寒天プレートに播種した種子は、播種時のコロニー形成単位(CFU)が当初123,333であった。3日後には、種子内の個体群は674,666,667CFU/種子のレベルに達した。各点は、1プールあたり5個の種子の3プールの平均±標準誤差を表す。
【
図8B】発芽前のMicroprime(商標)大豆種子内部のバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)(S3C23株)内生胞子の個体群増加および個体群増加の対数をそれぞれ描いている。Murashige and Skoog 50%培地を用いた寒天プレートに播種した種子は、播種時のコロニー形成単位(CFU)が当初123,333であった。3日後には、種子内の個体群は674,666,667CFU/種子のレベルに達した。各点は、1プールあたり5個の種子の3プールの平均±標準誤差を表す。
【
図9】Microprime(商標)トウモロコシ種子処理後1~18ヶ月の期間における、Microprime(商標)トウモロコシ種子内部のバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)内生胞子(S3C23株)の生存率を描いている。各時点は1プールあたり5個の種子の3プールの平均±標準誤差を表す。18ヶ月でのS3C23 Microprime(商標)種子の発芽率は、未処理の種子と同じで、98.33%(n=60種子/処理)であった。
【
図10】参照によりその全体が本明細書に組み込まれるZhuang et al,2018によるプロトコルである、4-ニトロフェニル酢酸の4-ニトロフェノールと酢酸への酵素的加水分解によって測定される、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)(S3C23株)の液体培養物から調製したライセートサンプルの炭酸脱水酵素活性を描いている。値は、炭酸脱水酵素(CA)活性/総タンパク質(mg/ml)として与えられる。サンプル中の活性は、炭酸脱水酵素の予想されるpH依存性と一致して、pH7.5と比較してpH8.5で急な増加を示す。
【
図11】炭酸カルシウム(CaCO
3)としての、炭酸イオンと炭酸水素イオンの酵素誘導沈殿を描いている。バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)(S3C23株)、または組換えウシ炭酸脱水酵素、またはウシ血清アルブミン(BSA、陰性対照)から調製したライセートを、CaCl
2(最終濃度100mM)およびトリスpH8(最終濃度200mM)および50%CO
2飽和水(最後に添加して反応を開始させる)と混合した。炭酸カルシウムの形成までの時間を目視で評価し、記録した。値は非生物的なCaCO
3沈殿までの時間に正規化される。組換えウシCAは、用量依存的に沈殿を急速に誘導した。500ulのS3C23ライセートは、非生物学的沈殿よりも著しく速く沈殿を誘導した。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の様々な実施形態が本明細書中で示され、記載されているが、このような実施形態はほんの一例として提供されるものであることは、当業者に明らかであろう。多くの変更、変化、および置換は、本発明から逸脱することなく当業者に理解され得る。本明細書に記載される本発明の実施形態の様々な代案が利用され得ることを理解されたい。
【0016】
植物栽培に使用される土地は、植物の根と土壌のマイクロバイオームの呼吸の結果として、大気中のCO2レベルと比較して著しく上昇したCO2レベルであるため、CO2隔離のための理想的な場所を提供する。
【0017】
本明細書に記載されるように、植物種子および植物種子由来の植物は、植物が栽培される土壌の所定の区画における重炭酸塩の生成およびミネラルの形成を増強するために、本明細書に記載される1つ以上の微生物で改変することができる。重炭酸塩生成の緩慢な速度制限的な工程は、炭酸脱水酵素(CA)と呼ばれる酵素を使用することで早めることができる。亜鉛を含む金属酵素であるCAは、CO2の重炭酸塩への可逆的な水和を触媒し、プロトンは非酵素的なプロセスよりも約107高い。CAは、CO2の可逆的な水和を触媒することが知られている最も早い酵素であり、異なるタイプのCAの典型的な速度は、10-106s-1に達する場合がある。CAは動物、植物、古細菌、および細菌に遍在して分布している。これには、細胞内や細胞外のCAを生成する土壌中で共通して見られる多くの真菌や細菌も含まれる。CAのCO2に対する選択性が極めて高いため、それは他の汚染ガスと混合されたガスのCO2隔離のための完璧な候補となる。大気中のCO2を、様々なカチオンと反応することによって沈殿してミネラルを形成することができる重炭酸塩(HCO3-)に隔離するCAの役割を示す説得力のある証拠が数多くある(20、21)。
【0018】
本開示によれば、1つ以上の微生物が、土壌の所定の区画において所望の量のHCO3-を生成するのに十分な高いCA活性またはCA活性に基づいて選択されてもよい。これらの微生物は、本明細書に記載されるように、様々な植物種子、植物、および/または根の根圏に関連し得る。いくつかの実施形態では、CAの発現レベルが低い微生物は、CAの発現を増強するように遺伝子改変することができる。いくつかの実施形態では、CAを発現しない微生物は、CAを発現するように遺伝子改変することができる。
【0019】
本明細書に記載される組成物に由来する植物は、土壌中の重炭酸塩とミネラル形成を増強するために、土壌の所定の区画で栽培することができる。
【0020】
炭酸脱水酵素(CA)によって誘導される無機化プロセスは、CO2の炭酸水素イオンへの可逆的な水和から始まる(式1に示す)。
CO2+H2O⇔HCO3
-+H+ (1)
【0021】
加水分解による重炭酸塩からの炭酸イオンの生成は、無機化における第2段階である(式2に示す)。これらの炭酸イオンおよび炭酸水素イオンは、培地のpHを上昇させる。培地のpHは、微生物によるアンモニアの生成によって、さらに最大で9.2まで上昇することがある。
HCO3
-+OH-⇔CO3
2-+H2O (2)
【0022】
無機化の最終段階は、カチオンによる炭酸イオンと炭酸水素イオンの沈殿を含む(式3)。
Ca2++CO3
2-→CaCO3 (3)
【0023】
土壌が天然に存在する異なるタイプのカチオンを有するため、根および/または根圏に見られるCA発現土壌微生物は、CO2をミネラルに持続的に変換するのによく適している。CAは、炭酸塩や重炭酸塩を大量に放出することによって液体培地中のいくつかのミネラルの過飽和を上昇させるという副次的な役割も果たすことができる。バイオミネラリゼーションプロセスは、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)の炭酸塩のバイオミネラリゼーションにおいてある役割を果たすlcfAとして知られる遺伝子群(lcfA、ysiA、ysiB、etfB、およびetfAの5つの遺伝子で構成される)によってさらに加速することができる。
【0024】
今日まで、効果的なCO2隔離のために、CO2放出部位(根)に微生物を100%確実に送達できる技術は利用可能でない。本明細書に記載される組成物をMicroprime(商標)と統合することは、土壌の生産性を維持するだけでなく、さもなければ大気中に放出され得るCO2を捕捉するために、農業の実践において非常に適している。さらに、本明細書に記載された方法および組成物は、1エーカーあたり0.20ドルしかかからず、農地または作物のいずれにも脅威を与えない環境に優しく作製された環境微生物を使用するため、費用対効果が高い。
【0025】
本明細書に記載される微生物は、炭素出力のレベルを減少させ、したがって、様々な形態でCO2を捕捉することによって地上の炭素隔離を増加させるであろう。本明細書に記載される微生物は、CO2を複数の微生物産物に効率的に捕捉するための様々な機構を採用する。顕著な産物の1つは、重炭酸塩およびミネラル(固形物)であろう。ミネラルは、方解石、アラレ石、ドロマイト、および石灰石を含み得る。微生物産物の1つである石灰石(CaCO3)は、気体のCO2を隔離する以外に、農地に有益である。土壌に方解石が形成されることで、農家が土壌の生産性を維持するために石灰石による処理を使用する必要性をなくすことができる。石灰石は土壌の構造を改善し、pHを上昇させる。
【0026】
植物種子と細菌を含む組成物
特定の態様では、植物種子と、前記植物種子に関連する1つ以上の微生物とを含む、組成物が本明細書に開示され、ここで、前記1つ以上の微生物は、1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された微生物であるか、または上記微生物に由来する。
【0027】
バイオプライミングと種子処理方法:Microprime(商標)
典型的な種子のプライミングプロトコルは、必要なプライミング剤(無機塩および有機塩、ナノ粒子、植物成長制御物質、ならびに/または植物成長促進細菌)を含む任意の溶液に種子を浸し、その後、種子を再乾燥させる工程を含む。これにより、Heydecker et al.,1973;Mahakham et al.,2017;McDonald,1999;Song et al.,2017;Wright et al.,2003(その全体において参照により本明細書に組み込まれる)において示されるように、幼根の出現以外の発芽プロセスが開始される。浸透圧溶液を用いた種子プライミング(オスモプライミング)は、何十年も前から行われており(Heydecker et al.,1973)、現在では選択された高価値の園芸用種子において一般的な商習慣となっている。この概念は、穀物やマメ科の作物におけるハイドロプライミングにも拡張され、「農場での」プライミング技術が復活した(Harris et al.,2001)。近年では、いくつかの金属および炭素ベースのナノ粒子(例えば、AgNPs16、AuNPs5、CuNPs17,18、ZnNPs17,18、フラーレン22(fullerene22)および炭素23のナノチューブなど)が、いくつかの作物における種子の発芽、苗の成長、およびストレス耐性を促進するための種子プライミング剤として適用されている(Mahakham et al.,2017)。異なるプライミング技術(例えば、ハイドロプライミング、オスモプライミング、ナノプライミングなど)の中でも、この手順が微生物細胞を用いて行われる際に、種子内の内部空間は、細菌の接種およびコロニー形成のための潜在的に理想的な条件を有している(McQuilken et al., 1998; Ashraf and Foolad, 2005; Bennett et al., 2009; Tabassum et al., 2018; Wright et al.,2003。上記文献はその全体において参照により本明細書に組み込まれる)。
【0028】
90年代初頭から、バイオプライミング方法は広範囲の作物に広く使用されており、環境に優しい農業技術として間違いなく認められている(O’Callaghan,2016;Taylor and Harman,1990。上記文献はその全体において参照により本明細書に組み込まれる)。バイオプライミング技術は、種子の外側に、微生物全体、その滲出物、またはいくつかの生物学的に活性な化合物を適用するものと誤って定義されることがしばしばある(El-Mougy and Abdel-Kader,2008;Muller and Berg,2008;Song et al.,2017;Saber et al.,2012によって提供される。上記文献はその全体において参照により本明細書に組み込まれる)。より正確には、バイオプライミングは、苗の出芽速度と均一性を促進し、および、植物の形質も改善することによって、生物学的要素(有益な微生物を種子に接種すること)と生理学的要素(種子の水和)を種子に組み込む。微生物を用いて処理された種子は、微生物を用いた種子処理を行っている間は細胞が生きている可能性があるため、添加した微生物のコロニー形成と増殖が種子の内部で生じなければならないという点で、他の生物学的種子処理とは根本的に異なる。しかしながら、これまでの文献では、その違いを詳細に説明しているものはほとんどない。具体的には、1)関連する時間枠(数ヶ月)を通じた種子内の生物学的薬剤の生存および/または増殖、2)処理後数ヶ月後の種子の有効期間と効果的な発芽、3)種子を保存した関連時間後の有効なマイクローブ(microbe)の接種と植物との相互作用、4)経済的に実行可能な方法論(種子処理に必要な時間、投入物(inputs)、およびエネルギーなどの関連要因を考慮する)であって、拡張性があり、したがって従来の種子ビジネスモデルの中で実施可能なもの、についての結果や研究はまだ報告されていない。さらに、バイオオスモプライミングは、細菌コーティング手順と関連付けられる場合に、発芽の均一性と植物の成長形質を大幅に増強することが実証されている(Bennett et al.,2009;Raj et al.,2004;Sharifi,2011;Sharifi et al.,2011;Shariffi et al.,2012。上記文献はその全体において参照により本明細書に組み込まれる)。複数の研究者が、20分から数日までのインキュベーション時間を報告している(Bennett et al.,2009;Bennett and Whipps,2008b,2008a;Murunde and Wainwright,2018。上記文献はその全体において参照により本明細書に組み込まれる)。同様に、細胞懸濁液は、種子1グラム当たり105から109細胞の広範な範囲であり、生物学的薬剤のタイプ(すなわち、胞子、内生胞子、または栄養細胞)に依存していた(Wright et al., 2003; Saber et al., 2012; Raj et al., 2004; Murunde and Wainwright, 2018)。実際に、バイオプライミングはさまざまな研究者によっていくつかの方法で実践され、説明されてきたが、依然として曖昧なアプローチであり、探求と議論が必要である(Bennett et al.,2009;Callan et al.,1990, 1991;Chakraborty et al.,2011;Mirshekari et al.,2012;Moeinzadeh et al.,2010;Raj et al.,2004;Reddy, 2013;Sharifi, 2011;Sharifi et al.,2011;Sharifi et al.,2012。上記文献はその全体において参照により本明細書に組み込まれる)。
【0029】
最新技術によれば、キュウリ植物で免疫性を引き起こすためのバチルス属(Bacillus sp.)滲出物が、Songらによって説明された(Song et al.,2017)。このアプローチは、方法と範囲の両方において、いくつかの誤解を招く結果となっている。なぜなら、それは、1)細菌接種物またはそれ由来の植物成長促進剤を使用せず、代わりに、ペプチドをベースとした化合物によって、種子が生体刺激されていること、2)種子発芽の初期の休眠後の段階で、微生物またはその滲出物を胚に接触させるために、生きた微生物を種子の中に組み込んでいないこと、3)生物学的薬剤(例えば、シクロジペプチド)が種子に入って、植物胚の初期段階(果皮が破れる前)でPGP効果(遺伝子発現の変化)を刺激したかどうかを確認していないこと、4)経時的な植物免疫トリガーのエリシターの安定性について知らせていないこと、が理由である。この最後の問題は、商業的に実現可能な農業用微生物技術が、現在の農業流通システムに適合するためには、比較的長い期間(例えば、6ヶ月超)にわたって安定していなければならないため、特に重要である。加えて、この参照された研究で使用された生物学的プライミング剤は、経時的に特に不安定であり、生物学的および非生物学的な環境要因(例えば、温度、pH、他の微生物による生分解活性など)によって変化しやすい。
【0030】
Serratia plymuthica株HRO-C48は、種子への接種手順のための生物学的薬剤として報告されている(Muller and Berg,2008)。この研究では、ペレット化、膜コーティング、およびバイオオスモプライミングの3つの異なる技術を比較することを試みた。種子処理と保存の直後に種子あたりの細胞数を測定したにもかかわらず、著者らは、農業分野で商業的に実現可能な製品の有効期間を正確に定量化することができなかった。実際に、HRO-C48株の生存率は、極めて短い保存期間(30日)に測定されただけであった。著者らが報告したその他の曖昧なトピックは、1)種子浸漬のために高い初期細胞密度が調整されたこと、2)生物学的薬剤の存在下での種子の長いインキュベーション時間(12時間と報告されている)が使用されたことから、バイオプライミングの最適化手順に依存している。確かに、このような態様はすべて、この方法を工業的および商業的に実施するための実行可能なパラメータではないことが多い(Muller and Berg,2008)。
【0031】
種子の内部に合成の微生物製剤を組み込むことを指摘した他のいくつかの研究も、最新技術で報告された。例えば、米国特許出願第2016/0338360A1号および米国特許出願第2016/0330976A1号は、有益な細菌を含む種子について言及している。これらの参照された研究の両方で提示された方法は、最終的に所望の微生物を含む種子を得るために、花や植物の異なる部分を直接接種することに基づいている(Mitter et al,2016a,2016b。上記文献はその全体において参照により本明細書に組み込まれる)。
【0032】
先に記載された問題点に直接取り組む、従来のバイオプライミング技術に代わる新しく、効果的で信頼性の高いものが本明細書で開示されている。Microprime(商標)と命名された提案された種子処理方法は、所望の微生物を有する商業的な種子を得るための、十分に設計され、計算され、実行され、および制御されたプロセスである。正確には、工業的にスケーラブルなプロセスを通じて、単一の微生物および/または微生物の合成コンソーシアム、ならびに/あるいはその滲出物、ならびに/あるいは、その個別化された生体分子を、種子の内部に組み込む、安定した微生物による種子処理方法であって、プロセスのコスト、時間およびエネルギー、経時的な技術の安定性(植物胚と接種剤の両方)、複数の土壌への適合性、異なる環境条件下での安定性、および農業投入物のための従来の流通チェーンとの適合性を考慮したものが、本明細書で開示されている。この方法は、種子内の浸透性を高める界面活性剤、および/または種子内部の微生物のコロニー形成を促進する栄養素の群、および/または細菌内生胞子形成を促進する補助試薬に加えて、特定の量の有益な微生物または微生物の合成コンソーシアム、および/または、その滲出物、および/または、その個別化された生体分子を補充した浸透活性液体培地の水溶液中での、種子の制御された、経済的、かつ迅速な吸水を含む。生物学的薬剤の生存と、処理済み種子の有効期間の延長は、Microprime(登録商標)種子技術によって保証されている。
【0033】
本明細書で開示される組成物と方法は、植物の形質を可能にし、その収量を高めるための新しい戦略を提唱する。この戦略は、以下に説明する特定の種子処理方法(Microprime(商標))の実施によって達成される、植物種子における2つの効果に基づいている:
【0034】
1.種子への機能的な細菌の負荷:現在の種子処理方法の実施により、内生胞子形成細菌および/または内生胞子が種子に負荷される。Microprime(商標)種子処理の結果、
図2および
図5Aと
図5Bに示すように、種子果皮とそのアリューロン細胞層との間に位置する間隙中に、内生胞子形成細菌および/または内生胞子が種子に割り当てられる。種子に組み込まれる内生胞子形成細菌および/または内生胞子は、植物の根圏に効果的にコロニーを形成する能力を持ち、および、それを重炭酸塩と究極的には炭酸塩鉱物に変換することによってCO
2を隔離する能力も持つ菌株に対応する。選択された細菌の内生胞子変換能力と種子内への割り当てにより、Microprime(商標)種子処理後および全商業的保管期間中の安定性が保証される。このプロセスは、経時的な細菌細胞数によって確認される。
【0035】
本明細書で開示される方法と組成物が価値を持ち、実際に産業規模で適用可能であるためには、この方法がコスト効率が良く、拡張可能であることが必要である。本明細書で開示されるような種子処理プロセスでは、時間、投入物、およびエネルギーを必要とする複数の工程がある。本明細書で開示される方法と組成物は、種子処理の処理コストと時間を可能な限り低くすることを最優先事項としている。Microprime(商標)法は、種子処理プロセスを室温(20~24℃)で行う際に効果的なものにする一方で、種子の浸漬を20分~16時間未満で行うことを目指している。後者を実現するのは簡単なことではない。なぜなら、Microprime(商標)種子処理後の種子内の細菌、内生胞子形成細菌、および/または内生胞子が望ましい最小数であることに加えて、細菌が時間の経過とともに安定して生存し続けることが必要であるため、Microprime(商標)種子処理を行っていない従来の種子と同じように、種子(生成物として)は保管、包装、物流、および播種のプロセスを経ても影響を受けない可能性があるからである。
【0036】
提唱された方法論は、事前に消毒された種子を、栄養素、界面活性剤、および塩を含む種子処理培地(以下、Microprime(商標)溶液)に浸すことからなる。
図3は、種子処理プロセスを描いたプロセス図を示す。
【0037】
細菌種子処理の安定性
種子内部の細菌の経時的な安定性は、対処が簡単な問題でも明確な問題でもない。本明細書で開示される種子処理方法(Microprime(商標)種子処理)を用いて細菌を種子に組み込む際に、トウモロコシ種子の場合、細菌が位置している種子内部の場所を、
図5Aと
図5Bに示す。
【0038】
図5Aでは、Microprime(商標)種子処理後に赤色蛍光タンパク質(RFP)でマークされた細菌が留まっているトウモロコシ種子内の空間を理解することができる(ピンク色の線維)。この場所は、胚乳と胚を外層から隔てている、種子果皮と種子のアリューロン細胞層との間の間隙である。ここは、ある種の微生物が限られた期間、快適に過ごすことができ、その後、利用可能な栄養素の枯渇により必然的に細胞が死滅する場所であるか、または、ある種の特定の微生物の場合、内生胞子形成(endosporulation)(ファーミキューテス門、プロテオバクテリア門、および放線菌門からの細菌)のプロセスを開始する場所である。前述の場所に蓄積することの利点は、他の微生物または脱水などの微生物の即時的な統合性に影響を与える可能性のある外的要素から微生物が保護されることである。
【0039】
栄養素の不足による長期間の生存率の問題に取り組むためには、それに対処する細菌の種類によって方法論が変わってくる。特定の条件下で(主に実現可能性のリスクを感じるシナリオで)、増殖を停止し、内生胞子と呼ばれる物理的な状態に入る能力を持つ細菌がいる。内生胞子として、細菌は、長期間にわたって栄養素がないこともある休眠状態のシナリオに入る。内生胞子を生成する能力を持つ、主にファーミキューテス門、プロテオバクテリア門、および放線菌門からの細菌について、Microprime(商標)溶液は特定の塩で補充され、これは種子に組み込まれると、細菌がこの休眠状態に入るように仕向ける。後者を行うことで、種子の中の細菌の生存率を長期的に保証する。水分と栄養素のある好条件下で内生胞子が再度見られるとき(例えば、種子を蒔くとき)、それは活性細菌状態(栄養細胞)に戻り、正常な機能と栄養生殖を開始する。
【0040】
別の戦略は、種子処理プロセスを実行している間に細菌に転換を迫るのではなく、Microprime(商標)溶液に内生胞子を直接補充することである。後者は、Microprime(商標)の種子処理後に見られる種子あたりの内生胞子の観点で、より良い収量を示した。
【0041】
次の表1は、内生胞子に転換する能力のために、この提唱された新規な種子処理の特別な関心対象となっているいくつかの細菌属を示している。
【0042】
【0043】
Bacillus属の細菌は、内生胞子形成能力が最も恵まれている細菌のうちの1つである。種子内で細菌を十分に増殖させるためには、Microprime(商標)溶液に、選択した細菌と特に適合性に優れた栄養素を補充するか、あるいは、種子に組み込むべき所望の細菌の内生胞子をMicroprime(商標)溶液に直接添加することが必要である。
【0044】
種子胚の生物学的プライミング
本開示の方法は、先に説明したように設計された細菌組成物による植物種子の処理(Microprime(商標)種子処理)を企図している。このような処理は、細菌の組み込みを可能にするために種子の浸透圧を採用することができ、化学的プライミング剤を種子に導入するためにSmithらによって最初に記載された処理は、現在オスモプライミングと呼ばれている。しかし、本開示の方法は、休眠中の種子への細菌個体群の組み込みに適応されており、休眠が終了し、適切な環境条件または農学的条件が発芽の第1段階を誘導した後に、胚の直接的な生物学的プライミングによって、出現した小植物の早期条件付けを生成するか、またはその形成を促進することを目的としている。この新規なアプローチは、生物学的プライミングを生成するか、またはその形成を促進するように設計された従来の細菌製剤に対して、前例のない利点を提供する。なぜなら、組み込まれた細菌は休眠種子内で保護され、それ自体によって、またはその滲出物の作用によって、可能な限り初期の発育段階から胚の永続的なプライミングを生成するか、またはその形成を促進するように都合よく配置されるからである。さらに、処理された種子は、操作、栄養添加剤、防腐剤、または灌漑に関する追加の要件なく、かつ、害虫または植物病害の制御剤に関する不適合性の制限もなく、標準的な農学的慣行に従って、通常の輸送、貯蔵、コーティングペレット化、および播種処理に利用可能である。したがって、本明細書に記載される方法(Microprime(商標)種子処理)は、種子のバイオプライミング(Mahmood et al.,2016)から明らかな利点も提供する。なぜなら、上記文献の方法は、貯蔵生存率を低下させ、操作および処理の実現性を制限する、種子の事前発芽と休眠停止反応を含むからである。
【0045】
加えて、本開示の方法は、微生物の成長のためのリアクターとして親植物を使用して、または植物の性器官を接種することによって種子を接種すると以前に報告された方法とは異なる(Mitter et al., 2016a; Mitter et al., 2016b)。このような方法は、最終的に種子に組み込むことができる細菌の種類に本質的な偏りがあることを暗に意味している。なぜなら、成功する接種剤は、植物の標的器官または組織内で生存し、内在性微生物と競合し、自ら種子の内部空間に接近しなければならないからである。本明細書で提示されるMicroprime(商標)戦略は、内部寄生能力または組織の生存に妨げられることはない。なぜなら、人工的に組み込まれた細菌は内部共生体である必要はなく、成熟した植物の防御反応に直面する必要もなく、または、内部寄生微生物群を凌駕する必要もないが、植物の分子プライミングを生成またはその形成を促進するために、十分に長く生存するか、その滲出物が植物の胚に到達できることしか要求されないからである。
【0046】
上記の固有の利点および差別化される特徴により、本開示の方法は、細菌植物成長刺激に関与する技術の当業者にとって非自明である。実際に、この戦略を成功させるためには、ある重要な条件が処理組成物の候補となる細菌によって満たされなければならず、これは、植物成長促進微生物の標準的な配合では必ずしも考慮されていない。第一に、細菌組成物は、種子内での競争および/または拮抗作用を避けるために、上記の有効性と適合性の基準を用いて設計されなければならない。これらの効果がないことは、組成物を製剤化する前に実験的に評価されなければならない。種子の内在化は、設計された組成物に含まれる各細菌、決定される飽和曲線、および、保存時間と種子処理手順中の細菌の生存について評価されなければならない。さらに、種子内部組織の分析も、所望の細菌の存在と生存率、および他に対する各構成株の相対的な存在度を評価するために、実施されなければならない(
図4)。
【0047】
植物材料はさらに、特定の細菌組成物で処理する前に条件付けされなければならない。種子は、Microprime(商標)種子処理の有効性を決定しながら、バックグラウンドノイズを排除するために、殺菌されてもよい。
【0048】
Microprime(商標)が生じた後、病原体間の防御、非生物的ストレス耐性、および発育に関連するマーカー遺伝子の転写分析を決定して、処理された種子に対する有益な細菌の影響を確認しなければならない。この分析は、種子の休眠段階後に、ならびに、種子の果皮および胚乳の破裂と幼根の出現の前に、行われなければならない。休眠種子の以前の細菌処理に起因する発育中の胚における転写変化の評価も、方法論の検証において重要な工程である。なぜなら、これは、プライミング効果を迅速に確認するものであり、その結果は、発育中の植物組織および/または周囲の土壌もしくは成長基質の化学組成物の外側の種子からの他の微生物へのアクセスを含む、種子破裂後に現れる外部要因によっても影響されないからである。
【0049】
本明細書で開示される方法および組成物は、Microprime(商標)種子処理法にまとめることができ、この方法では、この方法では、室温および短期間の種子浸漬において種子への細菌細胞負荷を増加させるために、種子適合性細菌組成物、細菌適合性栄養素(非内生胞子形成細菌を使用する場合)、および界面活性剤と、内生胞子形成細菌の内生胞子への転換率を上昇させるために補充されたミネラルとを含む生理食塩水に、種子を組み込む。
【0050】
図3は、安定した微生物技術の種子処理を得るための本方法を描いている。
【0051】
改変植物種子
一態様では、微生物または種子に組み込まれた微生物の滲出物を含む改変植物種子が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、CO2を重炭酸塩および最終的に炭酸塩鉱物に変換することによってCO2を隔離する。いくつかの実施形態ではて、CO2は、重炭酸塩の形成によって隔離される。いくつかの実施形態では、CO2は、1つ以上の炭酸塩鉱物の形成によって隔離される。いくつかの好ましい実施形態では、微生物は、内生胞子形成細菌またはその内生胞子である。
【0052】
いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、種子の内部に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、果皮の下の種子に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、果皮とアリューロン細胞層との間で種子に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、種子の胚に接触する。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、種子の胚に接触しない。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、種子の胚乳に接触する。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、種子の胚乳に接触しない。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、種皮と種子胚との間の間隙で種子に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、種子の果皮と種子のアリューロン細胞層との間の間隙に組み込まれる。
【0053】
改変植物種子は、任意の種類の植物種子であってもよい。いくつかの実施形態では、改変種子は単子葉植物の種子である。いくつかの実施形態では、植物種子は、トウモロコシ、小麦、イネ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、またはモロコシの種子である。いくつかの実施形態では、植物種子はトウモロコシの種子である。いくつかの実施形態では、植物種子はトウモロコシ(Zea maize)の種子である。いくつかの実施形態では、種子はされたダイズ種子である。いくつかの実施形態では、種子はされたダイズ(Glycine max)種子である。いくつかの実施形態では、種子はされたイネ種子である。いくつかの実施形態では、種子はイネ(Oryza sativa)種子である。いくつかの実施形態では、改変種子は双子葉植物の種子である。いくつかの実施形態では、種子は、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、またはキャベツの種子である。いくつかの実施形態では、種子は遺伝子組換え生物(GMO)種子である。いくつかの実施形態では、種子は非GMO種子である。
【0054】
種子に組み込まれる微生物または滲出物の量は、土壌中にCO2を効果的に隔離するために十分なレベルのものでなければならない。いくつかの実施形態では、種子に組み込まれる微生物の量は、約250コロニー形成単位(CFU)~約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、種子に組み込まれる微生物の量は、約250CFU~約500CFU、約250CFU~約750CFU、約250CFU~約1,000CFU、約250CFU~約2,000CFU、約250CFU~約3,000CFU、約250CFU~約4,000CFU、約250CFU~約5,000CFU、約500CFU~約750CFU、約500CFU~約1,000CFU、約500CFU~約2,000CFU、約500CFU~約3,000CFU、約500CFU~約4,000CFU、約500CFU~約5,000CFU、約750CFU~約1,000CFU、約750CFU~約2,000CFU、約750CFU~約3,000CFU、約750CFU~約4,000CFU、約750CFU~約5,000CFU、約1,000CFU~約2,000CFU、約1,000CFU~約3,000CFU、約1,000CFU~約4,000CFU、約1,000CFU~約5,000CFU、約2,000CFU~約3,000CFU、約2,000CFU~約4,000CFU、約2,000CFU~約5,000CFU、約3,000CFU~約4,000CFU、約3,000CFU~約5,000CFU、または約4,000CFU~約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、種子に組み込まれる微生物の量は、約250CFU、約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、約4,000CFU、または約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、種子に組み込まれる微生物の量は、少なくとも約250CFU、約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、または約4,000CFUである。いくつかの実施形態では、種子に組み込まれる微生物の量は、最大で約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、約4,000CFU、または約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、少なくとも約500CFUが種子へ組み込まれる。いくつかの実施形態では、少なくとも約1000CFUが種子へ組み込まれる。
【0055】
いくつかの実施形態では、種子に組み込まれる微生物または滲出物は、長期間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変種子は、約3ヶ月間~約36ヶ月間、貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変種子は、約3ヶ月間~約6ヶ月間、約3ヶ月間~約9ヶ月間、約3ヶ月間~約12ヶ月間、約3ヶ月間~約15ヶ月間、約3ヶ月間~約18ヶ月間、約3ヶ月間~約21ヶ月間、約3ヶ月間~約24ヶ月間、約3ヶ月間~約30ヶ月間、約3ヶ月間~約36ヶ月間、約6ヶ月間~約9ヶ月間、約6ヶ月間~約12ヶ月間、約6ヶ月間~約15ヶ月間、約6ヶ月間~約18ヶ月間、約6ヶ月間~約21ヶ月間、約6ヶ月間~約24ヶ月間、約6ヶ月間~約30ヶ月間、約6ヶ月間~約36ヶ月間、約9ヶ月間~約12ヶ月間、約9ヶ月間~約15ヶ月間、約9ヶ月間~約18ヶ月間、約9ヶ月間~約21ヶ月間、約9ヶ月間~約24ヶ月間、約9ヶ月間~約30ヶ月間、約9ヶ月間~約36ヶ月間、約12ヶ月間~約15ヶ月間、約12ヶ月間~約18ヶ月間、約12ヶ月間~約21ヶ月間、約12ヶ月間~約24ヶ月間、約12ヶ月間~約30ヶ月間、約12ヶ月間~約36ヶ月間、約15ヶ月間~約18ヶ月間、約15ヶ月間~約21ヶ月間、約15ヶ月間~約24ヶ月間、約15ヶ月間~約30ヶ月間、約15ヶ月間~約36ヶ月間、約18ヶ月間~約21ヶ月間、約18ヶ月間~約24ヶ月間、約18ヶ月間~約30ヶ月間、約18ヶ月間~約36ヶ月間、約21ヶ月間~約24ヶ月間、約21ヶ月間~約30ヶ月間、約21ヶ月間~約36ヶ月間、約24ヶ月間~約30ヶ月間、約24ヶ月間~約36ヶ月間、または約30ヶ月間~約36ヶ月間、貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変種子は、約3ヶ月間、約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、約30ヶ月間、または約36ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変種子は、少なくとも約3ヶ月間、約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、または約30ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変種子は、最大で約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、約30ヶ月間、または約36ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。
【0056】
いくつかの実施形態では、種子に組み込まれた微生物は、組み込み後に安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、6ヶ月より長い間、1年より長い間、または2年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、6ヶ月より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、1年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、2年より長い間、安定している。
【0057】
植物種子に組み込まれる微生物またはその滲出物は、本明細書で提供される微生物のいずれか、または任意の他の微生物であってもよい。いくつかの実施形態では、微生物は、マイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成マイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成マイクローブ(microbe)またはその内生胞子である。いくつかの実施形態では、微生物は、本明細書で提供される微生物の内生胞子である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成細菌またはその内生胞子である。
【0058】
細菌を組み込む方法
一態様では、1つ以上の微生物またはその滲出物を1つ以上の植物種子に組み込む方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、上記方法は、植物種子を消毒する工程を含む。いくつかの実施形態では、上記方法は、1つ以上の微生物またはその滲出物を含む溶液と種子を接触させる工程を含む。いくつかの実施形態では、溶液は塩をさらに含む。いくつかの実施形態では、上記方法は、一定期間、種子を溶液とインキュベートする工程を含む。いくつかの実施形態では、一定期間は、所望の量の微生物またはその滲出物を植物種子に入れるのに十分なものである。いくつかの実施形態では、上記方法は、所望の量の微生物またはその滲出物を種子に組み込む。
【0059】
いくつかの実施形態では、上記方法は、塩を含む溶液に種子を接触させる工程を含む。任意の塩が使用されてもよい。いくつかの好ましい実施形態では、塩はNaClである。いくつかの実施形態では、塩は、NaCl、LiCl、KCl、MgCl2、CaCl2、NaBr、LiBr、KBr、MgBr2、CaBr2、NaI、LiI、KI、MgI2、またはCaI2である。いくつかの実施形態では、塩は、ナトリウムイオン、リチウムイオン、またはカリウムイオンを含む。いくつかの実施形態では、塩はアルカリ金属イオンを含む。いくつかの実施形態では、塩はアルカリ土類金属イオンを含む。いくつかの実施形態では、塩は、ハロゲン化物イオンを含む。いくつかの実施形態では、塩は、アルカリまたはアルカリ土類ハロゲン化物塩である。いくつかの実施形態では、塩は、塩化物イオン、臭化物イオン、またはヨウ化物イオンを含む。いくつかの実施形態では、塩は、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、または硝酸塩である。
【0060】
塩は任意の適切な濃度で溶液中に存在してもよい。いくつかの実施形態では、溶液は約0.85%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は約0.1%~約1.25%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は約0.1%~約2.0%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約0.1%~約0.25%、約0.1%~約0.5%、約0.1%~約0.6%、約0.1%~約0.7%、約0.1%~約0.75%、約0.1%~約0.8%、約0.1%~約0.85%、約0.1%~約0.9%、約0.1%~約0.95%、約0.1%~約1%、約0.1%~約1.25%、約0.25%~約0.5%、約0.25%~約0.6%、約0.25%~約0.7%、約0.25%~約0.75%、約0.25%~約0.8%、約0.25%~約0.85%、約0.25%~約0.9%、約0.25%~約0.95%、約0.25%~約1%、約0.25%~約1.25%、約0.5%~約0.6%、約0.5%~約0.7%、約0.5%~約0.75%、約0.5%~約0.8%、約0.5%~約0.85%、約0.5%~約0.9%、約0.5%~約0.95%、約0.5%~約1%、約0.5%~約1.25%、約0.6%~約0.7%、約0.6%~約0.75%、約0.6%~約0.8%、約0.6%~約0.85%、約0.6%~約0.9%、約0.6%~約0.95%、約0.6%~約1%、約0.6%~約1.25%、約0.7%~約0.75%、約0.7%~約0.8%、約0.7%~約0.85%、約0.7%~約0.9%、約0.7%~約0.95%、約0.7%~約1%、約0.7%~約1.25%、約0.75%~約0.8%、約0.75%~約0.85%、約0.75%~約0.9%、約0.75%~約0.95%、約0.75%~約1%、約0.75%~約1.25%、約0.8%~約0.85%、約0.8%~約0.9%、約0.8%~約0.95%、約0.8%~約1%、約0.8%~約1.25%、約0.85%~約0.9%、約0.85%~約0.95%、約0.85%~約1%、約0.85%~約1.25%、約0.9%~約0.95%、約0.9%~約1%、約0.9%~約1.25%、約0.95%~約1%、約0.95%~約1.25%、または約1%~約1.25%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約0.1%、約0.25%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.75%、約0.8%、約0.85%、約0.9%、約0.95%、約1%、または約1.25%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、少なくとも約0.1%、約0.25%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.75%、約0.8%、約0.85%、約0.9%、約0.95%、または約1%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、最大で約0.25%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.75%、約0.8%、約0.85%、約0.9%、約0.95%、約1%、または約1.25%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は約0.85%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約0.8%~約0.9%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約0.75%~約0.95%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約0.7%~約1%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約0.5%~約1.25%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約0.5%~約2%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、0.1~0.2%、0.2~0.3%、0.3~0.4%、0.4~0.5%、0.5~0.6%、0.6~0.7%、0.7~0.8%、0.8~0.9%、0.9~1.0%、1.0~1.1%、1.1~1.2%、1.2~1.3%、1.3~1.4%、または1.4~1.5%の塩(w/v)を含む。
【0061】
いくつかの実施形態では、溶液は追加の添加剤を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、ジメチルスルホキシド(DMSO)、1-ドデシルアザシクロヘプタン-2-オン、ラウロカプラム、1-メチル-2-ピロリドン(NMP)、オレイン酸、エタノール、メタノール、ポリエチレングリコール(Brij 35、58、98)、ポリエチレングリコールモノラウレート(例えば、Tween 20)、Tween 40(ポリオキシエチレン酸ソルビトールエステル)、Tween 60、Tween 80(非イオン性)、臭化セチルメチルアンモニウム(CTAB)、尿素、レシチン(大豆由来の固化脂肪酸)、キトサン、ポロクサマー188、ポロクサマー237、ポロクサマー338、ポロクサマー407、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、溶液は、ポリエチレングリコールモノラウレート(例えば、Tween 20)、ポロクサマー188、ポロクサマー237、ポロクサマー338、ポロクサマー407、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、溶液はポロクサマーを含む。いくつかの実施形態では、溶液は、ポリエチレングリコールモノラウレート(例えば、Tween 20)を含む。追加の添加剤は、任意の濃度で存在してもよい。いくつかの実施形態では、追加の添加剤は、最大で、溶液の約0.01%、0.05%、0.1%、0.125%、0.15%、0.2%、0.5%、または1%(v/v)を含む。いくつかの実施形態では、追加の添加剤は、溶液の約0.01%~約1%(v/v)を含む。いくつかの実施形態では、追加の添加剤は、溶液の約0.1%(v/v)を含む。
【0062】
いくつかの実施形態では、溶液は追加の金属イオンを含む。いくつかの実施形態では、溶液は、マグネシウム、カルシウム、マンガン、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、溶液はマグネシウムを含む。いくつかの実施形態では、溶液はカルシウムを含む。いくつかの実施形態では、溶液はマンガンを含む。いくつかの実施形態では、溶液はマグネシウムとカルシウムとを含む。いくつかの実施形態では、溶液はマグネシウムとマンガンとを含む。いくつかの実施形態では、溶液はカルシウムとマンガンとを含む。いくつかの実施形態では、溶液はマグネシウム、カルシウム、およびマンガンを含む。
【0063】
いくつかの実施形態では、溶液は、微生物のための1つ以上の栄養素を含む。いくつかの実施形態では、溶液は細菌の増殖培地を含む。いくつかの実施形態では、溶液は溶原培地(LB)、栄養ブロス、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、溶液は溶原培地を含む。いくつかの実施形態では、溶液は栄養ブロスを含む。
【0064】
いくつかの実施形態では、溶液は微生物を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103~約1017のコロニー形成単位(CFU)/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103~約104CFU/mL、約103~約105CFU/mL、約103~約106CFU/mL、約103~約107CFU/mL、約103~約108CFU/mL、約103~約109CFU/mL、約103~約1010CFU/mL、約103~約1012CFU/mL、約103~約1015CFU/mL、約103~約1017CFU/mL、約104~約105CFU/mL、約104~約106CFU/mL、約104~約107CFU/mL、約104~約108CFU/mL、約104~約109CFU/mL、約104~約1010CFU/mL、約104~約1012CFU/mL、約104~約1015CFU/mL、約104~約1017CFU/mL、約105~約106CFU/mL、約105~約107CFU/mL、約105~約108CFU/mL、約105~約109CFU/mL、約105~約1010CFU/mL、約105~約1012CFU/mL、約105~約1015CFU/mL、約105~約1017CFU/mL、約106~約107CFU/mL、約106~約108CFU/mL、約106~約109CFU/mL、約106~約1010CFU/mL、約106~約1012CFU/mL、約106~約1015CFU/mL、約106~約1017CFU/mL、約107~約108CFU/mL、約107~約109CFU/mL、約107~約1010CFU/mL、約107~約1012CFU/mL、約107~約1015CFU/mL、約107~約1017CFU/mL、約108~約109CFU/mL、約108~約1010CFU/mL、約108~約1012CFU/mL、約108~約1015CFU/mL、約108~約1017CFU/mL、約109~約1010CFU/mL、約109~約1012CFU/mL、約109~約1015CFU/mL、約109~約1017CFU/mL、約1010~約1012CFU/mL、約1010~約1015CFU/mL、約1010~約1017CFU/mL、約1012~約1015CFU/mL、約1012~約1017CFU/mL、または約1015~約1017CFU/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017CFU/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、少なくとも約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、または約1015CFU/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、最大で約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017CFU/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、少なくとも106~107CFU/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、1×103~1×104CFU/mL、1×104~1×105CFU/mL、1×105~1×106CFU/mL、1×106~1×107CFU/mL、1×107~1×108CFU/mL、1×108~1×109CFU/mL、1×109~1×1010CFU/mL、1×1010~1×1011CFU/mL、1×1011~1×1012CFU/mL、1×1012~1×1013CFU/mL、1×1013~1×1014CFU/mL、1×1014~1×1015CFU/mL、1×1015~1×1016CFU/mL、または、1×1016~1×1017CFU/mLの微生物を含む。
【0065】
いくつかの実施形態では、溶液は、種子質量あたり所望の量の微生物を含んでいる。いくつかの実施形態では、溶液は、約103~約1017のコロニー形成単位(CFU)/グラムの種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103~約104CFU/グラム、約103~約105CFU/グラム、約103~約106CFU/グラム、約103~約107CFU/グラム、約103~約108CFU/グラム、約103~約109CFU/グラム、約103~約1010CFU/グラム、約103~約1012CFU/グラム、約103~約1015CFU/グラム、約103~約1017CFU/グラム、約104~約105CFU/グラム、約104~約106CFU/グラム、約104~約107CFU/グラム、約104~約108CFU/グラム、約104~約109CFU/グラム、約104~約1010CFU/グラム、約104~約1012CFU/グラム、約104~約1015CFU/グラム、約104~約1017CFU/グラム、約105~約106CFU/グラム、約105~約107CFU/グラム、約105~約108CFU/グラム、約105~約109CFU/グラム、約105~約1010CFU/グラム、約105~約1012CFU/グラム、約105~約1015CFU/グラム、約105~約1017CFU/グラム、約106~約107CFU/グラム、約106~約108CFU/グラム、約106~約109CFU/グラム、約106~約1010CFU/グラム、約106~約1012CFU/グラム、約106~約1015CFU/グラム、約106~約1017CFU/グラム、約107~約108CFU/グラム、約107~約109CFU/グラム、約107~約1010CFU/グラム、約107~約1012CFU/グラム、約107~約1015CFU/グラム、約107~約1017CFU/グラム、約108~約109CFU/グラム、約108~約1010CFU/グラム、約108~約1012CFU/グラム、約108~約1015CFU/グラム、約108~約1017CFU/グラム、約109~約1010CFU/グラム、約109~約1012CFU/グラム、約109~約1015CFU/グラム、約109~約1017CFU/グラム、約1010~約1012CFU/グラム、約1010~約1015CFU/グラム、約1010~約1017CFU/グラム、約1012~約1015CFU/グラム、約1012~約1017CFU/グラム、または約1015~約1017CFU/グラムの種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017CFU/グラムの種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、少なくとも約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、または約1015CFU/グラムの種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、最大で約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017CFU/グラムの種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は1010CFU/グラム未満の種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は109CFU/グラム未満の種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は108CFU/グラム未満の種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は1011CFU/グラム未満の種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は約105~約109CFU/グラムの種子を含む。
【0066】
いくつかの実施形態では、溶液は約103~約1017コロニー細胞/グラムの種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103~約104細胞/グラム、約103~約105細胞/グラム、約103~約106細胞/グラム、約103~約107細胞/グラム、約103~約108細胞/グラム、約103~約109細胞/グラム、約103~約1010細胞/グラム、約103~約1012細胞/グラム、約103~約1015細胞/グラム、約103~約1017細胞/グラム、約104~約105細胞/グラム、約104~約106細胞/グラム、約104~約107細胞/グラム、約104~約108細胞/グラム、約104~約109細胞/グラム、約104~約1010細胞/グラム、約104~約1012細胞/グラム、約104~約1015細胞/グラム、約104~約1017細胞/グラム、約105~約106細胞/グラム、約105~約107細胞/グラム、約105~約108細胞/グラム、約105~約109細胞/グラム、約105~約1010細胞/グラム、約105~約1012細胞/グラム、約105~約1015細胞/グラム、約105~約1017細胞/グラム、約106~約107細胞/グラム、約106~約108細胞/グラム、約106~約109細胞/グラム、約106~約1010細胞/グラム、約106~約1012細胞/グラム、約106~約1015細胞/グラム、約106~約1017細胞/グラム、約107~約108細胞/グラム、約107~約109細胞/グラム、約107~約1010細胞/グラム、約107~約1012細胞/グラム、約107~約1015細胞/グラム、約107~約1017細胞/グラム、約108~約109細胞/グラム、約108~約1010細胞/グラム、約108~約1012細胞/グラム、約108~約1015細胞/グラム、約108~約1017細胞/グラム、約109~約1010細胞/グラム、約109~約1012細胞/グラム、約109~約1015細胞/グラム、約109~約1017細胞/グラム、約1010~約1012細胞/グラム、約1010~約1015細胞/グラム、約1010~約1017細胞/グラム、約1012~約1015細胞/グラム、約1012~約1017細胞/グラム、または約1015~約1017細胞/グラムの種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017細胞/グラムの種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、少なくとも約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、または約1015細胞/グラムの種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、最大で約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017細胞/グラムの種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は1010細胞/グラム未満の種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は109細胞/グラム未満の種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は108細胞/グラム未満の種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は1011細胞/グラム未満の種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は約105~約109細胞/グラムの種子を含む。
【0067】
いくつかの実施形態では、種子は、1つの種子あたり所望の量の微生物を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103~約1017のコロニー形成単位(CFU)/種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103~約104CFU/種子、約103~約105CFU/種子、約103~約106CFU/種子、約103~約107CFU/種子、約103~約108CFU/種子、約103~約109CFU/種子、約103~約1010CFU/種子、約103~約1012CFU/種子、約103~約1015CFU/種子、約103~約1017CFU/種子、約104~約105CFU/種子、約104~約106CFU/種子、約104~約107CFU/種子、約104~約108CFU/種子、約104~約109CFU/種子、約104~約1010CFU/種子、約104~約1012CFU/種子、約104~約1015CFU/種子、約104~約1017CFU/種子、約105~約106CFU/種子、約105~約107CFU/種子、約105~約108CFU/種子、約105~約109CFU/種子、約105~約1010CFU/種子、約105~約1012CFU/種子、約105~約1015CFU/種子、約105~約1017CFU/種子、約106~約107CFU/種子、約106~約108CFU/種子、約106~約109CFU/種子、約106~約1010CFU/種子、約106~約1012CFU/種子、約106~約1015CFU/種子、約106~約1017CFU/種子、約107~約108CFU/種子、約107~約109CFU/種子、約107~約1010CFU/種子、約107~約1012CFU/種子、約107~約1015CFU/種子、約107~約1017CFU/種子、約108~約109CFU/種子、約108~約1010CFU/種子、約108~約1012CFU/種子、約108~約1015CFU/種子、約108~約1017CFU/種子、約109~約1010CFU/種子、約109~約1012CFU/種子、約109~約1015CFU/種子、約109~約1017CFU/種子、約1010~約1012CFU/種子、約1010~約1015CFU/種子、約1010~約1017CFU/種子、約1012~約1015CFU/種子、約1012~約1017CFU/種子、または約1015~約1017CFU/種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017CFU/種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、少なくとも約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、または約1015CFU/種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、最大で約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017CFU/種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は1010CFU/種子未満を含む。いくつかの実施形態では、溶液は109CFU/種子未満を含む。いくつかの実施形態では、溶液は108CFU/種子未満を含む。いくつかの実施形態では、溶液は1011CFU/種子未満を含む。いくつかの実施形態では、溶液は約105~約109CFU/種子未満を含む。
【0068】
いくつかの実施形態では、種子は、1つの種子あたり所望の量の微生物を含む。いくつかの実施形態では、溶液は約103~約1017細胞/種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103~約104細胞/種子、約103~約105細胞/種子、約103~約106細胞/種子、約103~約107細胞/種子、約103~約108細胞/種子、約103~約109細胞/種子、約103~約1010細胞/種子、約103~約1012細胞/種子、約103~約1015細胞/種子、約103~約1017細胞/種子、約104~約105細胞/種子、約104~約106細胞/種子、約104~約107細胞/種子、約104~約108細胞/種子、約104~約109細胞/種子、約104~約1010細胞/種子、約104~約1012細胞/種子、約104~約1015細胞/種子、約104~約1017細胞/種子、約105~約106細胞/種子、約105~約107細胞/種子、約105~約108細胞/種子、約105~約109細胞/種子、約105~約1010細胞/種子、約105~約1012細胞/種子、約105~約1015細胞/種子、約105~約1017細胞/種子、約106~約107細胞/種子、約106~約108細胞/種子、約106~約109細胞/種子、約106~約1010細胞/種子、約106~約1012細胞/種子、約106~約1015細胞/種子、約106~約1017細胞/種子、約107~約108細胞/種子、約107~約109細胞/種子、約107~約1010細胞/種子、約107~約1012細胞/種子、約107~約1015細胞/種子、約107~約1017細胞/種子、約108~約109細胞/種子、約108~約1010細胞/種子、約108~約1012細胞/種子、約108~約1015細胞/種子、約108~約1017細胞/種子、約109~約1010細胞/種子、約109~約1012細胞/種子、約109~約1015細胞/種子、約109~約1017細胞/種子、約1010~約1012細胞/種子、約1010~約1015細胞/種子、約1010~約1017細胞/種子、約1012~約1015細胞/種子、約1012~約1017細胞/種子、または約1015~約1017細胞/種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017細胞/種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、少なくとも約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、または約1015細胞/種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、最大で約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017細胞/種子を含む。いくつかの実施形態では、溶液は1010細胞/種子未満を含む。いくつかの実施形態では、溶液は109細胞/種子未満を含む。いくつかの実施形態では、溶液は108細胞/種子未満を含む。いくつかの実施形態では、溶液は1011細胞/種子未満を含む。いくつかの実施形態では、溶液は約105~約109細胞/種子未満を含む。
【0069】
いくつかの実施形態では、微生物は細菌である。いくつかの実施形態では、細菌は内生胞子形成細菌である。いくつかの実施形態では、上記方法は、内生胞子形成細菌の内生胞子形成を誘導する工程を含む。いくつかの実施形態では、種子に組み込まれた細菌は、内生胞子である。いくつかの実施形態では、溶液は、内生胞子形成を引き起こすために1つ以上の成分を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、カリウム、硫酸第一鉄、カルシウム、マグネシウム、マンガン、またはそれらの組み合わせを含む。
【0070】
いくつかの実施形態では、方法は、種子を殺菌する工程を含む。いくつかの実施形態では、方法は、種子の表面を殺菌する工程を含む。殺菌された表面を有する種子を生成する任意の方法が採用されてもよい。いくつかの実施形態では、種子はブリーチ溶液で殺菌される。いくつかの実施形態では、種子は、1つ以上の微生物を含有する溶液中に種子を浸す前に殺菌される。いくつかの実施形態では、種子は殺菌された種子である。いくつかの実施形態では、種子は殺菌された表面を有する。本明細書で使用されるように、「殺菌すること」、「殺菌された」、および関連する用語(例えば、「消毒すること」など)は、殺菌されたものの上に生存している微生物が実質的にないことを示す。いくつかの実施形態では、種子は、微生物を含む溶液中で種子をインキュベートする前に、殺菌される。いくつかの実施形態では、種子は、微生物を含む溶液中で種子をインキュベートした後に、殺菌される。いくつかの実施形態では、殺菌剤が種子の表面に添加される。
【0071】
いくつかの実施形態では、殺菌または消毒された種子は、種子(例えば、種子の表面)上に生きている微生物を実質的に含まない。いくつかの実施形態では、無菌のまたは殺菌された種子は、種子上に1CFU未満、5CFU未満、10CFU未満、20CFU未満、30CFU未満、40CFU未満、または50CFU未満の微生物を含んでいる。
【0072】
いくつかの実施形態では、植物種子は、微生物を種子に組み込むのに十分な時間、微生物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約1分間~約960分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約1分間~約5分間、約1分間~約10分間、約1分間~約20分間、約1分間~約60分間、約1分間~約240分間、約1分間~約960分間、約5分間~約10分間、約5分間~約20分間、約5分間~約60分間、約5分間~約240分間、約5分間~約960分間、約10分間~約20分間、約10分間~約60分間、約10分間~約240分間、約10分間~約960分間、約20分間~約60分間、約20分間~約240分間、約20分間~約960分間、約60分間~約240分間、約60分間~約960分間、または約240分間~約960分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約1分間、約5分間、約10分間、約20分間、約60分間、約240分間、または約960分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、少なくとも約1分間、約5分間、約10分間、約20分間、約60分間、または約240分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、最大で約5分間、約10分間、約20分間、約60分間、約240分間、または約960分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約1分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約5分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約10分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約20分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約60分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約240分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約960分間、内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む溶液とインキュベートされる。
【0073】
いくつかの実施形態では、植物種子は、約1分間~約960分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約1分間~約5分間、約1分間~約10分間、約1分間~約20分間、約1分間~約60分間、約1分間~約240分間、約1分間~約960分間、約5分間~約10分間、約5分間~約20分間、約5分間~約60分間、約5分間~約240分間、約5分間~約960分間、約10分間~約20分間、約10分間~約60分間、約10分間~約240分間、約10分間~約960分間、約20分間~約60分間、約20分間~約240分間、約20分間~約960分間、約60分間~約240分間、約60分間~約960分間、または約240分間~約960分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約1分間、約5分間、約10分間、約20分間、約60分間、約240分間、または約960分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、少なくとも約1分間、約5分間、約10分間、約20分間、約60分間、または約240分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、最大で約5分間、約10分間、約20分間、約60分間、約240分間、または約960分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約1分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約5分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約10分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約20分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約60分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約240分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、植物種子は、約960分間、微生物またはその滲出物を含む溶液とインキュベートされる。
【0074】
いくつかの実施形態では、種子は所望の温度で、溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、種子は、約2~約40℃の温度で、溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、種子は、約2~約4℃、約2~約8℃、約2~約12℃、約2~約16℃、約2~約25℃、約2~約30℃、約2~約35℃、約2~約40℃、約4~約8℃、約4~約12℃、約4~約16℃、約4~約25℃、約4~約30℃、約4~約35℃、約4~約40℃、約8~約12℃、約8~約16℃、約8~約25℃、約8~約30℃、約8~約35℃、約8~約40℃、約12~約16℃、約12~約25℃、約12~約30℃、約12~約35℃、約12~約40℃、約16~約25℃、約16~約30℃、約16~約35℃、約16~約40℃、約25~約30℃、約25~約35℃、約25~約40℃、約30~約35℃、約30~約40℃、または約35~約40℃の温度で、溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、種子は、約2℃、約4℃、約8℃、約12℃、約16℃、約25℃、約30℃、約35℃、または約40℃の温度で、溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、種子は、少なくとも約2℃、約4℃、約8℃、約12℃、約16℃、約25℃、約30℃、または約35℃の温度で、溶液とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、種子は、最大で約4℃、約8℃、約12℃、約16℃、約25℃、約30℃、約35℃、または約40℃の温度で、溶液とインキュベートされる。
【0075】
いくつかの実施形態では、方法は、種子を乾燥させる工程を含む。いくつかの実施形態では、種子を、全種子水分の約10%まで乾燥させる。いくつかの実施形態では、種子を、全種子水分の約5%~約25%まで乾燥させる。いくつかの実施形態では、種子を、全種子水分の約5%~約8%、約5%~約10%、約5%~約12%、約5%~約15%、約5%~約20%、約5%~約25%、約8%~約10%、約8%~約12%、約8%~約15%、約8%~約20%、約8%~約25%、約10%~約12%、約10%~約15%、約10%~約20%、約10%~約25%、約12%~約15%、約12%~約20%、約12%~約25%、約15%~約20%、約15%~約25%、または約20%~約25%まで乾燥させる。いくつかの実施形態では、種子を、全種子水分の約5%、約8%、約10%、約12%、約15%、約20%、または約25%まで乾燥させる。いくつかの実施形態では、種子を、全種子水分の少なくとも約5%、約8%、約10%、約12%、約15%、または約20%まで乾燥させる。いくつかの実施形態では、種子を、全種子水分の最大約8%、約10%、約12%、約15%、約20%、または約25%まで乾燥させる。いくつかの実施形態では、種子を、種子の発芽を防ぐために乾燥させる。いくつかの実施形態では、種子を、種子を植える前に発芽を防ぐために乾燥させる。
【0076】
微生物を組み込むための製剤
1つの態様では、微生物、内生胞子、またはその滲出物を種子に組み込むための製剤が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、上記製剤は、1つ以上の微生物またはその内生胞子、および塩を含む。1つ以上の微生物は、本明細書で提供される微生物またはその内生胞子のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物は、1つ以上の内生胞子形成細菌またはその内生胞子を含む。いくつかの実施形態では、上記製剤は微生物の滲出物を含む。滲出物は、本明細書で提供される微生物のいずれかであってもよい。
【0077】
いくつかの実施形態では、製剤は溶液である。いくつかの実施形態では、製剤は水溶液である。
【0078】
いくつかの実施形態では、製剤は塩を含む。塩は、任意の適切な濃度で製剤中に存在してもよい。いくつかの実施形態では、製剤は、約0.85%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約0.1%~約1.25%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約0.1%~約2.0%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約0.1%~約0.25%、約0.1%~約0.5%、約0.1%~約0.6%、約0.1%~約0.7%、約0.1%~約0.75%、約0.1%~約0.8%、約0.1%~約0.85%、約0.1%~約0.9%、約0.1%~約0.95%、約0.1%~約1%、約0.1%~約1.25%、約0.25%~約0.5%、約0.25%~約0.6%、約0.25%~約0.7%、約0.25%~約0.75%、約0.25%~約0.8%、約0.25%~約0.85%、約0.25%~約0.9%、約0.25%~約0.95%、約0.25%~約1%、約0.25%~約1.25%、約0.5%~約0.6%、約0.5%~約0.7%、約0.5%~約0.75%、約0.5%~約0.8%、約0.5%~約0.85%、約0.5%~約0.9%、約0.5%~約0.95%、約0.5%~約1%、約0.5%~約1.25%、約0.6%~約0.7%、約0.6%~約0.75%、約0.6%~約0.8%、約0.6%~約0.85%、約0.6%~約0.9%、約0.6%~約0.95%、約0.6%~約1%、約0.6%~約1.25%、約0.7%~約0.75%、約0.7%~約0.8%、約0.7%~約0.85%、約0.7%~約0.9%、約0.7%~約0.95%、約0.7%~約1%、約0.7%~約1.25%、約0.75%~約0.8%、約0.75%~約0.85%、約0.75%~約0.9%、約0.75%~約0.95%、約0.75%~約1%、約0.75%~約1.25%、約0.8%~約0.85%、約0.8%~約0.9%、約0.8%~約0.95%、約0.8%~約1%、約0.8%~約1.25%、約0.85%~約0.9%、約0.85%~約0.95%、約0.85%~約1%、約0.85%~約1.25%、約0.9%~約0.95%、約0.9%~約1%、約0.9%~約1.25%、約0.95%~約1%、約0.95%~約1.25%、または約1%~約1.25%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約0.1%、約0.25%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.75%、約0.8%、約0.85%、約0.9%、約0.95%、約1%、または約1.25%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、少なくとも約0.1%、約0.25%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.75%、約0.8%、約0.85%、約0.9%、約0.95%、または約1%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、最大で約0.25%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.75%、約0.8%、約0.85%、約0.9%、約0.95%、約1%、または約1.25%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約0.85%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約0.8%~約0.9%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約0.75%~約0.95%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約0.7%~約1%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約0.5%~約1.25%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約0.5%~約2%の塩(w/v)を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、0.1~0.2%、0.2~0.3%、0.3~0.4%、0.4~0.5%、0.5~0.6%、0.6~0.7%、0.7~0.8%、0.8~0.9%、0.9~1.0%、1.0~1.1%、1.1~1.2%、1.2~1.3%、1.3~1.4%、または1.4~1.5%の塩(w/v)を含む。
【0079】
いかなる塩が使用されてもよい。いくつかの好ましい実施形態では、塩はNaClである。いくつかの実施形態では、塩は、NaCl、LiCl、KCl、MgCl2、CaCl2、NaBr、LiBr、KBr、MgBr2、CaBr2、NaI、LiI、KI、MgI2、またはCaI2である。いくつかの実施形態では、塩は、ナトリウムイオン、リチウムイオン、またはカリウムイオンを含む。いくつかの実施形態では、塩はアルカリ金属イオンを含む。いくつかの実施形態では、塩はアルカリ土類金属イオンを含む。いくつかの実施形態では、塩は、ハロゲン化物イオンを含む。いくつかの実施形態では、塩は、アルカリまたはアルカリ土類ハロゲン化物塩である。いくつかの実施形態では、塩は、塩化物イオン、臭化物イオン、またはヨウ化物イオンを含む。いくつかの実施形態では、塩は、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、または硝酸塩である。
【0080】
いくつかの実施形態では、製剤は追加の添加剤を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、ジメチルスルホキシド(DMSO)、1-ドデシルアザシクロヘプタン-2-オン、ラウロカプラム、1-メチル-2-ピロリドン(NMP)、オレイン酸、エタノール、メタノール、ポリエチレングリコール(Brij 35、58、98)、ポリエチレングリコールモノラウレート(例えば、Tween 20)、Tween 40(ポリオキシエチレン酸ソルビトールエステル)、Tween 60、Tween 80(非イオン性)、臭化セチルメチルアンモニウム(CTAB)、尿素、レシチン(大豆由来の固化脂肪酸)、キトサン、ポロクサマー188、ポロクサマー237、ポロクサマー338、ポロクサマー407、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、製剤は、ポリエチレングリコールモノラウレート(例えば、Tween 20)、ポロクサマー188、ポロクサマー237、ポロクサマー338、ポロクサマー407、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、製剤はポロクサマーを含む。いくつかの実施形態では、製剤は、ポリエチレングリコールモノラウレート(例えば、Tween 20)を含む。追加の添加剤は、任意の濃度で存在してもよい。いくつかの実施形態では、追加の添加剤は、最大で、製剤の約0.01%、0.05%、0.1%、0.125%、0.15%、0.2%、0.5%、または1%(v/v)を含む。いくつかの実施形態では、追加の添加剤は、製剤の約0.01%~約1%(v/v)を含む。いくつかの実施形態では、追加の添加剤は、製剤の約0.1%(v/v)を含む。
【0081】
いくつかの実施形態では、製剤は追加の金属イオンを含む。いくつかの実施形態では、製剤は、マグネシウム、カルシウム、マンガン、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、製剤はマグネシウムを含む。いくつかの実施形態では、製剤はカルシウムを含む。いくつかの実施形態では、製剤はマンガンを含む。いくつかの実施形態では、製剤は、マグネシウムとカルシウムとを含む。いくつかの実施形態では、製剤は、マグネシウムとマンガンとを含む。いくつかの実施形態では、製剤は、カルシウムとマンガンとを含む。いくつかの実施形態では、製剤は、マグネシウム、カルシウム、およびマンガンを含む。
【0082】
いくつかの実施形態では、製剤は、微生物のための1つ以上の栄養素を含む。いくつかの実施形態では、製剤は細菌の増殖培地を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、溶原培地(LB)、栄養ブロス、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、製剤は溶原培地を含む。いくつかの実施形態では、製剤は栄養ブロスを含む。
【0083】
いくつかの実施形態では、製剤は、1つ以上の微生物の内生胞子形成を促進するための追加の成分を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、カリウム、硫酸第一鉄、カルシウム、マグネシウム、マンガン、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、製剤はカリウムを含む。いくつかの実施形態では、製剤は硫化鉄を含む。いくつかの実施形態では、製剤はカルシウムを含む。いくつかの実施形態では、製剤はマグネシウムを含む。いくつかの実施形態では、製剤はマンガンを含む。
【0084】
いくつかの実施形態では、製剤は微生物を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約103~約1017のコロニー形成単位(CFU)/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、少なくとも1×106CFU/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約103~約104CFU/mL、約103~約105CFU/mL、約103~約106CFU/mL、約103~約107CFU/mL、約103~約108CFU/mL、約103~約109CFU/mL、約103~約1010CFU/mL、約103~約1012CFU/mL、約103~約1015CFU/mL、約103~約1017CFU/mL、約104~約105CFU/mL、約104~約106CFU/mL、約104~約107CFU/mL、約104~約108CFU/mL、約104~約109CFU/mL、約104~約1010CFU/mL、約104~約1012CFU/mL、約104~約1015CFU/mL、約104~約1017CFU/mL、約105~約106CFU/mL、約105~約107CFU/mL、約105~約108CFU/mL、約105~約109CFU/mL、約105~約1010CFU/mL、約105~約1012CFU/mL、約105~約1015CFU/mL、約105~約1017CFU/mL、約106~約107CFU/mL、約106~約108CFU/mL、約106~約109CFU/mL、約106~約1010CFU/mL、約106~約1012CFU/mL、約106~約1015CFU/mL、約106~約1017CFU/mL、約107~約108CFU/mL、約107~約109CFU/mL、約107~約1010CFU/mL、約107~約1012CFU/mL、約107~約1015CFU/mL、約107~約1017CFU/mL、約108~約109CFU/mL、約108~約1010CFU/mL、約108~約1012CFU/mL、約108~約1015CFU/mL、約108~約1017CFU/mL、約109~約1010CFU/mL、約109~約1012CFU/mL、約109~約1015CFU/mL、約109~約1017CFU/mL、約1010~約1012CFU/mL、約1010~約1015CFU/mL、約1010~約1017CFU/mL、約1012~約1015CFU/mL、約1012~約1017CFU/mL、または約1015~約1017CFU/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017CFU/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、少なくとも約103、約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、または約1015CFU/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、最大で約104、約105、約106、約107、約108、約109、約1010、約1012、約1015、または約1017CFU/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、少なくとも106~107CFU/mLの微生物を含む。いくつかの実施形態では、製剤は、1×103~1×104CFU/mL、1×104~1×105CFU/mL、1×105~1×106CFU/mL、1×106~1×107CFU/mL、1×107~1×108CFU/mL、1×108~1×109CFU/mL、1×109~1×1010CFU/mL、1×1010~1×1011CFU/mL、1×1011~1×1012CFU/mL、1×1012~1×1013CFU/mL、1×1013~1×1014CFU/mL、1×1014~1×1015CFU/mL、1×1015~1×1016CFU/mL、または、1×1016~1×1017CFU/mLの微生物を含む。微生物は、本明細書で提供される微生物のいずれか、または本明細書で提供される微生物のいずれかの内生胞子であってもよい。
【0085】
いくつかの実施形態では、製剤は所望の温度で維持される。いくつかの実施形態では、製剤は、約2~約40℃の温度で維持される。いくつかの実施形態では、製剤は、約2~約4、約2~約8、約2~約12、約2~約16、約2~約25、約2~約30、約2~約35、約2~約40、約4~約8、約4~約12、約4~約16、約4~約25、約4~約30、約4~約35、約4~約40、約8~約12、約8~約16、約8~約25、約8~約30、約8~約35、約8~約40、約12~約16、約12~約25、約12~約30、約12~約35、約12~約40、約16~約25、約16~約30、約16~約35、約16~約40、約25~約30、約25~約35、約25~約40、約30~約35、約30~約40、または約35~約40℃の温度で維持される。いくつかの実施形態では、製剤は、約2、約4、約8、約12、約16、約25、約30、約35、または約40℃の温度で維持される。いくつかの実施形態では、製剤は、少なくとも約2、約4、約8、約12、約16、約25、約30、または約35℃の温度で維持される。いくつかの実施形態では、製剤は、最大で、約4、約8、約12、約16、約25、約30、約35、または約40℃の温度で維持される。
【0086】
微生物および滲出物
本明細書で提供される微生物またはその滲出物は、重炭酸塩と1つ以上のミネラルを生成するか、またはその形成を促進する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はCO2を隔離する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はミネラルの形成をもたらす。いくつかの実施形態では、形成されたミネラルは土壌中に安定的に炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、微生物は細菌である。いくつかの実施形態では、微生物は内生胞子形成細菌である。いくつかの実施形態では、微生物は細菌の内生胞子である。本明細書で言及される微生物(例えば、細菌)が内生胞子を形成することができる場合は常に、その微生物の任意の内生胞子も包含されることが意図される。例えば、植物種子の処理製剤がバチルス属(Bacillus sp.)を含む場合、製剤は、バチルス属(Bacillus sp.)の内生胞子を含む場合がある。
【0087】
いくつかの実施形態では、微生物は、ファーミキューテス門、プロテオバクテリア門、および放線菌門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、ファーミキューテス門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、プロテオバクテリア門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、放線菌門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、微生物のいずれかの内生胞子である。
【0088】
大気中の窒素を固定する根圏細菌は、植物の根で見られる。これらの生物は、土壌中で生存することができ、呼吸中に植物の根から放出されるCO2、または呼吸を通じて近くの微生物と土壌動物相群によって放出されるCO2のいずれかである多量のCO2に対する耐性を有する。
【0089】
これらの根圏細菌は根に近いところにいるため、これらの生物は根の滲出物を炭素とエネルギー源として利用する能力を有する。それらの多くは、自身の利益のために、CO2をバイオマスまたは任意の代謝物に変換することを可能にする遺伝子を有するように進化してきた。いくつかの実施形態では、細菌は遺伝子改変されていない。いくつかの実施形態では、細菌は、CO2を重炭酸塩およびミネラルに変換するその能力について選択される。
【0090】
根粒菌は、より積極的に植物の根にコロニーを形成することができる。したがって、これらは、変化する土壌環境で生存することができる安定した群生を形成し、病原体または侵入者の成長を阻害するために抗菌化合物を分泌し、過酷な環境において生存するための選択的適性を与える内生胞子を形成することができる。
【0091】
根圏細菌は、CO2を固定する他の手段とは別に、よく特徴付けられた酵素である炭酸脱水酵素(CA)を発現する能力を有する。広い温度耐性(最大で50℃)、広いpH範囲、およびその高レベルの発現により、CAは土壌中でCO2を隔離するための理想的な候補となる。この酵素はCO2を重炭酸で変換し、加水分解によって重炭酸は炭酸イオンに変換される。炭酸イオンは土壌中に存在するカチオンと反応し、ミネラルが生成される。土壌は多くのカチオン(Ca2+、Mg2+、Na+、K+)に富んでいるため、これにより無機化が持続し、土壌にCO2を永久に閉じ込める手段として、様々なミネラルを形成することができる。いくつかの実施形態では、細菌は炭酸脱水酵素の使用について選択される。
【0092】
いくつかの実施形態では、炭酸脱水酵素は、α-CA、β-CA、δ-CA、ζ-CA、η-CA、またはι-CAである。いくつかの実施形態では、CAは、CA-1、CA-2、CA-3、CA-4、CA-5A、CA-5B、CA-6、CA-7、CA-8、CA-9、CA-10、CA-11、CA-12、CA-13、CA-14、またはCA-15である。
【0093】
いくつかの実施形態では、様々な根圏細菌は種子に効果的に負荷される。いくつかの実施形態では、根圏細菌は、生物学的窒素固定を強化する内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、前記根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む。
【0094】
これらの微生物によるCO2隔離は、CAを生成またはその形成を促進するその能力によって達成され得る。これらの根圏細菌は根にコロニーを形成することができ、さもなければ根からの滲出物からの栄養素を利用することができる近傍の他の微生物群に取って代わることができる。根から出るCO2、土壌動物相から出るCO2、または微生物群から出るCO2は、重炭酸塩への水和を介してCAによって捕捉され得る。通常、ミネラル(CaCO3、MgCO3、CaMg(CO3)2)を形成するためには、ミネラルを生成するプロセスを継続するためにカチオンが必要となる。土壌には、すでに様々なカチオンが存在し、持続的なプロセスを可能にしている。土壌中のCa2+とMg2+の量は、地理的な位置、土壌の種類、および灌漑のパターンによって異なり得る。これらのカチオンは、土壌の高い肥沃度を維持するために、農家が石灰石を投入することでさらに調整可能である。一般的なよく灌漑された土壌は、最初の15cmの深さを考慮して、平均850kg(Ca2+)/エーカーと218kg(Mg2+)/エーカーを有する。以前に公開されたある研究によると、トウモロコシの根圏で生成されるCO2の量は、トウモロコシのシーズンあたり約7000kg/エーカーである。利用可能なCO2とカチオンの量を考慮すると、かなりの量のCO2がCaまたはMgのミネラルとして貯蔵可能である。数学的には、425kgのCaCO3と114kgのMgCO3が生成され得るが、土壌中の他のカチオン(Na+、K+)の存在次第で、Na2CO3などの他のミネラルを形成するもっと多くの組み合わせがある。石灰処理は、土壌の高い肥沃度を維持するために農家が行うものであるため、本明細書で開示される微生物は、石灰石(CaCO3)を生物学的に生成することによってこの要件を回避することができる。加えて、土壌中の他のカチオンの利用可能性に応じて、ガス状のCO2を貯蔵するために様々なミネラルを形成することができる。これらのミネラルとしては、限定されないが、方解石、アラレ石、ドロマイト、石灰石、炭酸塩、炭酸マグネシウム、炭酸鉄、マグネサイト、コーヘナイト、ダイヤモンド、カーボナタイト、炭酸第一鉄、スパーライト、およびティレー石が挙げられる。
【0095】
いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、50kg/エーカー~最大で1000kg/エーカーの間であり得る。いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、約50kg/エーカー~約1,000kg/エーカーであり得る。いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、約50kg/エーカー~約100kg/エーカー、約50kg/エーカー~約200kg/エーカー、約50kg/エーカー~約300kg/エーカー、約50kg/エーカー~約400kg/エーカー、約50kg/エーカー~約500kg/エーカー、約50kg/エーカー~約600kg/エーカー、約50kg/エーカー~約700kg/エーカー、約50kg/エーカー~約800kg/エーカー、約50kg/エーカー~約900kg/エーカー、約50kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約100kg/エーカー~約200kg/エーカー、約100kg/エーカー~約300kg/エーカー、約100kg/エーカー~約400kg/エーカー、約100kg/エーカー~約500kg/エーカー、約100kg/エーカー~約600kg/エーカー、約100kg/エーカー~約700kg/エーカー、約100kg/エーカー~約800kg/エーカー、約100kg/エーカー~約900kg/エーカー、約100kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約200kg/エーカー~約300kg/エーカー、約200kg/エーカー~約400kg/エーカー、約200kg/エーカー~約500kg/エーカー、約200kg/エーカー~約600kg/エーカー、約200kg/エーカー~約700kg/エーカー、約200kg/エーカー~約800kg/エーカー、約200kg/エーカー~約900kg/エーカー、約200kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約300kg/エーカー~約400kg/エーカー、約300kg/エーカー~約500kg/エーカー、約300kg/エーカー~約600kg/エーカー、約300kg/エーカー~約700kg/エーカー、約300kg/エーカー~約800kg/エーカー、約300kg/エーカー~約900kg/エーカー、約300kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約400kg/エーカー~約500kg/エーカー、約400kg/エーカー~約600kg/エーカー、約400kg/エーカー~約700kg/エーカー、約400kg/エーカー~約800kg/エーカー、約400kg/エーカー~約900kg/エーカー、約400kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約500kg/エーカー~約600kg/エーカー、約500kg/エーカー~約700kg/エーカー、約500kg/エーカー~約800kg/エーカー、約500kg/エーカー~約900kg/エーカー、約500kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約600kg/エーカー~約700kg/エーカー、約600kg/エーカー~約800kg/エーカー、約600kg/エーカー~約900kg/エーカー、約600kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約700kg/エーカー~約800kg/エーカー、約700kg/エーカー~約900kg/エーカー、約700kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約800kg/エーカー~約900kg/エーカー、約800kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、または約900kg/エーカー~約1,000kg/エーカーであり得る。いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、約50kg/エーカー、約100kg/エーカー、約200kg/エーカー、約300kg/エーカー、約400kg/エーカー、約500kg/エーカー、約600kg/エーカー、約700kg/エーカー、約800kg/エーカー、約900kg/エーカー、または約1000kg/エーカーであり得る。いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、少なくとも約50kg/エーカー、約100kg/エーカー、約200kg/エーカー、約300kg/エーカー、約400kg/エーカー、約500kg/エーカー、約600kg/エーカー、約700kg/エーカー、約800kg/エーカー、または約900kg/エーカーであり得る。いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、最大で約100kg/エーカー、約200kg/エーカー、約300kg/エーカー、約400kg/エーカー、約500kg/エーカー、約600kg/エーカー、約700kg/エーカー、約800kg/エーカー、約900kg/エーカー、または約1000kg/エーカーであり得る。
【0096】
いくつかの実施形態では、微生物によって変換されたCO2の量は、1エーカー当たり0.1トンのCO2~最大で1エーカー当たり2.5トンのCO2の間である。いくつかの実施形態では、微生物は2.5~5.3トンのCO2/エーカーを変換する。いくつかの実施形態では、微生物は5.3~7.5トンのCO2/エーカーを変換する。いくつかの実施形態では、微生物は7.5~10トンのCO2/エーカーを変換する。いくつかの実施形態では、微生物は10~15トンのCO2/エーカーを変換する。いくつかの実施形態では、微生物は15~20トン/エーカーを変換する。いくつかの実施形態では、微生物によって変換されたCO2の量は、約2トン/エーカー~約20トン/エーカーの間である。いくつかの実施形態では、微生物によって変換されたCO2の量は、約2トン/エーカー~約4トン/エーカー、約2トン/エーカー~約6トン/エーカー、約2トン/エーカー~約8トン/エーカー、約2トン/エーカー~約10トン/エーカー、約2トン/エーカー~約12トン/エーカー、約2トン/エーカー~約14トン/エーカー、約2トン/エーカー~約16トン/エーカー、約2トン/エーカー~約18トン/エーカー、約2トン/エーカー~約20トン/エーカー、約4トン/エーカー~約6トン/エーカー、約4トン/エーカー~約8トン/エーカー、約4トン/エーカー~約10トン/エーカー、約4トン/エーカー~約12トン/エーカー、約4トン/エーカー~約14トン/エーカー、約4トン/エーカー~約16トン/エーカー、約4トン/エーカー~約18トン/エーカー、約4トン/エーカー~約20トン/エーカー、約6トン/エーカー~約8トン/エーカー、約6トン/エーカー~約10トン/エーカー、約6トン/エーカー~約12トン/エーカー、約6トン/エーカー~約14トン/エーカー、約6トン/エーカー~約16トン/エーカー、約6トン/エーカー~約18トン/エーカー、約6トン/エーカー~約20トン/エーカー、約8トン/エーカー~約10トン/エーカー、約8トン/エーカー~約12トン/エーカー、約8トン/エーカー~約14トン/エーカー、約8トン/エーカー~約16トン/エーカー、約8トン/エーカー~約18トン/エーカー、約8トン/エーカー~約20トン/エーカー、約10トン/エーカー~約12トン/エーカー、約10トン/エーカー~約14トン/エーカー、約10トン/エーカー~約16トン/エーカー、約10トン/エーカー~約18トン/エーカー、約10トン/エーカー~約20トン/エーカー、約12トン/エーカー~約14トン/エーカー、約12トン/エーカー~約16トン/エーカー、約12トン/エーカー~約18トン/エーカー、約12トン/エーカー~約20トン/エーカー、約14トン/エーカー~約16トン/エーカー、約14トン/エーカー~約18トン/エーカー、約14トン/エーカー~約20トン/エーカー、約16トン/エーカー~約18トン/エーカー、約16トン/エーカー~約20トン/エーカー、または約18トン/エーカー~約20トン/エーカーの間である。いくつかの実施形態では、微生物によって変換されたCO2の量は、約2トン/エーカー、約4トン/エーカー、約6トン/エーカー、約8トン/エーカー、約10トン/エーカー、約12トン/エーカー、約14トン/エーカー、約16トン/エーカー、約18トン/エーカー、または約20トン/エーカーの間である。いくつかの実施形態では、微生物によって変換されたCO2の量は、少なくとも約2トン/エーカー、約4トン/エーカー、約6トン/エーカー、約8トン/エーカー、約10トン/エーカー、約12トン/エーカー、約14トン/エーカー、約16トン/エーカー、または約18トン/エーカーの間である。いくつかの実施形態では、微生物によって変換されたCO2の量は、最大で約4トン/エーカー、約6トン/エーカー、約8トン/エーカー、約10トン/エーカー、約12トン/エーカー、約14トン/エーカー、約16トン/エーカー、約18トン/エーカー、または約20トン/エーカーの間である。
【0097】
いくつかの実施形態では、前記1つ以上のミネラルの生成の促進は、アンモニアの生成と、前記植物種子に由来する植物が成長する培地のpHの増加とを含む。
【0098】
無機化プロセスは、微生物の細胞壁またはEPSのいずれかで開始することができる。全体的に負の電荷が存在することによる細胞壁は、核形成および無機化の部位であることが示されている。バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)などの一部の微生物では、EPSは、アルカリ性条件で負に帯電され、CaCO3沈殿の核生成部位としての役割を果たし得る、グルタミン酸、アスパラギン酸、ヒスチジン、アルギニン、およびリジンを著しく多く含んでいる。CaCO3とともに根に付着している微生物が、不要な場合には、土壌中のミネラルの添加を防ぐために豊富な時期の終了時に植物を引き抜くことによって排除可能であることから、このことは有益であり得る。
【0099】
いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、対応する野生型微生物と比較して、前記1つ以上の微生物がより多くの炭酸脱水酵素を生成するか、その形成を促進するように仕向ける遺伝子改変を含む。いくつかの実施形態では、遺伝子改変は、核酸構築物を含み、前記核酸構築物は、炭酸脱水酵素(CA)コード配列の発現を駆動するように構成された1つ以上のプロモーターを含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、核酸構築物を含み、前記核酸構築物は、炭酸脱水酵素(CA)コード配列を含む。いくつかの実施形態では、前記CAコード配列は、前記1つ以上の微生物に対して異種である。いくつかの実施形態では、前記CAコード配列は、前記1つ以上の微生物に対して内因性である。いくつかの実施形態では、前記核酸構築物は、コドン最適化されている。いくつかの実施形態では、前記核酸構築物は、前記CAコード配列の発現を駆動するように構成された1つ以上のプロモーターをさらに含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、前記CAコード配列の構成的発現を駆動する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、前記CAコード配列の誘導発現を駆動する。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、直接的な微生物の進化によって改変された炭酸脱水酵素遺伝子を含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、シグナル配列を含む。いくつかの実施形態では、前記シグナル配列は、ペリプラズムシグナル配列または細胞外分泌シグナルを含む。いくつかの実施形態では、前記ペリプラズムシグナル配列または前記細胞外分泌シグナルは、炭酸脱水酵素コード配列の5’末端に配置される。いくつかの実施形態では、前記ペリプラズムシグナル配列または前記細胞外分泌シグナルは、炭酸脱水酵素コード配列の5’末端に融合される。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、一般的な分泌経路の1つ以上の構成要素を含み、前記遺伝子改変は、前記1つ以上の微生物による炭酸脱水酵素の分泌または細胞内標的化をもたらす。
【0100】
いくつかの実施形態では、炭酸脱水酵素は、α-CA、β-CA、δ-CA、ζ-CA、η-CA、またはι-CAである。いくつかの実施形態では、CAは、CA-1、CA-2、CA-3、CA-4、CA-5A、CA-5B、CA-6、CA-7、CA-8、CA-9、CA-10、CA-11、CA-12、CA-13、CA-14、またはCA-15である。
【0101】
いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、バチルス属(Bacillus sp.)またはパエニバチルス属(Paenibacillus sp.)で構成される1つ以上のプロモーターであるか、上記プロモーターに由来する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、PgroES、P43、PsigX、PtrnQ、およびPxylAから選択される。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、1つ以上のハウスキーピング遺伝子プロモーターまたは強発現した構成的プロモーターであるか、またはそれらに由来する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のハウスキーピング遺伝子プロモーターまたは強発現した構成的プロモーターは、PliaG、PlepA、Pveg、PgsiB、P43、PtrnQ、Pial(バシトラシン誘導性)、およびPxylA(キシロース誘導性)から選択される。
【0102】
いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、1つ以上の微生物への発現ベクターの導入を含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、1つ以上の微生物の染色体への改変を含む。
【0103】
いくつかの実施形態では、微生物は、窒素と二酸化炭素の両方を固定し得る。いくつかの実施形態では、窒素固定微生物は、生物学的窒素固定を介して固定窒素(アンモニア)を植物に提供し続け、これは、環境を汚染している化学肥料の使用を減少させることになる。大気中の窒素固定の最終生成物(アンモニア)は、アンモニアが無機化を促進するpHを増加させると報告されているため、CO2からミネラルへのプロセスを強化することができる。本明細書に開示される微生物からのアンモニアの生成は、外部窒素源の存在下でも他の土壌に生息する微生物よりも著しく高いため、無機化プロセスは、他の土壌に生息する微生物よりも、本明細書に開示される菌株によって迅速に行うことができる。
【0104】
いくつかの実施形態では、微生物は、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブラディリゾビウム属(Bradyrhizobium sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、クレブシエラ属(Klebsiella sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、Penicillium sp.、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、シノリゾビウム属(Sinorhizobium sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、およびブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)、およびXanthobacterから選択されるマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、Chryseobacterium sp.、コクシエラ属(Coxiella sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、グルタミシバクター属(Glutamicibacter sp.)、マイクロバクテリウム属(Microbacterium sp.)、およびセラチア属(Serratia sp.)から選択される微生物である。いくつかの実施形態では、微生物はアセトバクター属(Acetobacter sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はアクチノミセス属(Actinomyces sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はバチルス属(Bacillus sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はChryseobacterium sp.である。いくつかの実施形態では、微生物はコクシエラ属(Coxiella sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はエンシファー属(Ensifer sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はグルタミシバクター属(Glutamicibacter sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はマイクロバクテリウム属(Microbacterium sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はパントエア属(Pantoea sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はセラチア属(Serratia sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物は、微生物のいずれかの内生胞子である。
【0105】
いくつかの実施形態では、微生物は、アセトバクター・セレビシエ(Acetobacter cerevisiae)、バチルスククミス(Bacillus cucumis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルスナカムライ(Bacillus nakamurai)、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、エンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)、グルタミシバクター・アリライテンシス(Glutamicibacter arilaitensis)、グルタミシバクター・ハロフィトコラ(Glutamicibacter halophytocola)、マイクロバクテリウム・ココラータム(Microbacterium chocolatum)、マイクロバクテリウム・ヤンニチイ(Microbacterium yannicii)、パントエア・アリイ(Pantoea allii)、セラチア・マルセセンス(Serratia marcescens)、またはセラチア・ウレイリティカ(Serratia ureilytica)を含む。いくつかの実施形態では、微生物は、アセトバクター・セレビシエ(Acetobacter cerevisiae)、バチルスククミス(Bacillus cucumis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルスナカムライ(Bacillus nakamurai)、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、エンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)、グルタミシバクター・ハロフィトコラ(Glutamicibacter halophytocola)、マイクロバクテリウム・ココラータム(Microbacterium chocolatum)、パントエア・アリイ(Pantoea allii)、またはセラチア・マルセセンス(Serratia marcescens)を含む。いくつかの実施形態では、微生物はアセトバクター・セレビシエ(Acetobacter cerevisiae)を含む。いくつかの実施形態では、微生物はバチルスククミス(Bacillus cucumis)を含む。いくつかの実施形態では、微生物はバチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)を含む。いくつかの実施形態では、微生物はバチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)を含む。いくつかの実施形態では、微生物はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)を含む。いくつかの実施形態では、微生物はクリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)を含む。いくつかの実施形態では、微生物はエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)を含む。いくつかの実施形態では、微生物はグルタミシバクター・ハロフィトコラ(Glutamicibacter halophytocola)を含む。いくつかの実施形態では、微生物はマイクロバクテリウム・ココラータム(Microbacterium chocolatum)を含む。いくつかの実施形態では、微生物はパントエア・アリイ(Pantoea allii)を含む。いくつかの実施形態では、微生物はセラチア・マルセセンス(Serratia marcescens)を含む。いくつかの実施形態では、微生物は、微生物のいずれかの内生胞子である。
【0106】
いくつかの実施形態では、微生物は内生胞子形成細菌である。いくつかの実施形態では、内生胞子形成細菌はバチルス属(genus Bacillus)からのものである。いくつかの実施形態では、内生胞子形成細菌はバチルス属(Bacillus sp.)からのものである。いくつかの実施形態では、内生胞子形成細菌は、バチルスククミス(Bacillus cucumis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルスナカムライ(Bacillus nakamurai)、およびバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)を含む。いくつかの実施形態では、内生胞子形成細菌は、バチルスククミス(Bacillus cucumis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)、またはバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)を含む。いくつかの実施形態では、内生胞子形成細菌はバチルスククミス(Bacillus cucumis)を含む。いくつかの実施形態では、内生胞子形成細菌はバチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)を含む。いくつかの実施形態では、内生胞子形成細菌はバチルスナカムライ(Bacillus nakamurai)を含む。いくつかの実施形態では、内生胞子形成細菌は枯草菌を含む。いくつかの実施形態では、微生物は、微生物のいずれかの内生胞子である。
【0107】
いくつかの実施では、微生物は内生胞子形成である。いくつかの実施形態では、内生胞子はgenus Bacillusからのものである。いくつかの実施形態では、内生胞子はバチルス属(Bacillus sp.)である。いくつかの実施形態では、内生胞子は、バチルスククミス(Bacillus cucumis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルスナカムライ(Bacillus nakamurai)、またはバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)を含む。いくつかの実施形態では、内生胞子は、バチルスククミス(Bacillus cucumis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)、またはバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)を含む。いくつかの実施形態では、内生胞子はバチルスククミス(Bacillus cucumis)を含む。いくつかの実施形態では、内生胞子はバチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)を含む。いくつかの実施形態では、内生胞子はバチルスナカムライ(Bacillus nakamurai)を含む。いくつかの実施形態では、内生胞子はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)を含む。
【0108】
いくつかの実施形態では、微生物のコンソーシアム(consortium)は種子に組み込まれる。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、およびブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)から選択される2つ以上の微生物を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、Chryseobacterium sp.、コクシエラ属(Coxiella sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、グルタミシバクター属(Glutamicibacter sp.)、マイクロバクテリウム属(Microbacterium sp.)、またはセラチア属(Serratia sp.)から選択される2つ以上の細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、2、3、4、5、6、7、8、9、10、またはそれ以上の細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは2つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは3つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは4つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは5つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは6つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、微生物のいずれかの内生胞子を含む。
【0109】
いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、Bacillus門からの細菌、および1つ以上の細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、Bacillus門からの細菌、および、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、およびブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)から選択される1つ以上の細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、Chryseobacterium sp.、コクシエラ属(Coxiella sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、グルタミシバクター属(Glutamicibacter sp.)、マイクロバクテリウム属(Microbacterium sp.)、およびセラチア属(Serratia sp.)から選択される2つ以上の細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、微生物のいずれかの内生胞子を含む。
【0110】
いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルスナカムライ(Bacillus nakamurai)、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、エンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)、グルタミシバクター・アリライテンシス(Glutamicibacter arilaitensis)、グルタミシバクター・ハロフィトコラ(Glutamicibacter halophytocola)、マイクロバクテリウム・ココラータム(Microbacterium chocolatum)、マイクロバクテリウム・ヤンニチイ(Microbacterium yannicii)、パントエア・アリイ(Pantoea allii)、セラチア・マルセセンス(Serratia marcescens)、およびセラチア・ウレイリティカ(Serratia ureilytica)から選択される2つ以上の細菌の混合物を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、アセトバクター・セレビシエ(Acetobacter cerevisiae)、バチルスククミス(Bacillus cucumis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルスナカムライ(Bacillus nakamurai)、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、エンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)、グルタミシバクター・ハロフィトコラ(Glutamicibacter halophytocola)、マイクロバクテリウム・ココラータム(Microbacterium chocolatum)、パントエア・アリイ(Pantoea allii)、およびセラチア・マルセセンス(Serratia marcescens)から選択される2つ以上の細菌の混合物を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、2、3、4、5、6、7、8、9、または10の細菌の混合物を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは2つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは3つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは4つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは5つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは6つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、微生物のいずれかの内生胞子を含む。
【0111】
いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、Acetobacter cereviseae、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、バチルスククミス(Bacillus cucumis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)、およびエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)から選択される2つ以上の細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは2つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは3つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは4つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは5つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは6つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは7つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、微生物のいずれかの内生胞子を含む。
【0112】
いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、Acetobacter cereviseae、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、およびバチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)から選択される2つ以上の細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、Acetobacter cereviseae、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、およびバチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)から選択される2つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、Acetobacter cereviseae、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、およびバチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)から選択される2つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、Acetobacter cereviseae、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、およびバチルスメガテリウム(Bacillus megaterium).から選択される3つの細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、およびバチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)の混合物を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、およびバチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)の混合物を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、微生物のいずれかの内生胞子を含む。
【0113】
いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)、バチルスククミス(Bacillus cucumis)、およびエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)から選択される2つ以上の細菌を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、エンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)およびバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)またはバチルスククミス(Bacillus cucumis)を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、エンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)およびバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、エンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)およびバチルスククミス(Bacillus cucumis)を含む。いくつかの実施形態では、コンソーシアムは、微生物のいずれかの内生胞子を含む。
【0114】
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される微生物のいずれかの滲出物は細胞に組み込まれる。いくつかの実施形態では、滲出物は、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、またはブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)からのものである。いくつかの実施形態では、滲出物は、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、Chryseobacterium sp.、コクシエラ属(Coxiella sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、グルタミシバクター属(Glutamicibacter sp.)、マイクロバクテリウム属(Microbacterium sp.)、およびセラチア属(Serratia sp.)からのものである。いくつかの実施形態では、滲出物は、アセトバクター・セレビシエ(Acetobacter cerevisiae)、バチルスククミス(Bacillus cucumis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルスナカムライ(Bacillus nakamurai)、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)、クリセオバクテリウム・ラクティス(Chryseobacterium lactis)、エンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)、グルタミシバクター・アリライテンシス(Glutamicibacter arilaitensis)、グルタミシバクター・ハロフィトコラ(Glutamicibacter halophytocola)、マイクロバクテリウム・ココラータム(Microbacterium chocolatum)、マイクロバクテリウム・ヤンニチイ(Microbacterium yannicii)、パントエア・アリイ(Pantoea allii)、セラチア・マルセセンス(Serratia marcescens)、またはセラチア・ウレイリティカ(Serratia ureilytica)からのものである。いくつかの実施形態では、滲出物は、バチルスククミス(Bacillus cucumis)、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルスナカムライ(Bacillus nakamurai)、またはバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)からのものである。いくつかの実施形態では、滲出物は、微生物のいずれかの内生胞子からのものである。
【0115】
いくつかの実施形態では、微生物は、植物と相互作用する微生物の能力に関連する1つ以上の特性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は適合性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、補食作用または拮抗作用が確実に生じないように選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、保存中の安定性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、植物の迅速なコロニー形成および関連する組織内での生存のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、1つ以上の種子への最適な組み込みのために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、植物の生活環全体にわたって存在し続ける。
【0116】
いくつかの実施形態では、種子に組み込まれた微生物は、組み込み後に安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、6ヶ月より長い間、1年より長い間、または2年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、6ヶ月より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、1年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、2年より長い間、安定している。
【0117】
植物と細菌を含む組成物
特定の態様では、植物と、前記植物に関連する1つ以上の微生物とを含む組成物が本明細書で開示され、前記1つ以上の微生物は、重炭酸塩および1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された微生物であるか、上記微生物に由来する。いくつかの実施形態では、組成物は、本明細書に記載されるように、植物または植物種子と、前記植物または植物種子に関連する1つ以上の微生物とを培養することから得られる。
【0118】
改変植物
一態様では、微生物または植物に組み込まれた微生物の滲出物を含む改変植物が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、重炭酸塩および1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はCO2を隔離する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はミネラルの形成をもたらす。いくつかの実施形態では、形成されたミネラルは土壌中に安定的に炭素を隔離する。いくつかの好ましい実施形態では、微生物は、内生胞子形成細菌またはその内生胞子である。
【0119】
いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の内部に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、果皮の下で植物に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、果皮とアリューロン細胞層との間で植物に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚に接触する。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚に接触しない。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚乳に接触する。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚乳に接触しない。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物被膜と植物胚との間の間隙で植物に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の果皮と植物のアリューロン細胞層との間の間隙に組み込まれる。
【0120】
改変植物は、任意の種類の植物であってもよい。いくつかの実施形態では、改変植物は単子葉植物である。いくつかの実施形態では、植物種子は、トウモロコシ、小麦、イネ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、またはモロコシの植物である。いくつかの実施形態では、植物種子はトウモロコシ植物である。いくつかの実施形態では、植物種子はトウモロコシ(Zea maize)植物である。いくつかの実施形態では、改変植物は双子葉植物である。いくつかの実施形態では、植物は、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、またはキャベツの植物である。いくつかの実施形態では、植物はレタス(lettuce)植物である。いくつかの実施形態では、植物はレタス(Lactuca sativa)植物である。いくつかの実施形態では、植物はトマト(tomato)植物である。いくつかの実施形態では、植物はトマト(Solanum lycopersicum)植物である。いくつかの実施形態では、植物は遺伝子組換え生物(GMO)植物である。いくつかの実施形態では、植物は非GMO植物である。
【0121】
植物に組み込まれる微生物または滲出物の量は、CO2を効果的に隔離するために十分なレベルのものでなければならない。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、約250コロニー形成単位(CFU)~約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、約250CFU~約500CFU、約250CFU~約750CFU、約250CFU~約1,000CFU、約250CFU~約2,000CFU、約250CFU~約3,000CFU、約250CFU~約4,000CFU、約250CFU~約5,000CFU、約500CFU~約750CFU、約500CFU~約1,000CFU、約500CFU~約2,000CFU、約500CFU~約3,000CFU、約500CFU~約4,000CFU、約500CFU~約5,000CFU、約750CFU~約1,000CFU、約750CFU~約2,000CFU、約750CFU~約3,000CFU、約750CFU~約4,000CFU、約750CFU~約5,000CFU、約1,000CFU~約2,000CFU、約1,000CFU~約3,000CFU、約1,000CFU~約4,000CFU、約1,000CFU~約5,000CFU、約2,000CFU~約3,000CFU、約2,000CFU~約4,000CFU、約2,000CFU~約5,000CFU、約3,000CFU~約4,000CFU、約3,000CFU~約5,000CFU、または約4,000CFU~約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、約250CFU、約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、約4,000CFU、または約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、少なくとも約250CFU、約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、または約4,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、最大で約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、約4,000CFU、または約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、少なくとも約500CFUが植物へ組み込まれる。いくつかの実施形態では、少なくとも約1000CFUが植物へ組み込まれる。
【0122】
いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物または滲出物は、長期間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、約3ヶ月間~約36ヶ月間、貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、約3ヶ月間~約6ヶ月間、約3ヶ月間~約9ヶ月間、約3ヶ月間~約12ヶ月間、約3ヶ月間~約15ヶ月間、約3ヶ月間~約18ヶ月間、約3ヶ月間~約21ヶ月間、約3ヶ月間~約24ヶ月間、約3ヶ月間~約30ヶ月間、約3ヶ月間~約36ヶ月間、約6ヶ月間~約9ヶ月間、約6ヶ月間~約12ヶ月間、約6ヶ月間~約15ヶ月間、約6ヶ月間~約18ヶ月間、約6ヶ月間~約21ヶ月間、約6ヶ月間~約24ヶ月間、約6ヶ月間~約30ヶ月間、約6ヶ月間~約36ヶ月間、約9ヶ月間~約12ヶ月間、約9ヶ月間~約15ヶ月間、約9ヶ月間~約18ヶ月間、約9ヶ月間~約21ヶ月間、約9ヶ月間~約24ヶ月間、約9ヶ月間~約30ヶ月間、約9ヶ月間~約36ヶ月間、約12ヶ月間~約15ヶ月間、約12ヶ月間~約18ヶ月間、約12ヶ月間~約21ヶ月間、約12ヶ月間~約24ヶ月間、約12ヶ月間~約30ヶ月間、約12ヶ月間~約36ヶ月間、約15ヶ月間~約18ヶ月間、約15ヶ月間~約21ヶ月間、約15ヶ月間~約24ヶ月間、約15ヶ月間~約30ヶ月間、約15ヶ月間~約36ヶ月間、約18ヶ月間~約21ヶ月間、約18ヶ月間~約24ヶ月間、約18ヶ月間~約30ヶ月間、約18ヶ月間~約36ヶ月間、約21ヶ月間~約24ヶ月間、約21ヶ月間~約30ヶ月間、約21ヶ月間~約36ヶ月間、約24ヶ月間~約30ヶ月間、約24ヶ月間~約36ヶ月間、または約30ヶ月間~約36ヶ月間、貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、約3ヶ月間、約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、約30ヶ月間、または約36ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、少なくとも約3ヶ月間、約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、または約30ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、最大で約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、約30ヶ月間、または約36ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。
【0123】
いくつかの実施形態では、植物に組み込まれた微生物は、組み込み後に安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、6ヶ月より長い間、1年より長い間、または2年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、6ヶ月より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、1年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、2年より長い間、安定している。
【0124】
植物に組み込まれる微生物またはその滲出物は、本明細書で提供される微生物のいずれか、または任意の他の微生物であってもよい。いくつかの実施形態では、微生物は、マイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成マイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成マイクローブ(microbe)またはその内生胞子である。いくつかの実施形態では、微生物は、本明細書で提供される微生物の内生胞子である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成細菌またはその内生胞子である。
【0125】
細菌を組み込む方法
一態様では、1つ以上の微生物またはその滲出物を1つ以上の植物に組み込む方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、上記方法は、植物を消毒する工程を含む。いくつかの実施形態では、上記方法は、1つ以上の微生物またはその滲出物を含む溶液と植物を接触させる工程を含む。いくつかの実施形態では、溶液は塩をさらに含む。いくつかの実施形態では、上記方法は、一定期間、植物を溶液とインキュベートする工程を含む。いくつかの実施形態では、一定期間は、所望の量の微生物またはその滲出物を植物に入れるのに十分なものである。いくつかの実施形態では、上記方法は、所望の量の微生物またはその滲出物を植物に組み込む。
【0126】
いくつかの実施形態では、上記方法は、本明細書に記載されるような塩を含む溶液に植物を接触させる工程を含む。
【0127】
いくつかの実施形態では、溶液は、本明細書に記載されるような追加の添加剤を含む。
【0128】
いくつかの実施形態では、溶液は、本明細書に記載されるような追加の金属イオンを含む。
【0129】
いくつかの実施形態では、溶液は、本明細書に記載されるような微生物のための1つ以上の栄養素を含む。いくつかの実施形態では、溶液は細菌の増殖培地を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、溶原培地(LB)、栄養ブロス、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、溶液は溶原培地を含む。いくつかの実施形態では、溶液は栄養ブロスを含む。
【0130】
いくつかの実施形態では、溶液は、本明細書に記載されるような微生物を含む。
【0131】
いくつかの実施形態では、溶液は、本明細書に記載されるような植物質量あたりの所望の量の微生物を含む。
【0132】
いくつかの実施形態では、植物は、本明細書に記載されるような1つの植物あたりの所望の量の微生物を含む。いくつかの実施形態では、微生物は細菌である。いくつかの実施形態では、細菌は内生胞子形成細菌である。いくつかの実施形態では、上記方法は、内生胞子形成細菌の内生胞子形成を誘導する工程を含む。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれた細菌は、内生胞子である。いくつかの実施形態では、溶液は、内生胞子形成を引き起こすために1つ以上の成分を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、カリウム、硫酸第一鉄、カルシウム、マグネシウム、マンガン、またはそれらの組み合わせを含む。
【0133】
いくつかの実施形態では、方法は、植物を殺菌する工程を含む。いくつかの実施形態では、方法は、植物の表面を殺菌する工程を含む。殺菌された表面を有する植物を生成する任意の方法が採用されてもよい。いくつかの実施形態では、植物はブリーチ溶液で殺菌される。いくつかの実施形態では、植物は、1つ以上の微生物を含有する溶液中に植物を浸す前に殺菌される。いくつかの実施形態では、植物は殺菌された植物である。いくつかの実施形態では、植物は殺菌された表面を有する。本明細書で使用されるように、「殺菌すること」、「殺菌された」、および関連する用語(例えば、「消毒すること」など)は、殺菌されたものの上に生存している微生物が実質的にないことを示す。いくつかの実施形態では、植物は、微生物を含む溶液中で植物をインキュベートする前に、殺菌される。いくつかの実施形態では、植物は、微生物を含む溶液中で植物をインキュベートした後に、殺菌される。いくつかの実施形態では、殺菌剤が植物の表面に添加される。
【0134】
いくつかの実施形態では、殺菌または消毒された植物は、植物(例えば、植物の表面)上に生きている微生物を実質的に含まない。いくつかの実施形態では、無菌のまたは殺菌された植物は、植物上に1CFU未満、5CFU未満、10CFU未満、20CFU未満、30CFU未満、40CFU未満、または50CFU未満の微生物を含む。
【0135】
いくつかの実施形態では、植物は、微生物を植物に組み込むのに十分な時間、微生物を含む溶液とインキュベートされる。
【0136】
微生物および滲出物
本明細書で提供される微生物またはその滲出物は、重炭酸塩と1つ以上のミネラルを生成するか、またはその形成を促進する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はCO2を隔離する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はミネラルの形成をもたらす。いくつかの実施形態では、形成されたミネラルは土壌中に安定的に炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、微生物は本明細書に記載されるような細菌である。いくつかの実施形態では、微生物は内生胞子形成細菌である。いくつかの実施形態では、微生物は細菌の内生胞子である。本明細書で言及される微生物(例えば、細菌)が内生胞子を形成することができる場合は常に、その微生物の任意の内生胞子も包含されることが意図される。例えば、植物処理製剤がバチルス属(Bacillus sp.)を含む場合、製剤は、バチルス属(Bacillus sp.)の内生胞子を含む場合がある。
【0137】
いくつかの実施形態では、微生物は、ファーミキューテス門、プロテオバクテリア門、および放線菌門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、ファーミキューテス門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、プロテオバクテリア門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、放線菌門からの微生物である。いくつかの実施形態では、微生物は、微生物のいずれかの内生胞子である。
【0138】
大気中の窒素を固定する根圏細菌は、植物の根で見られる。これらの生物は、土壌中で生存することができ、呼吸中に植物の根から放出されるCO2、または呼吸を通じて近くの微生物と土壌動物相群によって放出されるCO2のいずれかである多量のCO2に対する耐性を有する。
【0139】
いくつかの実施形態では、細菌は遺伝子改変されていない。いくつかの実施形態では、細菌は、CO2を重炭酸塩および最終的にはミネラルに変換するその能力について選択される。いくつかの実施形態では、細菌は炭酸脱水酵素の使用について選択される。
【0140】
いくつかの実施形態では、様々な根圏細菌が種子に効果的に負荷される。いくつかの実施形態では、根圏細菌は、生物学的窒素固定を強化する内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、前記根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む。
【0141】
いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、対応する野生型微生物と比較して、前記1つ以上の微生物がより多くの炭酸脱水酵素を生成するか、その形成を促進するように仕向ける遺伝子改変を含む。いくつかの実施形態では、遺伝子改変は、核酸構築物を含み、前記核酸構築物は、炭酸脱水酵素(CA)コード配列の発現を駆動するように構成された1つ以上のプロモーターを含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、核酸構築物を含み、前記核酸構築物は、炭酸脱水酵素(CA)コード配列を含む。いくつかの実施形態では、前記CAコード配列は、前記1つ以上の微生物に対して異種である。いくつかの実施形態では、前記CAコード配列は、前記1つ以上の微生物に対して内因性である。いくつかの実施形態では、前記核酸構築物は、コドン最適化されている。いくつかの実施形態では、前記核酸構築物は、前記CAコード配列の発現を駆動するように構成された1つ以上のプロモーターをさらに含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、前記CAコード配列の構成的発現を駆動する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、前記CAコード配列の誘導発現を駆動する。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、直接的な微生物の進化によって改変された炭酸脱水酵素遺伝子を含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、シグナル配列を含む。いくつかの実施形態では、前記シグナル配列は、ペリプラズムシグナル配列または細胞外分泌シグナルを含む。いくつかの実施形態では、前記ペリプラズムシグナル配列または前記細胞外分泌シグナルは、炭酸脱水酵素コード配列の5’末端に配置される。いくつかの実施形態では、前記ペリプラズムシグナル配列または前記細胞外分泌シグナルは、炭酸脱水酵素コード配列の5’末端に融合される。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、一般的な分泌経路の1つ以上の構成要素を含み、前記遺伝子改変は、前記1つ以上の微生物による炭酸脱水酵素の分泌または細胞内標的化をもたらす。
【0142】
いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、バチルス属(Bacillus sp.)またはパエニバチルス属(Paenibacillus sp.)で構成される1つ以上のプロモーターであるか、上記プロモーターに由来する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、PgroES、P43、PsigX、PtrnQ、およびPxylAから選択される。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、1つ以上のハウスキーピング遺伝子プロモーターまたは強発現した構成的プロモーターであるか、またはそれらに由来する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のハウスキーピング遺伝子プロモーターまたは強発現した構成的プロモーターは、PliaG、PlepA、Pveg、PgsiB、P43、PtrnQ、Pial(バシトラシン誘導性)、およびPxylA(キシロース誘導性)から選択される。
【0143】
いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、1つ以上の微生物への発現ベクターの導入を含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、1つ以上の微生物の染色体への改変を含む。
【0144】
いくつかの実施形態では、微生物は、窒素と二酸化炭素の両方を固定し得る。いくつかの実施形態では、窒素固定微生物は、生物学的窒素固定を介して固定窒素(アンモニア)を植物に提供し続け、これは、環境を汚染している化学肥料の使用を減少させることになる。大気中の窒素固定の最終生成物(アンモニア)は、アンモニアが無機化を促進するpHを増加させると報告されているため、CO2からミネラルへのプロセスを強化することができる。本明細書に開示される微生物からのアンモニアの生成は、外部窒素源の存在下でも他の土壌に生息する微生物よりも著しく高いため、無機化プロセスは、他の土壌に生息する微生物よりも、本明細書に開示される菌株によって迅速に行うことができる。
【0145】
いくつかの実施形態では、微生物は、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、およびブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)から選択されるマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、Chryseobacterium sp.、コクシエラ属(Coxiella sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、グルタミシバクター属(Glutamicibacter sp.)、マイクロバクテリウム属(Microbacterium sp.)、およびセラチア属(Serratia sp.)から選択されるマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物はアセトバクター属(Acetobacter sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はアクチノミセス属(Actinomyces sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はバチルス属(Bacillus sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はChryseobacterium sp.である。いくつかの実施形態では、微生物はコクシエラ属(Coxiella sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はエンシファー属(Ensifer sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はグルタミシバクター属(Glutamicibacter sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はマイクロバクテリウム属(Microbacterium sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はパントエア属(Pantoea sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はセラチア属(Serratia sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物は、微生物のいずれかの内生胞子である。
【0146】
いくつかの実施形態では、微生物は、植物と相互作用する微生物の能力に関連する1つ以上の特性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は適合性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、補食作用または拮抗作用が確実に生じないように選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、保存中の安定性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、植物の迅速なコロニー形成および関連する組織内での生存のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、1つ以上の植物への最適な組み込みのために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、植物の生活環全体にわたって存在し続ける。
【0147】
いくつかの実施形態では、植物に組み込まれた微生物は、組み込み後に安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、6ヶ月より長い間、1年より長い間、または2年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、6ヶ月より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、1年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、2年より長い間、安定している。
【0148】
重炭酸塩とミネラルを生成する方法
特定の態様では、重炭酸塩の形成および無機化を促進する方法が本明細書に開示され、上記方法は、(a)植物と、前記植物、植物の根、および/または根の根圏に関連する1つ以上の微生物とを培養する工程を含み、ここで、前記1つ以上の微生物は、重炭酸塩および1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された微生物であるか、または上記微生物に由来する。
【0149】
改変植物
いくつかの実施形態では、前記植物に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物の根または根圏に配置される。いくつかの実施形態では、前記植物に関連する前記1つ以上の微生物は、灌漑によって前記植物の前記根または前記根圏に配置される。
【0150】
いくつかの実施形態では、前記植物は苗に由来し、この苗は、前記植物による本明細書に開示される前記1つ以上のミネラルの生成を刺激するように選択された本明細書に開示される微生物で潅水される。いくつかの実施形態では、前記植物は、本明細書に記載されるように、植物種子と、前記植物種子に関連する1つ以上の微生物とを培養することから得られる。いくつかの実施形態では、種子は本明細書に記載される方法によって刺激される。
【0151】
一態様では、微生物または植物に組み込まれた微生物の滲出物を含む植物を栽培する工程を含む方法が本明細書で提供される。いくつかの好ましい実施形態では、微生物は、内生胞子形成細菌またはその内生胞子である。
【0152】
いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、50kg/エーカー~最大で1000kg/エーカーの間であり得る。いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、約50kg/エーカー~約1,000kg/エーカーであり得る。いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、約50kg/エーカー~約100kg/エーカー、約50kg/エーカー~約200kg/エーカー、約50kg/エーカー~約300kg/エーカー、約50kg/エーカー~約400kg/エーカー、約50kg/エーカー~約500kg/エーカー、約50kg/エーカー~約600kg/エーカー、約50kg/エーカー~約700kg/エーカー、約50kg/エーカー~約800kg/エーカー、約50kg/エーカー~約900kg/エーカー、約50kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約100kg/エーカー~約200kg/エーカー、約100kg/エーカー~約300kg/エーカー、約100kg/エーカー~約400kg/エーカー、約100kg/エーカー~約500kg/エーカー、約100kg/エーカー~約600kg/エーカー、約100kg/エーカー~約700kg/エーカー、約100kg/エーカー~約800kg/エーカー、約100kg/エーカー~約900kg/エーカー、約100kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約200kg/エーカー~約300kg/エーカー、約200kg/エーカー~約400kg/エーカー、約200kg/エーカー~約500kg/エーカー、約200kg/エーカー~約600kg/エーカー、約200kg/エーカー~約700kg/エーカー、約200kg/エーカー~約800kg/エーカー、約200kg/エーカー~約900kg/エーカー、約200kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約300kg/エーカー~約400kg/エーカー、約300kg/エーカー~約500kg/エーカー、約300kg/エーカー~約600kg/エーカー、約300kg/エーカー~約700kg/エーカー、約300kg/エーカー~約800kg/エーカー、約300kg/エーカー~約900kg/エーカー、約300kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約400kg/エーカー~約500kg/エーカー、約400kg/エーカー~約600kg/エーカー、約400kg/エーカー~約700kg/エーカー、約400kg/エーカー~約800kg/エーカー、約400kg/エーカー~約900kg/エーカー、約400kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約500kg/エーカー~約600kg/エーカー、約500kg/エーカー~約700kg/エーカー、約500kg/エーカー~約800kg/エーカー、約500kg/エーカー~約900kg/エーカー、約500kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約600kg/エーカー~約700kg/エーカー、約600kg/エーカー~約800kg/エーカー、約600kg/エーカー~約900kg/エーカー、約600kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約700kg/エーカー~約800kg/エーカー、約700kg/エーカー~約900kg/エーカー、約700kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、約800kg/エーカー~約900kg/エーカー、約800kg/エーカー~約1,000kg/エーカー、または約900kg/エーカー~約1,000kg/エーカーであり得る。いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、約50kg/エーカー、約100kg/エーカー、約200kg/エーカー、約300kg/エーカー、約400kg/エーカー、約500kg/エーカー、約600kg/エーカー、約700kg/エーカー、約800kg/エーカー、約900kg/エーカー、または約1000kg/エーカーであり得る。いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、少なくとも約50kg/エーカー、約100kg/エーカー、約200kg/エーカー、約300kg/エーカー、約400kg/エーカー、約500kg/エーカー、約600kg/エーカー、約700kg/エーカー、約800kg/エーカー、または約900kg/エーカーであり得る。いくつかの実施形態では、生成されたミネラルの量は、最大で約100kg/エーカー、約200kg/エーカー、約300kg/エーカー、約400kg/エーカー、約500kg/エーカー、約600kg/エーカー、約700kg/エーカー、約800kg/エーカー、約900kg/エーカー、または約1000kg/エーカーであり得る。
【0153】
いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の内部に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、果皮の下で植物に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、果皮とアリューロン細胞層との間で植物に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚に接触する。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚に接触しない。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚乳に接触する。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚乳に接触しない。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物被膜と植物胚との間の間隙で植物に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の果皮と植物のアリューロン細胞層との間の間隙に組み込まれる。
【0154】
改変植物は、任意の種類の植物であってもよい。いくつかの実施形態では、改変植物は単子葉植物である。いくつかの実施形態では、植物種子は、トウモロコシ、小麦、イネ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、またはモロコシの植物である。いくつかの実施形態では、植物種子はトウモロコシ植物である。いくつかの実施形態では、植物種子はトウモロコシ(Zea maize)植物である。いくつかの実施形態では、改変植物は双子葉植物である。いくつかの実施形態では、植物は、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、またはキャベツの植物である。いくつかの実施形態では、植物はレタス(lettuce)植物である。いくつかの実施形態では、植物はレタス(Lactuca sativa)植物である。いくつかの実施形態では、植物はトマト(tomato)植物である。いくつかの実施形態では、植物はトマト(Solanum lycopersicum)植物である。いくつかの実施形態では、植物は遺伝子組換え生物(GMO)植物である。いくつかの実施形態では、植物は非GMO植物である。いくつかの実施形態では、前記植物は単子葉植物または双子葉植物である。いくつかの実施形態では、前記植物は、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、エンドウマメ、またはキャベツである。
【0155】
植物に組み込まれる微生物または滲出物の量は、CO2を効果的に隔離するために十分なレベルのものでなければならない。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、約250コロニー形成単位(CFU)~約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、約250CFU~約500CFU、約250CFU~約750CFU、約250CFU~約1,000CFU、約250CFU~約2,000CFU、約250CFU~約3,000CFU、約250CFU~約4,000CFU、約250CFU~約5,000CFU、約500CFU~約750CFU、約500CFU~約1,000CFU、約500CFU~約2,000CFU、約500CFU~約3,000CFU、約500CFU~約4,000CFU、約500CFU~約5,000CFU、約750CFU~約1,000CFU、約750CFU~約2,000CFU、約750CFU~約3,000CFU、約750CFU~約4,000CFU、約750CFU~約5,000CFU、約1,000CFU~約2,000CFU、約1,000CFU~約3,000CFU、約1,000CFU~約4,000CFU、約1,000CFU~約5,000CFU、約2,000CFU~約3,000CFU、約2,000CFU~約4,000CFU、約2,000CFU~約5,000CFU、約3,000CFU~約4,000CFU、約3,000CFU~約5,000CFU、または約4,000CFU~約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、約250CFU、約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、約4,000CFU、または約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、少なくとも約250CFU、約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、または約4,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、最大で約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、約4,000CFU、または約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、少なくとも約500CFUが植物へ組み込まれる。いくつかの実施形態では、少なくとも約1000CFUが植物へ組み込まれる。
【0156】
いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物または滲出物は、長期間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、約3ヶ月間~約36ヶ月間、貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、約3ヶ月間~約6ヶ月間、約3ヶ月間~約9ヶ月間、約3ヶ月間~約12ヶ月間、約3ヶ月間~約15ヶ月間、約3ヶ月間~約18ヶ月間、約3ヶ月間~約21ヶ月間、約3ヶ月間~約24ヶ月間、約3ヶ月間~約30ヶ月間、約3ヶ月間~約36ヶ月間、約6ヶ月間~約9ヶ月間、約6ヶ月間~約12ヶ月間、約6ヶ月間~約15ヶ月間、約6ヶ月間~約18ヶ月間、約6ヶ月間~約21ヶ月間、約6ヶ月間~約24ヶ月間、約6ヶ月間~約30ヶ月間、約6ヶ月間~約36ヶ月間、約9ヶ月間~約12ヶ月間、約9ヶ月間~約15ヶ月間、約9ヶ月間~約18ヶ月間、約9ヶ月間~約21ヶ月間、約9ヶ月間~約24ヶ月間、約9ヶ月間~約30ヶ月間、約9ヶ月間~約36ヶ月間、約12ヶ月間~約15ヶ月間、約12ヶ月間~約18ヶ月間、約12ヶ月間~約21ヶ月間、約12ヶ月間~約24ヶ月間、約12ヶ月間~約30ヶ月間、約12ヶ月間~約36ヶ月間、約15ヶ月間~約18ヶ月間、約15ヶ月間~約21ヶ月間、約15ヶ月間~約24ヶ月間、約15ヶ月間~約30ヶ月間、約15ヶ月間~約36ヶ月間、約18ヶ月間~約21ヶ月間、約18ヶ月間~約24ヶ月間、約18ヶ月間~約30ヶ月間、約18ヶ月間~約36ヶ月間、約21ヶ月間~約24ヶ月間、約21ヶ月間~約30ヶ月間、約21ヶ月間~約36ヶ月間、約24ヶ月間~約30ヶ月間、約24ヶ月間~約36ヶ月間、または約30ヶ月間~約36ヶ月間、貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、約3ヶ月間、約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、約30ヶ月間、または約36ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、少なくとも約3ヶ月間、約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、または約30ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、最大で約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、約30ヶ月間、または約36ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。
【0157】
いくつかの実施形態では、植物に組み込まれた微生物は、組み込み後に安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、6ヶ月より長い間、1年より長い間、または2年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、6ヶ月より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、1年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、2年より長い間、安定している。
【0158】
植物に組み込まれる微生物またはその滲出物は、本明細書で提供される微生物のいずれか、または任意の他の微生物であってもよい。いくつかの実施形態では、微生物は、マイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成マイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成マイクローブ(microbe)またはその内生胞子である。いくつかの実施形態では、微生物は、本明細書で提供される微生物の内生胞子である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成細菌またはその内生胞子である。
【0159】
微生物および滲出物
本明細書で提供される微生物またはその滲出物は、重炭酸塩と1つ以上のミネラルを生成するか、またはその形成を促進することができる。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はCO2を隔離する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はミネラルの形成をもたらす。いくつかの実施形態では、形成されたミネラルは土壌中に安定的に炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、微生物は内生胞子形成細菌である。いくつかの実施形態では、微生物は細菌の内生胞子である。本明細書で言及される微生物(例えば、細菌)が内生胞子を形成することができる場合は常に、その微生物の任意の内生胞子も包含されることが意図される。例えば、植物処理製剤がバチルス属(Bacillus sp.)を含む場合、製剤は、バチルス属(Bacillus sp.)の内生胞子を含む場合がある。
【0160】
いくつかの実施形態では、微生物は、ファーミキューテス門、プロテオバクテリア門、および放線菌門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、ファーミキューテス門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、プロテオバクテリア門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、放線菌門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、微生物のいずれかの内生胞子である。
【0161】
大気中の窒素を固定する根圏細菌は、植物の根で見られる。これらの生物は、土壌中で生存することができ、呼吸中に植物の根から放出されるCO2、または呼吸を通じて近くの微生物と土壌動物相群によって放出されるCO2のいずれかである多量のCO2に対する耐性を有する。
【0162】
いくつかの実施形態では、細菌は遺伝子改変されていない。いくつかの実施形態では、細菌は、CO2を重炭酸塩および最終的にはミネラルに変換するその能力について選択される。いくつかの実施形態では、細菌は炭酸脱水酵素の使用について選択される。いくつかの実施形態では、細菌は炭酸脱水酵素の使用について選択される。いくつかの実施形態では、様々な根圏細菌が種子に効果的に負荷される。いくつかの実施形態では、前記根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む。
【0163】
いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、対応する野生型微生物と比較して、前記1つ以上の微生物がより多くの炭酸脱水酵素を生成するか、その形成を促進するように仕向ける遺伝子改変を含む。いくつかの実施形態では、遺伝子改変は、核酸構築物を含み、前記核酸構築物は、炭酸脱水酵素(CA)コード配列の発現を駆動するように構成された1つ以上のプロモーターを含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、核酸構築物を含み、前記核酸構築物は、炭酸脱水酵素(CA)コード配列を含む。いくつかの実施形態では、前記CAコード配列は、前記1つ以上の微生物に対して異種である。いくつかの実施形態では、前記CAコード配列は、前記1つ以上の微生物に対して内因性である。いくつかの実施形態では、前記核酸構築物は、コドン最適化されている。いくつかの実施形態では、前記核酸構築物は、前記CAコード配列の発現を駆動するように構成された1つ以上のプロモーターをさらに含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、前記CAコード配列の構成的発現を駆動する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、前記CAコード配列の誘導発現を駆動する。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、直接的な微生物の進化によって改変された炭酸脱水酵素遺伝子を含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、シグナル配列を含む。いくつかの実施形態では、前記シグナル配列は、ペリプラズムシグナル配列または細胞外分泌シグナルを含む。いくつかの実施形態では、前記ペリプラズムシグナル配列または前記細胞外分泌シグナルは、炭酸脱水酵素コード配列の5’末端に配置される。いくつかの実施形態では、前記ペリプラズムシグナル配列または前記細胞外分泌シグナルは、炭酸脱水酵素コード配列の5’末端に融合される。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、一般的な分泌経路の1つ以上の構成要素を含み、前記遺伝子改変は、前記1つ以上の微生物による炭酸脱水酵素の分泌または細胞内標的化をもたらす。
【0164】
いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、バチルス属(Bacillus sp.)またはパエニバチルス属(Paenibacillus sp.)で構成される1つ以上のプロモーターであるか、上記プロモーターに由来する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、PgroES、P43、PsigX、PtrnQ、およびPxylAから選択される。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、1つ以上のハウスキーピング遺伝子プロモーターまたは強発現した構成的プロモーターであるか、またはそれらに由来する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のハウスキーピング遺伝子プロモーターまたは強発現した構成的プロモーターは、PliaG、PlepA、Pveg、PgsiB、P43、PtrnQ、Pial(バシトラシン誘導性)、およびPxylA(キシロース誘導性)から選択される。
【0165】
いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、1つ以上の微生物への発現ベクターの導入を含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、1つ以上の微生物の染色体への改変を含む。
【0166】
いくつかの実施形態では、微生物は、窒素と二酸化炭素の両方を固定し得る。いくつかの実施形態では、窒素固定微生物は、生物学的窒素固定を介して固定窒素(アンモニア)を植物に提供し続け、これは、環境を汚染している化学肥料の使用を減少させることになる。大気中の窒素固定の最終生成物(アンモニア)は、アンモニアが無機化を促進するpHを増加させると報告されているため、CO2からミネラルへのプロセスを強化することができる。本明細書に開示される微生物からのアンモニアの生成は、外部窒素源の存在下でも他の土壌に生息する微生物よりも著しく高いため、無機化プロセスは、他の土壌に生息する微生物よりも、本明細書に開示される菌株によって迅速に行うことができる。
【0167】
炭素を重炭酸塩とミネラルへ隔離または変換する方法
特定の態様では、炭素を隔離する方法が本明細書に開示され、上記方法は、a.植物と、前記植物に関連する1つ以上の微生物とを培養する工程を含み、ここで、前記1つ以上の微生物は、重炭酸塩および1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された微生物であるか、または上記微生物に由来する。
【0168】
改変植物
一態様では、炭素を隔離する方法であって、微生物または植物に組み込まれた微生物の滲出物を含む改変植物を栽培する工程を含む、方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、重炭酸塩および1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はCO2を隔離する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はミネラルの形成をもたらす。いくつかの実施形態では、形成されたミネラルは土壌中に安定的に炭素を隔離する。いくつかの好ましい実施形態では、微生物は、内生胞子形成細菌またはその内生胞子である。
【0169】
いくつかの実施形態では、微生物によって変換されたCO2の量は、1エーカー当たり0.1トンのCO2~最大で1エーカー当たり2.5トンのCO2の間である。いくつかの実施形態では、微生物は2.5~5.3トンのCO2/エーカーを変換する。いくつかの実施形態では、微生物は5.3~7.5トンのCO2/エーカーを変換する。いくつかの実施形態では、微生物は7.5~10トンのCO2/エーカーを変換する。いくつかの実施形態では、微生物は10~15トンのCO2/エーカーを変換する。いくつかの実施形態では、微生物は15~20トン/エーカーを変換する。いくつかの実施形態では、微生物によって変換されたCO2の量は、約2トン/エーカー~約20トン/エーカーの間である。いくつかの実施形態では、微生物によって変換されたCO2の量は、約2トン/エーカー~約4トン/エーカー、約2トン/エーカー~約6トン/エーカー、約2トン/エーカー~約8トン/エーカー、約2トン/エーカー~約10トン/エーカー、約2トン/エーカー~約12トン/エーカー、約2トン/エーカー~約14トン/エーカー、約2トン/エーカー~約16トン/エーカー、約2トン/エーカー~約18トン/エーカー、約2トン/エーカー~約20トン/エーカー、約4トン/エーカー~約6トン/エーカー、約4トン/エーカー~約8トン/エーカー、約4トン/エーカー~約10トン/エーカー、約4トン/エーカー~約12トン/エーカー、約4トン/エーカー~約14トン/エーカー、約4トン/エーカー~約16トン/エーカー、約4トン/エーカー~約18トン/エーカー、約4トン/エーカー~約20トン/エーカー、約6トン/エーカー~約8トン/エーカー、約6トン/エーカー~約10トン/エーカー、約6トン/エーカー~約12トン/エーカー、約6トン/エーカー~約14トン/エーカー、約6トン/エーカー~約16トン/エーカー、約6トン/エーカー~約18トン/エーカー、約6トン/エーカー~約20トン/エーカー、約8トン/エーカー~約10トン/エーカー、約8トン/エーカー~約12トン/エーカー、約8トン/エーカー~約14トン/エーカー、約8トン/エーカー~約16トン/エーカー、約8トン/エーカー~約18トン/エーカー、約8トン/エーカー~約20トン/エーカー、約10トン/エーカー~約12トン/エーカー、約10トン/エーカー~約14トン/エーカー、約10トン/エーカー~約16トン/エーカー、約10トン/エーカー~約18トン/エーカー、約10トン/エーカー~約20トン/エーカー、約12トン/エーカー~約14トン/エーカー、約12トン/エーカー~約16トン/エーカー、約12トン/エーカー~約18トン/エーカー、約12トン/エーカー~約20トン/エーカー、約14トン/エーカー~約16トン/エーカー、約14トン/エーカー~約18トン/エーカー、約14トン/エーカー~約20トン/エーカー、約16トン/エーカー~約18トン/エーカー、約16トン/エーカー~約20トン/エーカー、または約18トン/エーカー~約20トン/エーカーの間である。いくつかの実施形態では、マイクローブ(microbe)によって変換されたCO2の量は、約2トン/エーカー、約4トン/エーカー、約6トン/エーカー、約8トン/エーカー、約10トン/エーカー、約12トン/エーカー、約14トン/エーカー、約16トン/エーカー、約18トン/エーカー、または約20トン/エーカーの間である。いくつかの実施形態では、微生物によって変換されたCO2の量は、少なくとも約2トン/エーカー、約4トン/エーカー、約6トン/エーカー、約8トン/エーカー、約10トン/エーカー、約12トン/エーカー、約14トン/エーカー、約16トン/エーカー、または約18トン/エーカーの間である。いくつかの実施形態では、微生物によって変換されたCO2の量は、最大で約4トン/エーカー、約6トン/エーカー、約8トン/エーカー、約10トン/エーカー、約12トン/エーカー、約14トン/エーカー、約16トン/エーカー、約18トン/エーカー、または約20トン/エーカーの間である。
【0170】
いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の内部に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、果皮の下で植物に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、果皮とアリューロン細胞層との間で植物に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚に接触する。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚に接触しない。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚乳に接触する。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の胚乳に接触しない。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物被膜と植物胚との間の間隙で植物に組み込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または滲出物は、植物の果皮と植物のアリューロン細胞層との間の間隙に組み込まれる。
【0171】
改変植物は、任意の種類の植物であってもよい。いくつかの実施形態では、改変植物は単子葉植物である。いくつかの実施形態では、植物種子は、トウモロコシ、小麦、イネ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、またはモロコシの植物である。いくつかの実施形態では、植物種子はトウモロコシ植物である。いくつかの実施形態では、植物種子はトウモロコシ(Zea maize)植物である。いくつかの実施形態では、改変植物は双子葉植物である。いくつかの実施形態では、植物は、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、またはキャベツの植物である。いくつかの実施形態では、植物はレタス(lettuce)植物である。いくつかの実施形態では、植物はレタス(Lactuca sativa)植物である。いくつかの実施形態では、植物はトマト(tomato)植物である。いくつかの実施形態では、植物はトマト(Solanum lycopersicum)植物である。いくつかの実施形態では、植物は遺伝子組換え生物(GMO)植物である。いくつかの実施形態では、植物は非GMO植物である。
【0172】
植物に組み込まれる微生物または滲出物の量は、CO2を効果的に隔離するために十分なレベルのものでなければならない。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、約250コロニー形成単位(CFU)~約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、約250CFU~約500CFU、約250CFU~約750CFU、約250CFU~約1,000CFU、約250CFU~約2,000CFU、約250CFU~約3,000CFU、約250CFU~約4,000CFU、約250CFU~約5,000CFU、約500CFU~約750CFU、約500CFU~約1,000CFU、約500CFU~約2,000CFU、約500CFU~約3,000CFU、約500CFU~約4,000CFU、約500CFU~約5,000CFU、約750CFU~約1,000CFU、約750CFU~約2,000CFU、約750CFU~約3,000CFU、約750CFU~約4,000CFU、約750CFU~約5,000CFU、約1,000CFU~約2,000CFU、約1,000CFU~約3,000CFU、約1,000CFU~約4,000CFU、約1,000CFU~約5,000CFU、約2,000CFU~約3,000CFU、約2,000CFU~約4,000CFU、約2,000CFU~約5,000CFU、約3,000CFU~約4,000CFU、約3,000CFU~約5,000CFU、または約4,000CFU~約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、約250CFU、約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、約4,000CFU、または約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、少なくとも約250CFU、約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、または約4,000CFUである。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物の量は、最大で約500CFU、約750CFU、約1,000CFU、約2,000CFU、約3,000CFU、約4,000CFU、または約5,000CFUである。いくつかの実施形態では、少なくとも約500CFUが植物へ組み込まれる。いくつかの実施形態では、少なくとも約1000CFUが植物へ組み込まれる。
【0173】
いくつかの実施形態では、植物に組み込まれる微生物または滲出物は、長期間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、約3ヶ月間~約36ヶ月間、貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、約3ヶ月間~約6ヶ月間、約3ヶ月間~約9ヶ月間、約3ヶ月間~約12ヶ月間、約3ヶ月間~約15ヶ月間、約3ヶ月間~約18ヶ月間、約3ヶ月間~約21ヶ月間、約3ヶ月間~約24ヶ月間、約3ヶ月間~約30ヶ月間、約3ヶ月間~約36ヶ月間、約6ヶ月間~約9ヶ月間、約6ヶ月間~約12ヶ月間、約6ヶ月間~約15ヶ月間、約6ヶ月間~約18ヶ月間、約6ヶ月間~約21ヶ月間、約6ヶ月間~約24ヶ月間、約6ヶ月間~約30ヶ月間、約6ヶ月間~約36ヶ月間、約9ヶ月間~約12ヶ月間、約9ヶ月間~約15ヶ月間、約9ヶ月間~約18ヶ月間、約9ヶ月間~約21ヶ月間、約9ヶ月間~約24ヶ月間、約9ヶ月間~約30ヶ月間、約9ヶ月間~約36ヶ月間、約12ヶ月間~約15ヶ月間、約12ヶ月間~約18ヶ月間、約12ヶ月間~約21ヶ月間、約12ヶ月間~約24ヶ月間、約12ヶ月間~約30ヶ月間、約12ヶ月間~約36ヶ月間、約15ヶ月間~約18ヶ月間、約15ヶ月間~約21ヶ月間、約15ヶ月間~約24ヶ月間、約15ヶ月間~約30ヶ月間、約15ヶ月間~約36ヶ月間、約18ヶ月間~約21ヶ月間、約18ヶ月間~約24ヶ月間、約18ヶ月間~約30ヶ月間、約18ヶ月間~約36ヶ月間、約21ヶ月間~約24ヶ月間、約21ヶ月間~約30ヶ月間、約21ヶ月間~約36ヶ月間、約24ヶ月間~約30ヶ月間、約24ヶ月間~約36ヶ月間、または約30ヶ月間~約36ヶ月間、貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、約3ヶ月間、約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、約30ヶ月間、または約36ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、少なくとも約3ヶ月間、約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、または約30ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。いくつかの実施形態では、改変植物は、最大で約6ヶ月間、約9ヶ月間、約12ヶ月間、約15ヶ月間、約18ヶ月間、約21ヶ月間、約24ヶ月間、約30ヶ月間、または約36ヶ月間にわたって貯蔵安定性を有する。
【0174】
いくつかの実施形態では、植物に組み込まれた微生物は、組み込み後に安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、6ヶ月より長い間、1年より長い間、または2年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、6ヶ月より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、1年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、2年より長い間、安定している。
【0175】
植物に組み込まれる微生物またはその滲出物は、本明細書で提供される微生物のいずれか、または任意の他の微生物であってもよい。いくつかの実施形態では、微生物は、マイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成マイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成マイクローブ(microbe)またはその内生胞子である。いくつかの実施形態では、微生物は、本明細書で提供される微生物の内生胞子である。いくつかの実施形態では、微生物は、内生胞子形成細菌またはその内生胞子である。
【0176】
細菌を組み込む方法
一態様では、1つ以上の微生物またはその滲出物を1つ以上の植物に組み込む方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、上記方法は、植物を消毒する工程を含む。いくつかの実施形態では、上記方法は、1つ以上の微生物またはその滲出物を含む溶液と植物を接触させる工程を含む。いくつかの実施形態では、溶液は塩をさらに含む。いくつかの実施形態では、上記方法は、一定期間、植物を溶液とインキュベートする工程を含む。いくつかの実施形態では、一定期間は、所望の量の微生物またはその滲出物を植物に入れるのに十分なものである。いくつかの実施形態では、上記方法は、所望の量の微生物またはその滲出物を植物に組み込む。
【0177】
いくつかの実施形態では、上記方法は、本明細書に記載されるような塩を含む溶液に植物を接触させる工程を含む。
【0178】
いくつかの実施形態では、溶液は、本明細書に記載されるような追加の添加剤を含む。
【0179】
いくつかの実施形態では、溶液は、本明細書に記載されるような追加の金属イオンを含む。
【0180】
いくつかの実施形態では、溶液は、本明細書に記載されるような微生物のための1つ以上の栄養素を含む。いくつかの実施形態では、溶液は細菌の増殖培地を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、溶原培地(LB)、栄養ブロス、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、溶液は溶原培地を含む。いくつかの実施形態では、溶液は栄養ブロスを含む。
【0181】
いくつかの実施形態では、溶液は、本明細書に記載されるような微生物を含む。
【0182】
いくつかの実施形態では、溶液は、本明細書に記載されるような植物質量あたりの所望の量の微生物を含む。
【0183】
いくつかの実施形態では、植物は、本明細書に記載されるような1つの植物あたりの所望の量の微生物を含む。いくつかの実施形態では、微生物は細菌である。いくつかの実施形態では、細菌は内生胞子形成細菌である。いくつかの実施形態では、上記方法は、内生胞子形成細菌の内生胞子形成を誘導する工程を含む。いくつかの実施形態では、植物に組み込まれた細菌は、内生胞子である。いくつかの実施形態では、溶液は、内生胞子形成を引き起こすために1つ以上の成分を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、カリウム、硫酸第一鉄、カルシウム、マグネシウム、マンガン、またはそれらの組み合わせを含む。
【0184】
いくつかの実施形態では、方法は、植物を殺菌する工程を含む。いくつかの実施形態では、方法は、植物の表面を殺菌する工程を含む。殺菌された表面を有する植物を生成する任意の方法が採用されてもよい。いくつかの実施形態では、植物はブリーチ溶液で殺菌される。いくつかの実施形態では、植物は、1つ以上の微生物を含有する溶液中に植物を浸す前に殺菌される。いくつかの実施形態では、植物は殺菌された植物である。いくつかの実施形態では、植物は殺菌された表面を有する。本明細書で使用されるように、「殺菌すること」、「殺菌された」、および関連する用語(例えば、「消毒すること」など)は、殺菌されたものの上に生存している微生物が実質的にないことを示す。いくつかの実施形態では、植物は、微生物を含む溶液中で植物をインキュベートする前に、殺菌される。いくつかの実施形態では、植物は、微生物を含む溶液中で植物をインキュベートした後に、殺菌される。いくつかの実施形態では、殺菌剤が植物の表面に添加される。
【0185】
いくつかの実施形態では、殺菌または消毒された植物は、植物(例えば、植物の表面)上に生きている微生物を実質的に含まない。いくつかの実施形態では、無菌のまたは殺菌された植物は、植物上に1CFU未満、5CFU未満、10CFU未満、20CFU未満、30CFU未満、40CFU未満、または50CFU未満の微生物を含む。
【0186】
いくつかの実施形態では、植物は、微生物を植物に組み込むのに十分な時間、微生物を含む溶液とインキュベートされる。
【0187】
微生物および滲出物
本明細書で提供される微生物またはその滲出物は、重炭酸塩と1つ以上のミネラルを生成するか、またはその形成を促進する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はCO2を隔離する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はミネラルの形成をもたらす。いくつかの実施形態では、形成されたミネラルは土壌中に安定的に炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、微生物は本明細書に記載されるような細菌である。いくつかの実施形態では、微生物は内生胞子形成細菌である。いくつかの実施形態では、微生物は細菌の内生胞子である。本明細書で言及される微生物(例えば、細菌)が内生胞子を形成することができる場合は常に、その微生物の任意の内生胞子も包含されることが意図される。例えば、植物処理製剤がバチルス属(Bacillus sp.)を含む場合、製剤は、バチルス属(Bacillus sp.)の内生胞子を含む場合がある。
【0188】
いくつかの実施形態では、微生物は、ファーミキューテス門、プロテオバクテリア門、および放線菌門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、ファーミキューテス門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、プロテオバクテリア門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、放線菌門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、微生物のいずれかの内生胞子である。
【0189】
大気中の窒素を固定する根圏細菌は、植物の根で見られる。これらの微生物は、土壌中で生存することができ、呼吸中に植物の根から放出されるCO2、または呼吸を通じて近くの微生物と土壌動物相群によって放出されるCO2のいずれかである多量のCO2に対する耐性を有する。
【0190】
いくつかの実施形態では、細菌は遺伝子改変されていない。いくつかの実施形態では、細菌は、CO2を重炭酸塩および最終的にはミネラルに変換するその能力について選択される。いくつかの実施形態では、細菌は炭酸脱水酵素の使用について選択される。いくつかの実施形態では、細菌は炭酸脱水酵素の使用について選択される。いくつかの実施形態では、様々な根圏細菌が種子に効果的に負荷される。いくつかの実施形態では、根圏細菌は、生物学的窒素固定を強化する内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、前記根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む。
【0191】
いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、対応する野生型微生物と比較して、前記1つ以上の微生物がより多くの炭酸脱水酵素を生成するか、その形成を促進するように仕向ける遺伝子改変を含む。いくつかの実施形態では、遺伝子改変は、核酸構築物を含み、前記核酸構築物は、炭酸脱水酵素(CA)コード配列の発現を駆動するように構成された1つ以上のプロモーターを含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、核酸構築物を含み、前記核酸構築物は、炭酸脱水酵素(CA)コード配列を含む。いくつかの実施形態では、前記CAコード配列は、前記1つ以上の微生物に対して異種である。いくつかの実施形態では、前記CAコード配列は、前記1つ以上の微生物に対して内因性である。いくつかの実施形態では、前記核酸構築物は、コドン最適化されている。いくつかの実施形態では、前記核酸構築物は、前記CAコード配列の発現を駆動するように構成された1つ以上のプロモーターをさらに含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、前記CAコード配列の構成的発現を駆動する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、前記CAコード配列の誘導発現を駆動する。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、直接的な微生物の進化によって改変された炭酸脱水酵素遺伝子を含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、シグナル配列を含む。いくつかの実施形態では、前記シグナル配列は、ペリプラズムシグナル配列または細胞外分泌シグナルを含む。いくつかの実施形態では、前記ペリプラズムシグナル配列または前記細胞外分泌シグナルは、炭酸脱水酵素コード配列の5’末端に配置される。いくつかの実施形態では、前記ペリプラズムシグナル配列または前記細胞外分泌シグナルは、炭酸脱水酵素コード配列の5’末端に融合される。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、一般的な分泌経路の1つ以上の構成要素を含み、前記遺伝子改変は、前記1つ以上の微生物による炭酸脱水酵素の分泌または細胞内標的化をもたらす。
【0192】
いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、バチルス属(Bacillus sp.)またはパエニバチルス属(Paenibacillus sp.)で構成される1つ以上のプロモーターであるか、上記プロモーターに由来する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、PgroES、P43、PsigX、PtrnQ、およびPxylAから選択される。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のプロモーターは、1つ以上のハウスキーピング遺伝子プロモーターまたは強発現した構成的プロモーターであるか、またはそれらに由来する。いくつかの実施形態では、前記1つ以上のハウスキーピング遺伝子プロモーターまたは強発現した構成的プロモーターは、PliaG、PlepA、Pveg、PgsiB、P43、PtrnQ、Pial(バシトラシン誘導性)、およびPxylA(キシロース誘導性)から選択される。
【0193】
いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、1つ以上の微生物への発現ベクターの導入を含む。いくつかの実施形態では、前記遺伝子改変は、1つ以上の微生物の染色体への改変を含む。
【0194】
いくつかの実施形態では、微生物は、窒素と二酸化炭素の両方を固定し得る。いくつかの実施形態では、窒素固定微生物は、生物学的窒素固定を介して固定窒素(アンモニア)を植物に提供し続け、これは、環境を汚染している化学肥料の使用を減少させることになる。大気中の窒素固定の最終生成物(アンモニア)は、アンモニアが無機化を促進するpHを増加させると報告されているため、CO2からミネラルへのプロセスを強化することができる。本明細書に開示される微生物からのアンモニアの生成は、外部窒素源の存在下でも他の土壌に生息する微生物よりも著しく高いため、無機化プロセスは、他の土壌に生息する微生物よりも、本明細書に開示される菌株によって迅速に行うことができる。
【0195】
いくつかの実施形態では、微生物は、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、およびブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)から選択されるマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、Chryseobacterium sp.、コクシエラ属(Coxiella sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、グルタミシバクター属(Glutamicibacter sp.)、マイクロバクテリウム属(Microbacterium sp.)、およびセラチア属(Serratia sp.)から選択されるマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物はアセトバクター属(Acetobacter sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はアクチノミセス属(Actinomyces sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はバチルス属(Bacillus sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はChryseobacterium sp.である。いくつかの実施形態では、微生物はコクシエラ属(Coxiella sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はエンシファー属(Ensifer sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はグルタミシバクター属(Glutamicibacter sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はマイクロバクテリウム属(Microbacterium sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はパントエア属(Pantoea sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はセラチア属(Serratia sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物は、微生物のいずれかの内生胞子である。
【0196】
いくつかの実施形態では、微生物は、植物と相互作用する微生物の能力に関連する1つ以上の特性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は適合性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、補食作用または拮抗作用が確実に生じないように選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、保存中の安定性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、植物の迅速なコロニー形成および関連する組織内での生存のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、1つ以上の植物への最適な組み込みのために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、植物の生活環全体にわたって存在し続ける。
【0197】
いくつかの実施形態では、植物に組み込まれた微生物は、組み込み後に安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、6ヶ月より長い間、1年より長い間、または2年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、6ヶ月より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、1年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、2年より長い間、安定している。
【0198】
細菌を含む組成物
特定の態様では、1つ以上の微生物を含む組成物が本明細書に開示され、ここで、前記1つ以上の微生物は、重炭酸塩および1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された微生物であるか、または上記微生物に由来する。
【0199】
本明細書で提供される微生物またはその滲出物は、重炭酸塩と1つ以上のミネラルを生成するか、またはその形成を促進する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はCO2を隔離する。いくつかの実施形態では、重炭酸塩の形成はミネラルの形成をもたらす。いくつかの実施形態では、形成されたミネラルは土壌中に安定的に炭素を隔離する。いくつかの実施形態では、微生物は本明細書に記載されるような細菌である。いくつかの実施形態では、微生物は内生胞子形成細菌である。いくつかの実施形態では、微生物は細菌の内生胞子である。本明細書で言及される微生物(例えば、細菌)が内生胞子を形成することができる場合は常に、その微生物の任意の内生胞子も包含されることが意図される。例えば、植物処理製剤がバチルス属(Bacillus sp.)を含む場合、製剤は、バチルス属(Bacillus sp.)の内生胞子を含む場合がある。
【0200】
いくつかの実施形態では、微生物は、ファーミキューテス門、プロテオバクテリア門、および放線菌門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、ファーミキューテス門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、プロテオバクテリア門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、放線菌門からのマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、微生物のいずれかの内生胞子である。
【0201】
大気中の窒素を固定する根圏細菌は、植物の根で見られる。これらの生物は、土壌中で生存することができ、呼吸中に植物の根から放出されるCO2、または呼吸を通じて近くの微生物と土壌動物相群によって放出されるCO2のいずれかである多量のCO2に対する耐性を有する。
【0202】
いくつかの実施形態では、細菌は遺伝子改変されていない。いくつかの実施形態では、細菌は、CO2を重炭酸塩および最終的にはミネラルに変換するその能力について選択される。いくつかの実施形態では、細菌は炭酸脱水酵素の使用について選択される。いくつかの実施形態では、細菌は遺伝子改変されていない。いくつかの実施形態では、細菌は、CO2を重炭酸塩およびミネラルに変換するその能力について選択される。いくつかの実施形態では、細菌は炭酸脱水酵素の使用について選択される。いくつかの実施形態では、細菌は炭酸脱水酵素の使用について選択される。いくつかの実施形態では、様々な根圏細菌が種子に効果的に負荷される。いくつかの実施形態では、根圏細菌は内生胞子形成細菌を含む。いくつかの実施形態では、前記根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む。いくつかの実施形態では、前記1つ以上の微生物はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む。
【0203】
いくつかの実施形態では、微生物は、窒素と二酸化炭素の両方を固定し得る。いくつかの実施形態では、窒素固定微生物は、生物学的窒素固定を介して固定窒素(アンモニア)を植物に提供し続け、これは、環境を汚染している化学肥料の使用を減少させることになる。大気中の窒素固定の最終生成物(アンモニア)は、アンモニアが無機化を促進するpHを増加させると報告されているため、CO2から重炭酸塩とミネラルへのプロセスを強化することができる。本明細書に開示される微生物からのアンモニアの生成は、外部窒素源の存在下でも他の土壌に生息する微生物よりも著しく高いため、無機化プロセスは、他の土壌に生息する微生物よりも、本明細書に開示される菌株によって迅速に行うことができる。
【0204】
いくつかの実施形態では、微生物は、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、およびブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)から選択されるマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物は、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、Chryseobacterium sp.、コクシエラ属(Coxiella sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、グルタミシバクター属(Glutamicibacter sp.)、マイクロバクテリウム属(Microbacterium sp.)、およびセラチア属(Serratia sp.)から選択されるマイクローブ(microbe)である。いくつかの実施形態では、微生物はアセトバクター属(Acetobacter sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はアクチノミセス属(Actinomyces sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はバチルス属(Bacillus sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はChryseobacterium sp.である。いくつかの実施形態では、微生物はコクシエラ属(Coxiella sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はエンシファー属(Ensifer sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はグルタミシバクター属(Glutamicibacter sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はマイクロバクテリウム属(Microbacterium sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はパントエア属(Pantoea sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物はセラチア属(Serratia sp.)である。いくつかの実施形態では、微生物は、微生物のいずれかの内生胞子である。
【0205】
いくつかの実施形態では、微生物は、植物と相互作用する微生物の能力に関連する1つ以上の特性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は適合性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、補食作用または拮抗作用が確実に生じないように選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、保存中の安定性のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、植物の迅速なコロニー形成および関連する組織内での生存のために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、1つ以上の植物への最適な組み込みのために選択される。いくつかの実施形態では、微生物は、植物の生活環全体にわたって存在し続ける。
【0206】
いくつかの実施形態では、植物に組み込まれた微生物は、組み込み後に安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、6ヶ月より長い間、1年より長い間、または2年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、30日より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、6ヶ月より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、1年より長い間、安定している。いくつかの実施形態では、微生物は、2年より長い間、安定している。
【0207】
定義
「少なくとも」、「~より大きい」、または「~以上」という用語が一連の2つ以上の数値における最初の数値の前に付けられる場合は常に、「少なくとも」、「~より大きい」、または「~以上」という用語は、その一連の数値における数値の各々に適用される。例えば、1、2、または3以上は、1以上、2以上、または3以上と同等である。
【0208】
「~以下(no more than)」、「~未満」、または「~以下(less than or equal to)」という用語が一連の2つ以上の数値における最初の数値の前に付けられる場合は常に、「~以下(no more than)」、「~未満」、または「~以下(less than or equal to)」という用語は、その一連の数値における数値の各々に適用される。例えば、3、2、または1以下は、3以下、2以下、または1以下と同等である。
【0209】
絶対的または連続的な用語、例えば、「~するであろう(will)」、「しないであろう(will not)」、「~するものとする(shall)」、「~しないものとする(shall not)」、「~しなければならない(must)」、「~してはならない(must not)」、「最初に(first)」、「当初(initially)」、「次に(next)」、「その後(sequently)」、「~の前(before)」、「~の後(after)」、「最後に(lastly)」、および「最終的な(final)」の使用は、本明細書に開示された本実施形態の範囲を限定するものではなく、例示として意図されている。
【0210】
本明細書で使用されるように、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が他に明白に示していない限り、複数形を同様に含むことが意図されている。さらに、「含むこと(including)」、「含む(includes)」「有すること(having)」、「有する(has)」、「とともに(with)」という用語またはその変形が、詳細な記載および/または請求項のいずれかで使用される程度まで、そのような用語は、用語「含む(comprising)」に類似した方法で含まれるように意図されている。
【0211】
「灌漑システム」という用語は、本明細書に記載されるように、作物の生産を支援するためだけでなく、植物を育てるために、制御された量の水を適用する人工的なプロセスであってもよく、ここでは「散水」として知られることもある。いくつかの実施形態では、「灌漑システム」という用語は、葉への噴霧、畝間肥料処理、スプリンクラーシステム、加湿器、またはミスト噴霧システム(misting system)を含み得る。
【0212】
本明細書で使用される場合、「少なくとも1つ」、「1つ以上」、および、「および/または」という表現は、作動時に接続的および離接的の両方であるオープンエンドな表現である。例えば、「A、B、およびCの少なくとも1つ」、「A、B、またはCの少なくとも1つ」、「A、B、およびCの1つ以上」、「A、B、またはCの1つ以上」、および「A、B、および/またはC」という表現のそれぞれは、A単独、B単独、C単独、AとBを一緒に、AとCを一緒に、BとCを一緒に、またはA、B、およびCを一緒にということを意味する。
【0213】
本明細書で使用される場合、「または」は、「および」、「または」、または「および/または」を指し、排他的かつ包含的に使用されてもよい。例えば、「AまたはB」という用語は、「AまたはB」、「AだがBではない」、「BだがAではない」、および「AおよびB」を指すことがある。場合によっては、文脈が特定の意味を指示することがある。
【0214】
本明細書に記載される任意のシステム、方法、ソフトウェア、およびプラットフォームは、モジュール式である。したがって、「第1の」および「第2の」などの用語は、必ずしも優先順位、重要性の順序、または行為の順序を意味するものではない。
【0215】
数または数値範囲に言及する際の「約(about)」という用語は、言及される数または数値範囲が実験の変動性内の(または統計的な実験誤差内の)概算であること、数または数値範囲が明示された数または数値範囲の例えば、1%~15%で変動し得ることを意味している。実施例では、「約」という用語は、明示された数または値の±10%を指す。
【0216】
「増加した(increased)」、「増加している(increasing)」、または「増加(increase)」という用語は一般的に、統計的に有意な量の増加を意味するために本明細書で使用される。いくつかの態様では、「増加した」または「増加」という用語は、基準レベルと比較して少なくとも10%の増加、例えば、基準レベル、標準、または対照と比較して、少なくとも約10%、少なくとも約20%、または少なくとも約30%、または少なくとも約40%、または少なくとも約50%、または少なくとも約60%、または少なくとも約70%、または少なくとも約80%、または少なくとも約90%、または最大で100%の増加、あるいは10~100%の間の任意の増加を意味する。「増加」の他の例としては、基準レベルと比較して、少なくとも2倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍、少なくとも100倍、少なくとも1000倍、またはそれ以上の増加が挙げられる。
【0217】
「減少した(decreased)」、「減少している(decreasing)」、または「減少(decrease)」は一般的に、統計的に有意な量の減少を意味するように本明細書では使用される。いくつかの態様では、「減少した」または「減少」は、基準レベルと比較して少なくとも10%の減少、例えば、基準レベルと比較して、少なくとも約20%、または少なくとも約30%、または少なくとも約40%、または少なくとも約50%、または少なくとも約60%、または少なくとも約70%、または少なくとも約80%、または少なくとも約90%、または最大で100%の減少(基準レベルと比較して不在レベルまたは検出不可能レベル)、あるいは10~100%の間の任意の減少を意味する。マーカーや症状の文脈では、これらの用語は、そのようなレベルの統計的に有意な減少を意味する。減少は、例えば、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%またはそれ以上であり得、所定の疾患のない個体の正常範囲内であると認められるレベルまで減らされることが好ましい。
【0218】
本発明の好ましい実施形態が本明細書中で示され、記載されてきたが、このような実施形態はほんの一例として提供されているに過ぎないことが当業者に明らかであろう。本発明が明細書内で提供される特定の例によって制限されることは意図されていない。本発明は前述の明細書に関して記載されているが、本明細書中の実施形態の記載および例示は、限定的な意味で解釈されることを意味するものではない。当業者であれば、多くの変更、変化、および置換が、本発明から逸脱することなく思いつくだろう。さらに、本発明のすべての態様は、様々な条件および変数に依存する、本明細書で説明された特定の描写、構成、または相対的な比率に限定されないことが理解されよう。本明細書に記載される本発明の実施形態の様々な代替案が、本発明の実施に際して利用され得ることを理解されたい。それゆえ、本発明は、任意のそのような代替物、修正物、変形物、または同等物にも及ぶものと企図される。以下の請求項は本発明の範囲を定義するものであり、この請求項とその均等物の範囲内の方法、および構造体がそれによって包含されるものであるということが意図されている。
【0219】
番号付けされた実施形態
1.1つ以上の微生物を含む組成物であって、前記1つ以上の微生物は、植物またはその一部の被膜と細胞層との間の間隙に位置しており、重炭酸塩、炭酸塩、または1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された1つ以上の微生物であるか、または上記1つ以上の微生物に由来する、組成物。
2.前記植物または前記その一部は、植物根、植物茎、植物葉、植物種子、植物果物、植物塊茎、または植物根粒である、実施形態1のいずれか1つに記載の組成物。
3.前記植物または前記その一部は商業植物またはその一部を含む、実施形態1~2のいずれか1つに記載の組成物。
4.前記商業植物またはその一部は、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、エンドウマメ、キャベツ、果樹、堅果樹、森林木、草原、または芝草である、実施形態1~3のいずれか1つに記載の組成物。
5.前記その一部は植物種子であり、前記植物種子に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物種子の種皮と種子胚との間の間隙に配置される、実施形態1~4のいずれか1つに記載の組成物。
6.前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物または前記その一部の被膜として配置される、実施形態1~5のいずれか1つに記載の組成物。
7.前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の微生物は、灌漑-システムを通じて前記植物種子に適用される、実施形態1~6のいずれか1つに記載の組成物。
8.前記潅漑システムは畝間(in-furrow)処理技術を含む、実施形態1~7のいずれか1つに記載の組成物。
9.前記潅漑システムは噴霧手法を含む、実施形態1~8のいずれか1つに記載の組成物。
10.前記重炭酸塩は炭素を隔離する、実施形態1~9のいずれか1つに記載の組成物。
11.炭素はガス状炭素である、実施形態1~10のいずれか1つに記載の組成物。
12.前記ガス状炭素は二酸化炭素である、実施形態1~11のいずれか1つに記載の組成物。
13.前記炭酸塩は炭素を隔離する、実施形態1~12のいずれか1つに記載の組成物。
14.炭素はガス状炭素である、実施形態1~13のいずれか1つに記載の組成物。
15.前記ガス状炭素は二酸化炭素である、実施形態1~14のいずれか1つに記載の組成物。
16.前記1つ以上のミネラルは炭素を隔離する、実施形態1~15のいずれか1つに記載の組成物。
17.炭素はガス状炭素である、実施形態1~16のいずれか1つに記載の組成物。
18.ガス状炭素は二酸化炭素である、実施形態1~17のいずれか1つに記載の組成物。
19.前記その一部は植物種子であり、前記植物種子に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物種子の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される、実施形態1~18のいずれか1つに記載の組成物。
20.前記1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素を含む、実施形態1~19のいずれか1つに記載の組成物。
21.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素アルファクラスを含む、実施形態1~20のいずれか1つに記載の組成物。
22.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素ベータクラスを含む、実施形態1~21のいずれか1つに記載の組成物。
23.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素ガンマクラスを含む、実施形態1~22のいずれか1つに記載の組成物。
24.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素デルタクラスを含む、実施形態1~23のいずれか1つに記載の組成物。
25.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素ゼータクラスを含む、実施形態1~24のいずれか1つに記載の組成物。
26.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素イータクラスを含む、実施形態1~25のいずれか1つに記載の組成物。
27.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素イオタクラスを含む、実施形態1~26のいずれか1つに記載の組成物。
28.前記1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む、実施形態1~27のいずれか1つに記載の組成物。
29.前記1つ以上の微生物は前記細菌を含む、実施形態1~28のいずれか1つに記載の組成物。
30.前記細菌は内生胞子形成細菌を含む、実施形態1~29のいずれか1つに記載の組成物。
31.前記細菌は、アセトネマ属(Acetonema sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、アルカリバチルス属(Alkalibacillus sp.)、アンモニフィラス属(Ammoniphilus sp.)、アンフィバチルス属(Amphibacillus sp.)、アナエロバクター属(Anaerobacter sp.)、アネロスポラ属(Anaerospora sp.)、アヌリニバチルス属(Aneurinibacillus sp.)、アノキシバチルス属(Anoxybacillus sp.)、バチルス属(Bacillus sp.)、ブレビバチルス属(Brevibacillus sp.)、カルダネロバクター属(Caldanaerobacter sp.)、カロラマター属(Caloramator sp.)、カミニセラ属(Caminicella sp.)、セラシバチルス属(Cerasibacillus sp.)、クロストリジウム属(Clostridium sp.)、クロストリジイサリバクター属(Clostridiisalibacter sp.)、コーネラ属(Cohnella sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、デンドロスポロバクター属(Dendrosporobacter sp.)、デスルフォトマキュラム属(Desulfotomaculum sp.)、デスルフォスポロムーサ属(Desulfosporomusa sp.)、デスルフォスポロシヌス属(Desulfosporosinus sp.)、デスルフォビルグラ属(Desulfovirgula sp.)、デスルフニスポラ属(Desulfunispora sp.)、デスルフリスポラ属(Desulfurispora sp.)、フィリファクター属(Filifactor sp.)、フィロバチルス属(Filobacillus sp.)、ゲルリア属(Gelria sp.)、ゲオバチルス属(Geobacillus sp.)、ゲオスポロバクター属(Geosporobacter sp.),グラシリバチルス属(Gracilibacillus sp.)、ハロバチルス属(Halobacillus sp.)、ハロナトロナム属(Halonatronum sp.)、ヘリオバクテリウム属(Heliobacterium sp.)、ヘリオフィラム属(Heliophilum sp.)、ラセイエラ属(Laceyella sp.)、レンチバチルス属(Lentibacillus sp.)、リシニバチルス属(Lysinibacillus sp.)、マヘラ属(Mahela sp.)、メタバクテリウム属(Metabacterium sp.)、モーレラ属(Moorella sp.)、ナトロニエラ属(Natroniella sp.)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus sp.)、オレニア属(Orenia sp.)、オルニチニバチルス属(Ornithinibacillus sp.)、オキサロファガス属(Oxalophagus sp.)、オキソバクター属(Oxobacter sp.)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp.)、パラリオバチルス属(Paraliobacillus sp.)、ペロスポラ属(Pelospora sp.)、ペロトマクルム属(Pelotomaculum sp.)、ピシバチルス属(Piscibacillus sp.)、プラニフィラム属(Planifilum sp.)、ポンチバチルス属(Pontibacillus sp.)、プロピオニスポラ属(Propionispora sp.)、サリニバチルス属(Salinibacillus sp.)、サルスギニバチルス属(Salsuginibacillus sp.)、セイノネラ属(Seinonella sp.)、シマズエラ属(Shimazuella sp.)、スポラセチゲニウム属(Sporacetigenium sp.)、スポロアナエロバクター属(Sporoanaerobacter sp.)、スポロバクター属(Sporobacter sp.)、スポロバクテリウム属(Sporobacterium sp.)、スポロハロバクター属(Sporohalobacter sp.)、スポロラクトバチルス属(Sporolactobacillus sp.)、スポロミュサ属(Sporomusa sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、スポロタレア属(Sporotalea sp.)、スポロトマクルム属(Sporotomaculum sp.)、シントロフォモナス属(Syntrophomonas sp.)、シントロフォスポラ属(Syntrophospora sp.)、テヌイバチルス属(Tenuibacillus sp.)、テピディバクター属(Tepidibacter sp.)、テリバチルス属(Terribacillus sp.)、タラソバチルス属(Thalassobacillus sp.)、サーモアセトゲニウム属(Thermoacetogenium sp.)、サーモアクチノミセス属(Thermoactinomyces sp.)、サーモアルカリバチルス属(Thermoalkalibacillus sp.)、サーモアナエロバクター属(Thermoanaerobacter sp.)、サーモアナエロモナス属(Thermoanaeromonas sp.)、サーモバチルス属(Thermobacillus sp.)、サーモフラビミクロビウム属(Thermoflavimicrobium sp.)、サーモベナビュラム属(Thermovenabulum sp.)、テュベリバシラス属(Tuberibacillus sp.)、ビルジバチルス(Virgibacillus sp.)、ブルカノバチルス属(Vulcanobacillus sp.)、またはそれらの組み合わせからの細菌を含む、実施形態1~30のいずれか1つに記載の組成物。
32.前記細菌はファーミキューテス門に属する細菌を含む、実施形態1~31のいずれか1つに記載の組成物。
33.前記細菌は根圏細菌を含む、実施形態1~32のいずれか1つに記載の組成物。
34.前記根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む、実施形態1~33のいずれか1つに記載の組成物。
35.前記細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~34のいずれか1つに記載の組成物。
36.前記細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~35のいずれか1つに記載の組成物。
37.前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む、実施形態1~36のいずれか1つに記載の組成物。
38.前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む、実施形態1~37のいずれか1つに記載の組成物。
39.前記細菌はエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)S3C10を含む、実施形態1~38のいずれか1つに記載の組成物。
40.前記細菌はパエニバチルスポリミクサ(Paenibacillus polymyxa)、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense)、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis)、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris)、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa)、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui)、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli)、パエニバチルス・ブラシリエンシス(Paenibacillus brasiliensis)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~39のいずれか1つに記載の組成物。
41.前記細菌はパエニバチルスポリミクサ(Paenibacillus polymyxa) RO3C16、パエニバチルス・タオフアシャネンス(Paenibacillus taohuashanense) TY4D5、パエニバチルス・ポチョネンシス(Paenibacillus pocheonensis) S2C3、パエニバチルス・アセリス(Paenibacillus aceris) VF2D2、パエニバチルス・カタルパ(Paenibacillus catalpa) TY2B5、パエニバチルス・リグイ(Paenibacillus rigui) TY2D5、パエニバチルス・パブリ(Paenibacillus pabuli) PG2A8、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~40のいずれか1つに記載の組成物。
42.前記細菌は非内生胞子形成細菌を含む、実施形態1~41のいずれか1つに記載の組成物。
43.前記細菌はプロテオバクテリア門に属する細菌を含む、実施形態1~42のいずれか1つに記載の組成物。
44.前記細菌は、クレブシエラ属(Klebsiella sp.)、リゾビウム属(Rhizobium sp.)、ブラディリゾビウム属(Bradyrhizobium sp.)、オクロバクトラム属(Ochrobactrum sp.)、シノリゾビウム属(Sinorhizobium sp.)、キサントバクター属(Xanthobacter sp.)、メチロバクテリウム属(Methylobacterium sp.)、アクチノミセス属(Actinomyces sp.)、コサコニア属(Kosakonia sp.)、アゾトバクター属(Azotobacter sp.)、アセトバクター属(Acetobacter sp.)、ハーバスピリラム属(Herbaspirillum sp.)、シュードモナス属(Pseudomonas sp.)、パラバークホルデリア属(Paraburkholderia sp.)、ラルストニア属(Ralstonia sp.)、ゲオバクター属(Geobacter sp.)、セラチア属(Serratia sp.)、パントエア属(Pantoea sp.)、エンシファー属(Ensifer sp.)、エンテロバクター属(Enterobacter sp.)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~43のいずれか1つに記載の組成物。
45.前記細菌は放線菌門に属する細菌を含む、実施形態1~44のいずれか1つに記載の組成物。
46.前記細菌はストレプトマイセス属(Streptomyces sp.)、コクシエラ属(Coxiella sp.)、フランキア属(Frankia sp)を含む、実施形態1~45のいずれか1つに記載の組成物。
47.前記細菌はシアノバクテリア門に属する細菌を含む、実施形態1~46のいずれか1つに記載の組成物。
48.前記細菌はシアノバクテリア属(Cyanobacteria sp)を含む、実施形態1~47のいずれか1つに記載の組成物。
49.前記細菌はクロロフレクサス門に属する細菌を含む、実施形態1~48のいずれか1つに記載の組成物。
50.前記1つ以上の微生物は前記植物または前記その一部に関連する1つ以上の真菌を含む、実施形態1~49のいずれか1つに記載の組成物。
51.前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、前記植物または前記その一部の種皮と種子胚との間の間隙に配置される、実施形態1~50のいずれか1つに記載の組成物。
52.前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、前記植物または前記その一部の被膜として配置される、実施形態1~51のいずれか1つに記載の組成物。
53.植物またはその一部に関連する前記1つ以上の真菌は、畝間(in-furrow)処理技術によって前記植物または前記その一部に適用される、実施形態1~52のいずれか1つに記載の組成物。
54.前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、噴霧手法によって前記植物または前記その一部に適用される、実施形態1~53のいずれか1つに記載の組成物。
55.前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、前記灌漑システムを介して前記植物または前記その一部に適用される、実施形態1~54のいずれか1つに記載の組成物。
56.前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、前記植物または前記その一部の種子果皮と種子アリューロン細胞層との間の間隙に配置される、実施形態1~55のいずれか1つに記載の組成物。
57.前記1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む、実施形態1~56のいずれか1つに記載の組成物。
58.1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む、実施形態1~57のいずれか1つに記載の組成物。
59.1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む、実施形態1~58のいずれか1つに記載の組成物。
60.1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む、実施形態1~59のいずれか1つに記載の組成物。
61.前記1つ以上のミネラルは方解石、アラレ石、ドロマイト、石灰石、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~60のいずれか1つに記載の組成物。
62.前記1つ以上のミネラルはCaCO3、MgCO3、CaMg(CO3)2、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~61のいずれか1つに記載の組成物。
63.前記1つ以上のミネラルの生成の促進は、アンモニアの生成と、前記植物または前記その一部に由来するある植物が成長する培地のpHの増加とを含む、実施形態1~62のいずれか1つに記載の組成物。
64.前記その一部は植物種子であり、前記1つ以上の微生物は前記植物または前記その一部の前記種子果皮と前記種子アリューロン細胞層との間の間隙には天然に存在しない、実施形態1~63のいずれか1つに記載の組成物。
65.前記植物または前記その一部は単子葉植物または双子葉植物である、実施形態1~64のいずれか1つに記載の組成物。
66.無機化を促進する方法であって、上記方法は、a.植物またはその一部と、前記植物または前記その一部に関連する1つ以上の微生物とを培養する工程を含み、ここで、前記1つ以上の微生物は、重炭酸塩、炭酸塩、または1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された微生物であるか、または上記微生物に由来する、方法。
67.前記植物または前記その一部は、商業植物、植物根、植物茎、植物葉、植物種子、植物果物、植物塊茎、または植物根粒である、実施形態66のいずれか1つに記載の方法。
68.前記植物またはその一部に関連する前記1つ以上の微生物は、前記植物またはその一部の前記植物根または根圏に配置される、実施形態66~67のいずれか1つに記載の方法。
69.前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の微生物は、灌漑システムによって、前記植物または前記その一部の前記植物根または前記根圏に配置される、実施形態66~68のいずれか1つに記載の方法。
70.前記潅漑システムは畝間(in-furrow)処理技術を含む、実施形態66~69のいずれか1つに記載の方法。
71.前記潅漑システムは噴霧手法を含む、実施形態66~70のいずれか1つに記載の方法。
72.前記植物またはその一部は、前記植物またはその一部によって前記1つ以上のミネラルの生成を刺激するために、前記潅漑システムを介して前記微生物と一体化される苗に由来する、実施形態66~71のいずれか1つに記載の方法。
73.前記重炭酸塩は炭素を隔離する、実施形態66~72のいずれか1つに記載の方法。
74.炭素はガス状炭素である、実施形態66~73のいずれか1つに記載の方法。
75.前記ガス状炭素は二酸化炭素である、実施形態66~74のいずれか1つに記載の方法。
76.前記炭酸塩は炭素を隔離する、実施形態66~75のいずれか1つに記載の方法。
77.炭素はガス状炭素である、実施形態66~76のいずれか1つに記載の方法。
78.前記ガス状炭素は二酸化炭素である、実施形態66~77のいずれか1つに記載の方法。
79.前記1つ以上のミネラルは炭素を隔離する、実施形態66~78のいずれか1つに記載の方法。
80.炭素はガス状炭素である、実施形態66~79のいずれか1つに記載の方法。
81.ガス状炭素は二酸化炭素である、実施形態66~80のいずれか1つに記載の方法。
82.前記1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む、実施形態66~81のいずれか1つに記載の方法。
83.前記1つ以上の微生物は前記細菌を含む、実施形態66~82のいずれか1つに記載の方法。
84.前記細菌は内生胞子形成細菌を含む、実施形態66~83のいずれか1つに記載の方法。
85.細菌は根圏細菌を含む、実施形態66~84のいずれか1つに記載の方法。
86.前記根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む、実施形態66~85のいずれか1つに記載の方法。
87.前記細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態66~86のいずれか1つに記載の方法。
88.前記細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態66~87のいずれか1つに記載の方法。
89.前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む、実施形態66~88のいずれか1つに記載の方法。
90.前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む、実施形態66~89のいずれか1つに記載の方法。
91.前記細菌はエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)S3C10を含む、実施形態66~90のいずれか1つに記載の方法。
92.前記1つ以上の微生物は前記植物または前記その一部に関連する1つ以上の真菌を含む、実施形態66~91のいずれか1つに記載の方法。
93.前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、前記灌漑システムによって、前記植物または前記その一部の前記植物根または前記根圏に配置される、実施形態66~92のいずれか1つに記載の方法。
94.前記1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む、実施形態66~93のいずれか1つに記載の方法。
95.1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む、実施形態66~94のいずれか1つに記載の方法。
96.1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む、実施形態66~95のいずれか1つに記載の方法。
97.1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む、実施形態66~96のいずれか1つに記載の方法。
98.前記1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、実施形態66~97のいずれか1つに記載の方法。
99.前記1つ以上の微生物は、アルファクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、実施形態66~98のいずれか1つに記載の方法。
100.前記1つ以上の微生物は、ベータクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、実施形態66~99のいずれか1つに記載の方法。
101.前記1つ以上の微生物は、ガンマクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、実施形態66~100のいずれか1つに記載の方法。
102.前記1つ以上の微生物は、デルタクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、実施形態66~101のいずれか1つに記載の方法。
103.前記1つ以上の微生物は、ゼータクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、実施形態66~102のいずれか1つに記載の方法。
104.前記1つ以上の微生物は、イータクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、実施形態66~103のいずれか1つに記載の方法。
105.前記1つ以上の微生物は、イオタクラスに属する1つ以上の炭酸脱水酵素の形成をもたらす、実施形態66~104のいずれか1つに記載の方法。
106.前記1つ以上のミネラルは方解石、アラレ石、ドロマイト、石灰石、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態66~105のいずれか1つに記載の方法。
107.前記1つ以上のミネラルの生成の促進は、アンモニアの生成と、前記植物または前記その一部が成長する培地のpHの増加とを含む、実施形態66~106のいずれか1つに記載の方法。
108.前記1つ以上の微生物は前記1つ以上の根には天然に存在しない、実施形態66~107のいずれか1つに記載の方法。
109.前記植物または前記その一部は単子葉植物または双子葉植物である、実施形態66~108のいずれか1つに記載の方法。
110.前記植物または前記その一部は商業植物またはその一部を含む、実施形態66~109のいずれか1つに記載の方法。
111.前記商業植物またはその一部は、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、エンドウマメ、キャベツ、果樹、堅果樹、森林木、草原、または芝草から本質的になる群で構成される、実施形態66~110のいずれか1つに記載の方法。
112.1つ以上の微生物を含む組成物であって、ここで、前記1つ以上の微生物は、重炭酸塩、炭酸塩、または1つ以上のミネラルを生成するか、その形成を促進するように選択された微生物であるか、または上記微生物に由来する、組成物。
113.前記植物または前記その一部は、植物根、植物茎、植物葉、植物種子、植物果物、植物塊茎、または植物根粒である、実施形態112のいずれか1つに記載の組成物。
114.前記植物または前記その一部は商業植物またはその一部を含む、実施形態112~113のいずれか1つに記載の組成物。
115.前記商業植物またはその一部は、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、大麦、ライ麦、サトウキビ、アワ、オート麦、大豆、綿、アルファルファ、豆、キノア、レンズ豆、ピーナッツ、ヒマワリ、キャノーラ、キャッサバ、パーム油、ジャガイモ、テンサイ、カカオ、コーヒー、レタス、トマト、エンドウマメ、キャベツ、果樹、堅果樹、森林木、草原、または芝草である、実施形態112~114のいずれか1つに記載の組成物。
116.前記重炭酸塩は炭素を隔離する、実施形態112~115のいずれか1つに記載の組成物。
117.炭素はガス状炭素である、実施形態112~116のいずれか1つに記載の組成物。
118.前記ガス状炭素は二酸化炭素である、実施形態112~117のいずれか1つに記載の組成物。
119.前記炭酸塩は炭素を隔離する、実施形態112~118のいずれか1つに記載の組成物。
120.炭素はガス状炭素である、実施形態112~119のいずれか1つに記載の組成物。
121.前記ガス状炭素は二酸化炭素である、実施形態112~120のいずれか1つに記載の組成物。
122.前記1つ以上のミネラルは炭素を隔離する、実施形態112~121のいずれか1つに記載の組成物。
123.炭素はガス状炭素である、実施形態112~122のいずれか1つに記載の組成物。
124.ガス状炭素は二酸化炭素である、実施形態112~123のいずれか1つに記載の組成物。
125.前記1つ以上の微生物は、細菌、古細菌、真菌、またはウイルスを含む、実施形態112~124のいずれか1つに記載の組成物。
126.前記1つ以上の微生物は前記細菌を含む、実施形態112~125のいずれか1つに記載の組成物。
127.前記細菌は内生胞子形成細菌を含む、実施形態112~126のいずれか1つに記載の組成物。
128.前記細菌は根圏細菌を含む、実施形態112~127のいずれか1つに記載の組成物。
129.前記根圏細菌は、バチルス属(Bacillus sp)、パエニバチルス属(Paenibacillus sp)、またはその両方を含む、実施形態112~128のいずれか1つに記載の組成物。
130.前記細菌は、B.アミロリケファシエンス(B.amyloliquefaciens)、B.ラテロスポルス(B.laterosporus)、B.リケニフォルミス(B.licheniformis)、B.マセランス(B.macerans)、B.セレウス(B.cereus)、B.サーキュランス(B.circulans)、B.フィルムス(B.firmus)、B.サブチリス(B.subtilis)、B.スフェエリクス(B.sphaericus)、B.メガテリウム(B.megaterium)、B.コアグランス(B.coagulans)、B.ブレビス(B.brevis)、B.チューリンゲンシス(B.thuringiensis)、B.ミコイデス(B.mycoides)、B.ククミス(B.cucumis)、B.エンドフィティクス(B.endophyticus)、B.プミルス(B.pumilus)、B.ベレゼンシス(B.velezensis)、B.ムシラギノサス(B.mucilaginosus)、B.テキレンシス(B.tequilensis)、B.メチロトロフィカス(B.methylotrophicus)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態112~129のいずれか1つに記載の組成物。
131.前記細菌は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C15、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)RO2C22、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)6、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)S3C21、バチルスメガテリウム(Bacillus megaterium)RO2C12、バチルスククミス(Bacillus cucumis)S3C14、バチルスエンドフィティクス(Bacillus endophyticus)5、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態112~130のいずれか1つに記載の組成物。
132.前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)S3C23を含む、実施形態112~131のいずれか1つに記載の組成物。
133.前記細菌はバチルスサブチリス(Bacillus subtilis)MP2を含む、実施形態112~132のいずれか1つに記載の組成物。
134.前記細菌はエンシファーアドヘレンス(Ensifer adhaerens)S3C10を含む、実施形態112~133のいずれか1つに記載の組成物。
135.前記1つ以上の微生物は前記植物または前記その一部に関連する1つ以上の真菌を含む、実施形態112~134のいずれか1つに記載の組成物。
136.前記植物または前記その一部に関連する前記1つ以上の真菌は、前記灌漑システムによって、前記植物または前記その一部の前記植物根または前記根圏に配置される、実施形態112~135のいずれか1つに記載の組成物。
137.前記1つ以上の真菌はアーバスキュラー菌根菌を含む、実施形態112~136のいずれか1つに記載の組成物。
138.1つ以上の真菌は外生菌根菌を含む、実施形態112~137のいずれか1つに記載の組成物。
139.1つ以上の真菌はトリコデルマ属からの真菌を含む、実施形態112~138のいずれか1つに記載の組成物。
140.1つ以上の真菌はアオカビ属からの真菌を含む、実施形態112~139のいずれか1つに記載の組成物。
141.前記1つ以上のミネラルは方解石、アラレ石、ドロマイト、石灰石、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態112~140のいずれか1つに記載の組成物。
142.前記1つ以上のミネラルの生成の促進は、アンモニアの生成と、前記植物または前記その一部が成長する培地のpHの増加とを含む、実施形態112~141のいずれか1つに記載の組成物。
143.前記1つ以上の微生物は1つ以上の炭酸脱水酵素を含む、実施形態112~142のいずれか1つに記載の組成物。
144.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素αクラスを含む、実施形態112~143のいずれか1つに記載の組成物。
145.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素ベータクラスを含む、実施形態112~144のいずれか1つに記載の組成物。
146.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素ガンマクラスを含む、実施形態112~145のいずれか1つに記載の組成物。
147.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素デルタクラスを含む、実施形態112~146のいずれか1つに記載の組成物。
148.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素ゼータクラスを含む、実施形態112~147のいずれか1つに記載の組成物。
149.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素イータクラスを含む、実施形態112~148のいずれか1つに記載の組成物。
150.前記1つ以上の炭酸脱水酵素は炭酸脱水酵素イオタクラスを含む、実施形態112~149のいずれか1つに記載の組成物。
【実施例】
【0220】
本開示の方法および組成物は、植物または植物種子と関連して、重炭酸塩および1つ以上のミネラルの形成により炭素を微生物的に隔離するように設計されている。
【0221】
微生物製剤の定義:早期コンディショニングを達成するために、本開示は、懸濁媒体中の合成コンソーシアムまたは単一の単離された細菌株もしくは内生胞子を含む種子処理組成物を使用する。典型的には、植物栽培組成物および方法は、ファーミキューテス門、バクテロイデス門、および放線菌門と同様に、プロテオバクテリア門(アルファ、ベータ、ガンマ、およびデルタのプロテオバクテリアクラス)内の異なる分類群に分布する、多種多様な細菌属に属する、多様でかつ環境に適応した植物関連細菌を含む。本発明者らは、根に効果的にコロニーを形成し、最終的にCO2を隔離するために、本開示の方法を用いて、種子に適用することができる、これらの大きな分類群内の、通常、植物関連微生物を含む、様々な属に属する根圏細菌を、単離および特徴付けした。組成物は、別々に培養され、かつ、Microprime(商標)種子処理のために混合された、1つ、2つ、3つ、または複数の異なる細菌株を含む。
【0222】
実施例1.非内生胞子形成細菌、内生胞子形成性細菌、および/または細菌内生胞子の負荷を増加させる種子処理:Microprime(商標)技術。
CO2固定微生物が土壌に存在する一方で、以下の理由により、CO2隔離は有効ではない。微生物の多くは、CO2をエネルギー源として利用することができない。多くの微生物はCO2排出が行われる根の近くにおらず、その数も、おそらくは他の微生物に殺されてしまうため、少ないままである。Microprime(商標)種子処理は、CO2放出部位に微生物を直接送り込み、根で100%有効なコロニー形成を促進する。
【0223】
Microprime(商標)種子処理は安定した微生物種子処理プロセスであり、これにより、内生胞子または栄養細胞および/または微生物の合成コンソーシアムおよび/またはその滲出物および/またはその個別の生体分子としての植物にとって有益な細菌が、工業的にスケーラブルなプロセスを介して種子内に詰められる。このプロセスでは、プロセスコスト、時間、(植物胚と接種剤の両方について)経時的な安定性、多土壌適合性、異なる環境条件下での安定性、農業投入物の従来の流通網との適合性が考慮される。この方法は、種子内の浸透性を高める界面活性剤、および/または種子内部の微生物のコロニー形成を強化する栄養素の群、および/または細菌内生胞子形成を強化する補助試薬に加えて、指定された量の有益な微生物、あるいは、微生物および/またはその滲出物および/またはその個別化された生体分子の合成コンソーシアムを補充した浸透活性液体培地の水溶液中での、種子の制御された、経済的かつ迅速な吸水を含んでいた。長期間の生物学的薬剤の生存、胚の遺伝子改変、処理済み種子の有効期間の延長は、Microprime(商標)種子技術によって保証されている。最後に、この方法は種子乾燥プロセスを必要とせず、種子乾燥プロセスを1エーカーあたりわずか0.20ドルの経済的に使い勝手の悪いプロセスとし、さらに低下する可能性があった。
【0224】
Microprime(商標)種子処理は、内生胞子を使用して100%の効率を有していた。このことは、処理された種子の100%が30秒以内に所望の内生胞子を効果的に負荷され、種子あたりの負荷された細菌細胞の平均が約10
5であることを意味している(表2)。このような種子への微生物細胞の高い負荷効率は、Microprime(商標)種子処理の固有の特徴であり、所望の細菌を効率よく現場に送達することを保証するものである。負荷された細菌による植物の根のコロニー形成は100%であり、このことは、処理された種子/植物の100%が、当初負荷された細菌によって効果的にコロニーを形成されたことを意味している。植物の根のコロニー形成プロセスは、種子が播かれ、休眠から覚め、発芽が始まるとすぐに始まる(表2、
図5~7)。
【0225】
Microprime(商標)種子処理は、同じ効率と効果で、単子葉植物と双子葉植物の両方の種子において使用された(表2)。簡単に説明すると、Microprime(商標)種子処理は、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)株S3C23の内生胞子を用いて、単子葉植物(トウモロコシおよびイネ)と双子葉植物(大豆)種子において適用した。根のコロニー形成、コロニー形成した植物の割合、苗の出芽の割合を播種から14日後に測定した。種子負荷については、データは1プールあたり5個の種子の3プールの平均を表す。根のコロニー形成については、データは1回の処理あたり10個の植物の平均を表す。苗の出芽の割合については、データは、トウモロコシについて1回の処理あたり36個の植物の平均を表し、大豆およびイネについては1回の処理あたり72個の植物の平均を表す。
【0226】
Microprime(登録商標)種子処理は、胚と細菌の安定性が時間を通して保証されているため、従来の種子産業および農業慣行の要件という観点から、市販の種子との高い適合性を示す(
図8)。Microprime(登録商標)種子処理プロセスは、WO2020214843にさらに詳しく記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0227】
【0228】
【0229】
実施例2:二酸化炭素除去に対する植物-微生物のバイオシステムの効果。
カーボンフリーワールドは世界的な構想であり、Microsoft、Amazon、およびGoogleなどの多くの国際的に有名な企業は、2040年までにカーボンニュートラルまたはカーボンフリーになることを約束している。これらの企業は高いカーボンフットプリントを発生させており、近い将来、カーボンニュートラルになるために、これらの企業はCO2を効果的に回収できる企業/組織からカーボンクレジットを購入している。この技術は、炭素排出量を削減するだけでなく、それを農業用の有益な製品または生物持続性製品のいずれかに変換することに重点を置いている。効率的なCO2隔離を保証することになる本明細書に開示される組成物および方法を使用することで、農家のためのカーボンクレジットが生成されると同時に、気候変動を遅らせることになる。本明細書に開示される組成物および方法の全体的なコストが市場における既存のどの技術よりも大幅に低いため、その採用は迅速に行われるはずであり、これにより、大量のカーボンクレジットが生成され、これを、カーボンフットプリントを軽減する必要があるますます多くの企業に提供することが可能となる。
【0230】
二酸化炭素除去(CDR)は、大気からCO2を除去し、長期にわたって隔離する気候工学の一種である。CDRの方法としては、植林、土壌に炭素を隔離する慣行農法、炭素の回収と貯蔵に伴うバイオエネルギー、風化の強化、海洋肥沃化、および貯蔵と組み合わせた場合の直接的な空気回収が挙げられる。
【0231】
全米科学アカデミー、全米技術アカデミー、および全米医学アカデミーによる2019年の合意報告書では、安全かつ経済的に展開できる規模で既存のCDR手法を用いれば、年間最大10Gtの二酸化炭素を除去および隔離できる可能性があると結論付けられている。これは、温室効果ガスが生産されている速度の約5分の1の速度で温室効果ガス排出を相殺することになる。
【0232】
炭素の隔離には、3つの条件:貯蔵、スペース、および低コストの電力が必要である。直接空気回収(DAC)などの、空気から炭素を回収する現在の技術は、その操作のために広大なスペースと多くのエネルギーを必要とし、大気からCO2を抽出するために必要な理論上の最小エネルギーは、1トンのCO2当たり約250kWhである。
【0233】
一方、地球人口の食糧生産を支えるために既に存在する作物プランテーション、果樹、および森林と、さらにいくつかの産業の商品としての木材を使用することにより、設備容量と低コストの電力の面で比類のない利点がある。
【0234】
より詳細には、CO2を回収するスペースに関して、FAOは、世界の耕地利用は、2014年の15.8億ヘクタール(3.9×109エーカー)から2050年には16.6億ヘクタールに増加し続け、総森林面積は40.6億ヘクタールと予測しており、設備容量はすでに存在しており、使用しなければならない。
【0235】
低エネルギー電力については、植物の根と密接に相互作用する細菌などの微生物の利用が、CO2隔離の工場として最も費用対効果の高いシナリオである。これは、なぜなら、植物が根の滲出物を介して、土壌細菌が増殖に利用することができる炭素とエネルギー供給源の豊富なカクテルを提供し、他方、植物はこれらの細菌のコロニー形成によって多くの点で利益を得るからである。この植物-細菌のバイオシステムを繁栄させるために、追加の電力投入は必要ない。
【0236】
最後に、炭酸脱水酵素を発現する微生物を植物と関連して使用することにより、CO2は、土壌中の重炭酸塩、最終的には炭酸塩鉱物の生成によって効果的に隔離され得る。
【0237】
実施例3:CA活性および/または重炭酸塩およびミネラル形成を測定する方法。
実験室規模では、選択された微生物は、(Zhuangら、2018)によって以前に記載されたように、CA生成培地で増殖されるであろう。CA活性単位は、(Zhuangら、2018)によって記載されたCA活性測定方法を用いて、異なる時点で測定されるであろう。代替的に、多くの微生物がゲノム中で複数のCAをコードするため、どのCAが最も高い活性を有するかを知るために、相対的な転写産物量を測定することができる。加えて、重炭酸イオンおよび炭酸イオンの生成、アンモニウム(NH4
+)の濃度、成長曲線、およびpH変化が測定される。
【0238】
生物学的および非生物学的炭酸塩鉱物(MgCO3およびCaCO3)の形成は、Hanら、2020によって記載された方法を用いて試験される。炭酸塩鉱物の形態の沈殿物は、走査電子顕微鏡(SEM)を使用して特徴付けられる。異なるカチオンが無機化目的とその有効性について試験され、安定性が分析される。X線回折計(XRD)分析は、ミネラルの形態を特徴付けるために追求されるだろう(Zhuangら、2018)。これらのミネラルの生合成をさらに証明するために、安定炭素同位体値が考慮され得る。無機化は細菌の表面で行われるが、ある程度の無機化は細菌細胞の内部で起こり得る。細胞内ミネラル形成の検出は、Hanら、2020(Han et al., 2020)によって記載された方法によって実施される。
【0239】
CO2を無機化する能力が強化された選択された微生物は温室で試験され、ここで、根が出現する際に、根に微生物を効果的かつ確実にコロニー形成させるMicroprime(商標)種子技術を使用して、大豆、トウモロコシなどの主要作物の種子にこれらの微生物を負荷する。これらの植物を標準条件下で生育させ、指定期間後に、これらの植物を根こそぎ引き抜き、我々の細菌を抽出して、その後、計数してその表面でCO2を無機化させる。加えて、根に近い土壌サンプルを分析して、合計の炭素、重炭酸塩、炭酸塩、およびミネラルを定量化しつつ、対照群(Microprime(商標)を使用していない種子/植物)の土壌とデータを比較する。安定したC同位体[13C]は、前述のように、CO2固定、土壌微生物群による呼吸、および土壌呼吸を理解するために使用することができる。最終的には、選択した菌株を大規模な大豆およびトウモロコシ畑で試験し、CO2固定、ミネラル生成量、および生産性への影響を測定する。
【0240】
実施例4:CA活性および/または形成を増強する株操作。
CAを介してCO2を固定するために本明細書に開示された微生物の可能性を完全に利用するために、その発現、安定性、活性、および分泌を増加させるために遺伝子操作が採用されるであろう。Hanら、2019によれば、バチルスサブチリス(Bacillus subtilis)のCA濃度は、0時間から最大で約30時間まで、17.14U/Lに増加し、その後、31時間から350時間までわずかに減少する。B.サブチリス(B.subtilis)では、細菌の増殖が行われていないときでも、mRNAの連続的な生成が記録されている。このことは、mRNAの安定性の増強を示唆しており、したがって、その生成を増やすことが戦略的であると考えられる。CAの生成は厳密に制御される可能性があるが、この制御を解除するために、限定されないが、発現を構成的にすることを含む遺伝的戦略を適用する。このアプローチでは、いくつかの高発現ハウスキーピング遺伝子や、PliaG、PlepA、Pveg、PgsiB、P43、PtrnQ、Plial(バシトラシン誘導性)、およびPxylA(キシロース誘導性)などの強発現構成的プロモーター遺伝子を、CAのネイティブプロモーターと置き換えることによって、試験する。CAの転写量の増加は、CAの最高レベルを維持すると考えられる。qRT-PCRによる相対的な転写量の研究は、プロモーターの強さを試験するために使用され、CAタンパク質は、転写物とタンパク質レベルの対応する増加を評価するためにタグ付けされる。
【0241】
多くの微生物はCAを細胞外に分泌することができ、これによりCO2の水和を触媒して、アルカリ性条件下でHCO3-が形成される。細胞外分泌または細胞膜周辺腔へのCAの標的化は、ミネラルの炭酸化によって効果的にCO2を隔離するのに有益である。CA触媒としての細胞全体は、弱酸性または中性に近いpH条件下でも無機化に重要であることが示されている。土壌のpHが弱酸性または中性で、pH9.0(無機化にとって理想的なpH)に達しない可能性があるため、これは土壌での無機化にとって特に重要である。Jo et al.,2013は、ナイセリア・ゴノレー(Neisseria gonorrhoeae)のCA(ngCA)を大腸菌の細胞質および細胞膜周辺腔に標的とし、大腸菌の細胞膜周辺腔におけるngCAの発現がCaCO3形成速度を大幅に加速させたと結論付けた。微生物がCAを細胞膜周辺腔またはその細胞外分泌物へ輸送する能力を試験する。菌株におけるCAの標的を変えるために、様々なアプローチを利用することができる。これらの戦略は、CAの5’末端に周辺質のシグナル配列または細胞外分泌シグナルのいずれかを追加することを含むことになる。完全に折り畳まれたタンパク質を細胞外に輸送するツインアルギニン透過(Tat)経路を使用することができる。CAの細胞外分泌については、真正のTatシグナル(TorAリーダー配列)がCAの5’末端に融合することになる。代替的に、タンパク質が合成される際にタンパク質の移動を始める一般分泌経路(Sec)を使用することもでき、PelBなどの真正のSecシグナルを使用することもできる。これらの新菌株は、細菌細胞の特定の区画でCAを標的とする能力について試験され、その後、上記のようにMicroprime(商標)を介してこれらの微生物を試験する。
【0242】
土壌環境は動的であり、CA阻害剤を含む可能性があり、これを試験するために、CAの活性はサンプル土壌の存在下で試験される。その適性を改善し、CA酵素を進化させるために、直接進化アプローチを使用することができる。このアプローチは、Desulfovibrio vulgarisのCAの耐熱性およびアルカリ耐性を向上させるために使用されている。直接進化を使用しているAlvizo et al., 2014は、pH>10.0で4.2Mのアルカリアミン溶媒の存在下で最大で107℃まで温度耐性を改善し、この増加は、天然酵素の4,000,000倍改善されている。
【0243】
実施例5:土壌中の重炭酸塩と炭酸カルシウムの濃度-2020年シーズン:
米国中西部の畑で、Microprime B.サブチリス(B.subtilis) S3C23で処理した種子と未処理の種子(対照)からトウモロコシを育てた。成長期の途中で、3つの異なる畑(Paxton, IL, Milford,IL,Wolcott,IN)から、1回の処理ごとに9つのサンプルを採取した。土壌サンプルを、炭酸カルシウムと重炭酸塩の含有量について分析した。結果を表4に示す。未処理の植物(対照植物)の土壌と比較して、1エーカーあたり平均3.19トンのCO2を、B.サブチリス(B.subtilis)株S3C23を含む土壌において隔離した。この値は、最大でV11トウモロコシ段階(播種後45日、合計110日)まで検出された重炭酸塩と炭酸カルシウムの濃度を反映している。
【0244】
【0245】
実施例6:土壌における重炭酸塩と炭酸カルシウムの濃度-2021年シーズン:
米国中西部の畑で、Microprime B.サブチリス(B.subtilis) S3C23で処理した種子と未処理の種子(対照)からトウモロコシを育てた。栽培期の途中で、1回の処理当たり9つのサンプルを、4つの異なる畑(Milford, IL, Rensselear, IN, Beaver Damn, WI, および Monticello, IL)から採取した。土壌サンプルを、炭酸カルシウムと重炭酸塩の含有量について分析した。結果を表5に示す。未処理の植物(対照植物)の土壌と比較して、1エーカーあたり平均8.18トンのCO2を、B.サブチリス(B.subtilis)株S3C23を含む土壌において隔離した。この値は、最大でV11トウモロコシ段階(播種後45日、合計110日)まで検出された重炭酸塩と炭酸カルシウムの濃度を反映している。
【0246】
【0247】
米国中西部の畑で、Microprime B.サブチリス(B.subtilis) MP1、B.サブチリス(B.subtilis) MP2、およびE.アドヘレンス(E.adhaerens)S3C10で処理した種子と未処理の種子(対照)から大豆を栽培した。栽培期の途中に、1つの畑(Flanagan,IL)から1回の処理ごとに9つのサンプルを採取した。土壌サンプルを、炭酸カルシウムと重炭酸塩の含有量について分析した。結果を表6に示す。未処理の植物(対照植物)の土壌と比較して、1エーカーあたり平均8.63トンのCO2を、Andes Microprime微生物処理物を含む土壌において隔離した。この値は、播種後最大45日まで検出された重炭酸塩と炭酸カルシウムの濃度を反映している。
【0248】
表5と表6の両方に示されたデータは、表4に示された2020年のデータが単なる偶然ではないこと、Andes Microprime(商標)処理とAndes所有の微生物とが、重要な量のCO2を土壌に隔離するものとして実質的に有効であることを示している。
【0249】
【0250】
本発明の好ましい実施形態が本明細書中で示され、記載されてきたが、このような実施形態はほんの一例として提供されているに過ぎないことが当業者に明らかであろう。本発明が明細書内で提供される特定の例によって制限されることは意図されていない。本発明は前述の明細書に関して記載されているが、本明細書中の実施形態の記載および例示は、限定的な意味で解釈されることを意味するものではない。当業者であれば、多くの変更、変化、および置換が、本発明から逸脱することなく思いつくだろう。さらに、本発明のすべての態様は、様々な条件および変数に依存する、本明細書で説明された特定の描写、構成、または相対的な比率に限定されないことが理解されよう。本明細書に記載される本発明の実施形態の様々な代替案が、本発明の実施に際して利用され得ることを理解されたい。それゆえ、本発明は、任意のそのような代替物、修正物、変形物、または同等物にも及ぶものと企図される。以下の請求項は本発明の範囲を定義するものであり、この請求項とその均等物の範囲内の方法、および構造体がそれによって包含されるものであるということが意図されている。
【国際調査報告】