(57)【要約】本発明は、微小生物および/またはそれらが産生される発酵培養液の有効な生産ならびに使用のためのシステムおよび方法に関する。有利なことに、本システムは、消費者の懸念する化学的化合物および残留物への抵抗を低下させることにおいて、コスト効果が高く、拡大縮小可能で、迅速で、汎用性が高く、効果的で、かつ役に立つ。2019528720.tif 000003
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む、微生物に基づく製品を提供するためのシステム：
（i）複数のモジュラー式増殖容器を含む微生物増殖施設であって、該増殖容器内で、同じまたは異なる微生物を、各増殖容器から微生物に基づく組成物を生産するための同じまたは異なる増殖条件下で増殖させることができ、増殖培地、酸素供給、pH、撹拌、および/または温度が、該増殖容器のそれぞれについて独立して制御可能であり、かつ、微生物に基づく組成物が収集され、それによって微生物に基づく製品が創り出され、次いでそれを消費者に提供することができる、微生物増殖施設、ならびに
（ii）該微生物増殖施設において生産された微生物に基づく製品を輸送するための輸送構成要素であって、微生物増殖施設から流通センターにまたは微生物に基づく製品が用いられる場所に微生物に基づく製品を輸送するコンテナおよび/または導管を含む、輸送構成要素。
【請求項２】
微生物増殖施設が、少なくとも10個のモジュラー式増殖容器を有する、請求項1記載のシステム。
【請求項３】
微生物増殖施設が、100リットル〜1000リットルの容量をそれぞれが有する少なくとも10個のモジュラー式増殖容器を有する、請求項1記載のシステム。
【請求項４】
少なくとも10個のモジュラー式増殖容器のそれぞれが、温度およびpHに対するそれ自身の制御要素を有する、請求項2記載のシステム。
【請求項５】
モジュラー式増殖容器のそれぞれが、プラスチック、ガラス、金属、または金属合金のうちの1種または複数種を含む材料から作製されている、請求項2記載のシステム。
【請求項６】
微生物に基づく製品の輸送されるコンテナが、2ガロン〜1,000ガロンである、請求項1記載のシステム。
【請求項７】
微生物増殖施設が、微生物に基づく製品の用いられる現場の100マイル以内に位置する、請求項1記載のシステム。
【請求項８】
輸送される微生物に基づく製品が、微生物ならびに微生物を増殖させた培養液を含む、請求項1記載のシステム。
【請求項９】
輸送された微生物に基づく製品内の微生物の細胞質量が、微生物に基づく製品の総重量の50％未満である、請求項8記載のシステム。
【請求項１０】
微生物に基づく製品が輸送される際、該微生物に基づく製品内の微生物細胞が、栄養期、胞子、または菌糸の状態にある、請求項1記載のシステム。
【請求項１１】
微生物に基づく製品が、担体、栄養素、追跡剤、湿潤剤、消泡剤、およびpH調整剤より選択される1種または複数種の成分をさらに含む、請求項1記載のシステム。
【請求項１２】
増殖容器の1つまたは複数において増殖させる微生物が細菌である、請求項1記載のシステム。
【請求項１３】
細菌がバチルス（Bacillus）である、請求項12記載のシステム。
【請求項１４】
シュードモナス（Pseudomones）、スターメレラ（Starmerella）、フラボバクテリア（Flavobacteria）、バチルス、カンジダ（Candida）、ロドコッカス（Rhodococcus）、アルスロバクター（Arthrobacfer）、シュードザイマ（Pseudozyma）、ミコリザ（Mycorrhiza）、およびアシネトバクター（Acinetobacter）のうちの少なくとも1種類の微生物を、微生物増殖施設で増殖させる、請求項1記載のシステム。
【請求項１５】
微生物に基づく製品が生物界面活性剤を含む、請求項1記載のシステム。
【請求項１６】
生物界面活性剤が、ソホロ脂質（SLP）および/またはマンノシルエリスリトール（mannosylerythrithol）脂質（MEL）である、請求項15記載のシステム。
【請求項１７】
微生物に基づく製品が生物防除剤を含む、請求項1記載のシステム。
【請求項１８】
生物防除剤が線虫に対する活性を有する、請求項17記載のシステム。
【請求項１９】
微生物に基づく製品が、動物の健康状態に有益な作用物質を含む、請求項1記載のシステム。
【請求項２０】
有益な作用物質が動物飼料用補助剤として有用である、請求項19記載のシステム。
【請求項２１】
有益な作用物質が治療的活性を有する、請求項19記載のシステム。
【請求項２２】
微生物に基づく製品が、排泄物の分解または環境汚染の修復を促進する構成要素を含む、請求項1記載のシステム。
【請求項２３】
微生物に基づく製品を提供するための方法であって、該方法は、微生物増殖施設において微生物を増殖させる工程、該微生物を収集して微生物に基づく製品を生産する工程、および該微生物に基づく製品を使用のための場所に輸送する工程を含み、該微生物増殖施設は、同じまたは異なる微生物を同じまたは異なる増殖条件下で増殖させることができる複数のモジュラー式増殖容器を含み、かつ、増殖容器間で変動し得る増殖条件は、増殖培地、酸素供給、pH、撹拌、および温度のうちの1つまたは複数を含む、方法。
【請求項２４】
輸送される微生物に基づく製品が、微生物ならびに微生物を増殖させた培養液を含む、請求項23記載の方法。
【請求項２５】
輸送された微生物に基づく製品内の微生物の細胞質量が、微生物に基づく製品の総重量の50％未満である、請求項24記載の方法。
【請求項２６】
微生物に基づく製品が輸送される際、該微生物に基づく製品内の微生物が、栄養期、胞子、または菌糸の状態にある、請求項23記載の方法。
【請求項２７】
微生物に基づく製品が、担体、栄養素、追跡剤、湿潤剤、消泡剤、およびpH調整剤より選択される1種または複数種の成分をさらに含む、請求項23記載の方法。
【請求項２８】
増殖容器の1つまたは複数において増殖させる微生物が細菌である、請求項23記載の方法。
【請求項２９】
細菌がバチルスである、請求項28記載の方法。
【請求項３０】
増殖容器の1つまたは複数において増殖させる微生物が真菌または酵母である、請求項23記載の方法。
【請求項３１】
シュードモナス（Pseudomonas）、スターメレラ、フラボバクテリア、バチルス、カンジダ、ロドコッカス、アルスロバクター（Arthrobacter）、ピキア（Pichia）、ウィッカーハモマイセス（Wickerhamomyces）、トリコデルマ（Trichoderma）、シュードザイマ、ミコリザ、またはアシネトバクターのうちの少なくとも1種類の微生物を、微生物増殖施設で増殖させる、請求項23記載の方法。
【請求項３２】
微生物増殖施設で増殖させる微生物が、微生物に基づく製品の用いられる場所から調達される、請求項23記載の方法。
【請求項３３】
微生物に基づく製品が、微生物および微生物を増殖させた培養液、ならびに任意で、担体、栄養素、追跡剤、湿潤剤、消泡剤、およびpH調整剤より選択される1種または複数種の付加的な成分からなる、請求項23記載の方法。
【請求項３４】
微生物に基づく製品が生物界面活性剤を含む、請求項23記載の方法。
【請求項３５】
生物界面活性剤が、ソホロ脂質（SLP）および/またはマンノシルエリスリトール脂質（MEL）である、請求項34記載の方法。
【請求項３６】
生物界面活性剤がスターメレラ・ボンビコーラ（Starmerella bombicola）によって産生される、請求項35記載の方法。
【請求項３７】
微生物に基づく製品が生物防除剤を含む、請求項23記載の方法。
【請求項３８】
生物防除剤が線虫に対する活性を有する、請求項37記載の方法。
【請求項３９】
微生物に基づく製品が、動物の健康状態に有益な作用物質を含む、請求項23記載の方法。
【請求項４０】
有益な作用物質が動物飼料用補助剤として有用である、請求項39記載の方法。
【請求項４１】
有益な作用物質が治療的活性を有する、請求項39記載の方法。
【請求項４２】
微生物に基づく製品が、排泄物の分解または環境汚染の修復を促進する構成要素を含む、請求項23記載の方法。
【請求項４３】
微生物に基づく製品のフィールド適用をさらに含む、請求項23記載の方法。
【請求項４４】
微生物に基づく製品が、適用される際、栄養期、胞子、または菌糸の状態にある生きた微生物、ならびに微生物を増殖させた培養液を含む、請求項43記載の方法。
【請求項４５】
前記適用が灌漑システムを通じてなされる、請求項43記載の方法。
【請求項４６】
微生物に基づく製品が害虫または雑草に適用される、請求項43記載の方法。
【請求項４７】
微生物に基づく製品が種子処理として適用される、請求項43記載の方法。
【請求項４８】
複数種の前記微生物に基づく製品を同時にまたは逐次的に適用する工程を含む、請求項43記載の方法。
【請求項４９】
前記適用後に、微生物に基づく製品の、それが適用されている環境における存在量、または微生物に基づく製品の、それが適用されている環境を通じた移動のうちの少なくとも一方をモニターする工程をさらに含む、請求項43記載の方法。
【請求項５０】
微生物に基づく製品が適用されている植物の、植物の健康状態および/または収量の尺度をモニターする工程をさらに含む、請求項43記載の方法。
【請求項５１】
微生物に基づく製品がロボット装置によって適用される、請求項43記載の方法。
【請求項５２】
1種または複数種の害虫を防除するために用いられる、請求項43記載の方法。
【請求項５３】
線虫を防除するために用いられる、請求項52記載の方法。
【請求項５４】
1種または複数種の雑草を防除するために用いられる、請求項43記載の方法。
【請求項５５】
微生物に基づく製品が動物排泄物に適用される、請求項43記載の方法。
【請求項５６】
微生物に基づく製品が動物飼料と混合される、請求項43記載の方法。
【請求項５７】
微生物に基づく製品が動物またはそれらの環境に適用される、請求項43記載の方法。
【請求項５８】
動物が、ニワトリ、シチメンチョウ、ブタ、ウマ、イヌ、およびネコより選択される、請求項57記載の方法。
【請求項５９】
微生物に基づく製品が環境修復に用いられる、請求項43記載の方法。
【請求項６０】
微生物に基づく製品が石油流出または危険物廃棄現場に適用される、請求項60記載の方法。
【請求項６１】
微生物に基づく製品が石油掘削において用いられる、請求項43記載の方法。
【請求項６２】
微生物に基づく製品が抗微生物剤として用いられる、請求項43記載の方法。
【請求項６３】
パイプ内の防汚剤として用いられる、請求項62記載の方法。
【請求項６４】
治療用物質を産生するために用いられる、請求項43記載の方法。
【請求項６５】
微生物に基づく製品が鉱石に適用される、請求項43記載の方法。
【請求項６６】
微生物に基づく製品が、増殖容器から収集され、そのフィールド適用の現場に導管を通じて直接送られる、請求項43記載の方法。
【請求項６７】
地元で調達された微生物を微生物増殖施設において増殖させて微生物に基づく製品を生産し、処理なしで該製品を包装することによって生産される、微生物に基づく製品であって、栄養期、胞子、または菌糸の状態にある微生物と、微生物を増殖させた培養液とを含む、微生物に基づく製品。
【請求項６８】
植物の健康状態、農業収量、および/または植物の水使用を向上させる方法であって、該方法は、植物および/またはそれらの環境への適用のための微生物および/または微生物に基づく製品を提供するための方法を含み、該方法は、微生物を微生物増殖施設において増殖させて微生物に基づく製品を生産する工程、および該微生物に基づく製品を植物への適用のための場所に輸送する工程を含み、該微生物増殖施設は、同じまたは異なる微生物を同じまたは異なる増殖条件下で増殖させることができる複数のモジュラー式増殖容器を含み、かつ、増殖容器間で変動し得る該増殖条件は、増殖培地、酸素供給、pH、撹拌、および温度のうちの1つまたは複数を含む、方法。
【請求項６９】
微生物および/または微生物に基づく製品が、植物の成長するまたは植え付けられる土壌に適用される、請求項68記載の方法。
【請求項７０】
微生物増殖のための栄養素を付加する工程を任意で含む、請求項68記載の方法。
【請求項７１】
土壌と微生物増殖副産物とを接触させる工程を含む、請求項68記載の方法。
【請求項７２】
微生物増殖副産物がソホロ脂質である、請求項71記載の方法。
【請求項７３】
スターメレラ・ボンビコーラおよびその増殖副産物を土壌と接触させる、請求項69記載の方法。
【請求項７４】
増殖副産物がソホロ脂質である、請求項73記載の方法。
【請求項７５】
ウィッカーハモマイセス・アノマルス（Wickerhamomyces anomalus）およびその増殖副産物を土壌と接触させる、請求項69記載の方法。
【請求項７６】
増殖副産物がソホロ脂質である、請求項75記載の方法。
【請求項７７】
土壌の質の1つまたは複数を向上させるために用いられる、請求項69記載の方法。
【請求項７８】
乾燥土壌における水分保持を向上させるために用いられる、請求項77記載の方法。
【請求項７９】
浸水土壌における水の水はけおよび/または分散を向上させるために用いられる、請求項77記載の方法。
【請求項８０】
劣化土壌における栄養素保持を向上させるために用いられる、請求項77記載の方法。
【請求項８１】
圧縮された土壌の通気および/または多孔性を向上させるために用いられる、請求項77記載の方法。
【請求項８２】
植物の根における栄養素吸収を増強するために用いられる、請求項69記載の方法。
【請求項８３】
植物の根における水分吸収を増強するために用いられる、請求項69記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、2016年9月8日に提出された米国仮出願第62/385,057号の恩典を主張し、それは参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
世界中で、従来の化学物質に対する害虫抵抗性、極端な気温、干ばつ、洪水、新たな植物病原菌および昆虫性害虫、越境害虫の繁殖、低い化学残留物および非GMO食料への消費者の好み、ならびに除草剤、殺害虫剤、および肥料などの従来の化学的インプットの幅広い使用を制限して、これらの同じ化学的インプットの深刻な環境影響を制限する多数の政府規制を含めた環境課題が原因で、農場経営、林業、畜産業、養殖業、ならびに食料、栄養添加物、香味料、香料、繊維、および天然構造材料を生産する他の手段がますます難しくなっている。これらの要因の深刻さおよび予測不能性は、農家、森林、牧草地、および他の生産現場を非常に脆弱にし、より大きな運営回復力および柔軟性の必要性を告げている。資源のより優れた管理と、より少ないインプットで収量を増加させ得る能力も、農家、森林、および牧草地をより回復力のある基盤へと載せることになるであろう。
【０００３】
適切な農耕地、森林に適した土地の有限の利用可能性、これらの領域に隣接した土地の環境感受性、農耕地、畜産業運営、および森林が存在する群落の懸案事項、天水農業生産の優勢、ならびに将来の灌漑不足を補う川、湖、および帯水層からのさらなる離脱、ホスフェート、少量の栄養素などの天然栄養素のますますの欠乏を考慮すると、今後数十年で食料、繊維、および構造材料の保証を達成することにおいてすべて基本的なことである、作物、森林地、および動物の収量を責任を持って増加させること、土地面積の単位あたりおよびメガリットルの水あたりおよび投下資本1ドルあたりのアウトプットによって測定される水の生産的な使用に、正面からスポットライトが向けられている。
【０００４】
収量を高めるため、ならびに作物を病原菌、害虫、および病害から守るために、農場経営者は、合成化学物質および化学肥料の使用に大きく依存しているが、しかし、過度に用いられたり不適正に適用されたりした場合、これらの物質は地表水に流出したり、地下水に浸出したり、空気中に蒸発したりすることがある。空気および水質汚染の供給源として、これらの物質はますます精査され、それらの責任ある使用が生態学的および商業的な責務になっている。適正に用いられた場合でさえ、ある特定の化学肥料および殺害虫剤の過度の依存および長期にわたる使用は、土壌生態系を有害に変更し、ストレス耐性を低下させ、害虫抵抗性を増加させ、植物および動物の成長および生命力を妨げる。
【０００５】
合成接触殺線虫剤化学および土壌燻蒸剤がより多くの精査に直面するにつれて、また、増加する規制閾値、持続可能な生物学的殺害虫剤、成長促進微生物、土壌の栄養含有量を増加させて管理を助ける微生物が原因で、新たな殺線虫剤、除草剤、植物成長調節因子、殺虫剤、殺細菌剤および殺真菌剤、ならびに他の作物インプット化学パイプラインが縮小するにつれて、水使用効率は、より重要な代替手段、特に、従来の殺害虫剤、燻蒸剤、植物成長調節因子、界面活性剤、および肥料と同程度のレベルの効力を与えるものになりつつある。経済的および環境的な条件により、雑草、昆虫、ならびに植物に寄生する線虫、昆虫、ダニ、細菌、および真菌によって引き起こされる病害の生物学的処理のための機会が創出される。結果として、新たな生物学的に誘導された殺害虫剤の研究および開発への投資を価値のあるものにする、より環境に優しい解決策に対する著しい需要がある。
【０００６】
1年に1.5十億ドルが大豆シスト線虫だけに失われている。植え付け時にまき溝に置かれる接触殺線虫剤を適用することが、第一の適用法になっている。鳥類など付近の動物への毒性が理由で、ネマクール、テミック、フラダン、ダジナット（Dazinat）、およびモカップ（Mocap）などの毒性化合物の液体適用による頭上センターピボットはすっかり支持を失っている。
【０００７】
1960年代以来、臭化メチルは、植え付け前に田畑を有効に消毒して、主として線虫を防除するため、ならびに病害および雑草を処理するために、栽培者によって用いられてきたが、しかし、この毒性化合物は気体形態で用いられるため、土壌に注入された量の半分を上回る割合が、最終的に大気中に行き着き得る。大気中に上昇すると、それはオゾン層の薄層化の一因となる。2005年に、先進諸国は、成層圏オゾン層を保護するために1987年に署名された国際条約であるモントリオール議定書の下で臭化メチルを禁止した。
【０００８】
禁止の下で、条約は、イチゴ、アーモンド、ならびに線虫、病害、および雑草の有効でかつ手頃な防除に対して代替手段を欠く他の作物における臭化メチルの限定的使用を許可している。認可された使用の程度は毎年減少しており、おそらくまもなく終わるであろう。ゆえに、臭化メチルの代替手段を見い出すことは、2010年以来代替手段を特定する研究を支援する5百万ドルの助成金を提供したUSDAにとっての優先事項である。しかしながら、1つの製品も、臭化メチルによって付与される広域スペクトルの防除を提供していない。
【０００９】
化学物質の利用率および使用を取り締まる規制指令の高まり、ならびにその生産が、その食料および繊維が成長する環境に最小限の影響しか有しない、残留物不含の持続的に成長する食料に対する消費者の需要が、産業に影響を与えており、どのようにして無数の課題に対処するかに関する考えの進化を引き起こしている。明らかに、化学物質の使用を直ちに排除することは、実行可能な選択肢ではない。代替製品への避けられない移行に直面する栽培者は、様々な成功の程度を有する実行可能な代替手段を探し求めている。化学物質の大規模な排除は現時点では実現可能でないものの、農場経営者は、統合栄養素管理（Integrated Nutrient Management）および統合害虫管理（Integrated Pest Management）プログラムの実行可能な構成要素として生物学的尺度の使用をますます取り入れつつある。
【００１０】
植物の栄養、成長、および適正な機能は、天然ミクロフローラの堅牢な集団の分量および分配に依存しており、ひいては、土壌の肥沃度、耕うん、水分、温度、通気、有機物、および多くの他の要因によって影響される。長期の干ばつ、変わりやすい降水量、ならびに線虫および他の害虫および雑草の繁殖を含めた他の環境変動が、それらの要因に影響し、土壌ミクロフローラの多様性および植物の健康状態に影響を及ぼす。
【００１１】
また、化学肥料、肥料として用いられる不適正に加工された動物排泄物、殺害虫剤、殺真菌剤、除草剤、界面活性剤、および他の合成製品の葉面または土壌適用による化学残留物は、微生物プロファイルを変更し得、植物の成長および生命力を弱体化させ得、ひいては、それらの植物またはそれらの植物から生産された製品を消費する動物に影響を与え得る。
【００１２】
生物農薬および他の生物学的作用物質の使用は、生産、輸送、投与、価格設定、および効力における難しさによって大きく限定されている。例えば、多くの微生物は増殖しにくく、その後、有用であるほど十分な分量で農業および林業生産システムに展開しにくい。この問題点は、安定化、輸送、および適用の手段としての加工、製剤化、貯蔵、流通前の安定化、栄養期細胞（vegetative cell）の胞子形成が原因の生存率および/または活性の喪失によって悪化する。さらには、適用されても、とりわけ、生物学的製品が放たれる環境にすでに存在しているそれらの微生物との競合的増殖を可能にするほど十分に高い濃度で環境において適用されない場合、または革新的な生物学的肥料の構成要素であろう栄養素によって栄養を受けていない場合、例えば不十分な初期細胞密度、特定の場所で既存のミクロフローラと有効に競合することができないこと、ならびに土壌および/または他の環境条件に導入され、そこでは微生物が繁殖し得ないまたは生存さえし得ないことを含めたいくつもの理由で、生物学的製品は発展し得ない。
【００１３】
細菌、酵母、または真菌、およびそれらの代謝産物に由来するものなど、「優しい」殺害虫剤が用いられている；しかしながら、それらは一般的により弱くかつ土壌から急速に浸出し得、活性代謝産物を産生し続ける堅牢な生きた生物学的製品の適用に伴う、害虫を防除する残留効果を欠く。実際、全培養液（発酵生産物全体）を適用することは、生物学的製品の効力を活性化するおよび維持することにとって重要であり得る。
【００１４】
現在、農場経営、畜産業、および林業運営は、その製品品質が、上流加工の遅れ、将来の流通のために製品を安定化させるために用いられる方法、サプライチェーンの障壁、不適正な貯蔵、ならびに生存能力のある高細胞数の微生物製品の適時送達および適用を阻害する他の要因が原因で劣っている、遠く離れた生産者から微生物土壌改良剤を調達することに限定されている。
【００１５】
それゆえ、農場経営者が世界規模でより多くの食料および栄養補助剤を持続的に成長させる力を与える、林業経営者（forester）がより多くの繊維および構造材料を持続的に生産し、減りゆく希少な天然資源をより上手く利用し、運営回復力および損益を強化する力を与える、微小生物およびそれらの副産物の効率的な生産および使用のためのシステムおよび組成物の必要性がある。
【００１６】
微生物およびそれらの副産物は、農業、畜産業、および林業に加え、多くの状況において有用である。これら他の使用は、土壌、水、および他の天然資源の修復、採掘および石油事業、動物飼料、廃棄物処理および処分、食料および飲料の調製および加工、ならびにヒトの健康におけるものを含むが、それらに限定されるわけではない。これらの状況のそれぞれにおいて、微生物細胞、胞子、または菌糸、ならびにこれらの微生物の発酵による培養液の容易に利用可能な供給源は、非常に有益であり得る。現在、特定の時期におよび特定の場所で起こる問題に対処するために容易に利用可能な、強い生存能力を有するカスタマイズされた製品を作製するやり方でそのような微生物に基づく製品を提供するシステムの必要性がある。
【発明の概要】
【００１７】
簡単な概要
本発明は、有益な微生物の効率的な生産および使用のための、ならびにこれらの微生物に由来する代謝産物およびそれらが産生される発酵培養液などの物質の生産および使用のためのシステムを提供する。
【００１８】
本発明は、微生物に基づく製品の1種または複数種を適用することによる、例えば、バイオレメディエーションおよび採掘の向上；廃棄物処分および処理；家畜および他の動物の健康状態の増強；石油およびガス回収の増強、ならびに石油およびガスの加工および輸送設備の浄化；ならびに植物の健康状態および生産性の促進を含めた、多くの状況における有益な結果を達成するために用いられ得る、微生物に基づく製品ならびにこれらの製品の用途をさらに提供する。
【００１９】
農業の背景において、本発明によると、生育期の特定の時期におけるおよび特定の場所における特定の作物に対して有利な特徴を有する微生物に基づく製品を生産し、効率的に流通させ、適用することが可能である。
【００２０】
本発明のシステムは、高濃度の栄養期細胞、生殖胞子（reproductive spore）、真菌菌糸、および/または他の微生物散布体（propagule）、ならびにこれらの微生物を増殖させる培養液を有する、カスタマイズされた微生物に基づく製品を獲得することおよび適用することを容易にする。この培養液中の微生物増殖副産物は、広範な農業、森林地、牧草地、および他の状況において非常に有益であり得る。微生物に基づく製品をカスタマイズして、特異的な場所における特定の問題に対処する特異的な標的解決策を数日以内またはそれ未満で提供し得る。
【００２１】
本発明の微生物に基づく製品は、例えば1）活性代謝産物を有する新鮮な発酵培養液；2）細胞、胞子、および/または菌糸、ならびに発酵培養液の混合物；3）栄養期細胞、胞子、および/または菌糸を有する組成物；4）栄養期細胞、胞子、および/または菌糸を含めた、高密度の細胞を有する組成物；5）即席の（on short-order）微生物に基づく製品；ならびに6）遠隔地における微生物に基づく製品、を効率的に送達し得る能力が理由で、多様な固有の状況において用いられ得る。
【００２２】
これらの微生物に基づく製品は、作物、家畜、森林地、芝生管理、牧草地、水産養殖、採掘、廃棄物処分および処理、環境修復、ならびにヒトの健康を含むがそれらに限定されない状況において用いられ得る。
【００２３】
具体的な態様において、本発明のシステムは、例えば、作物生命力を促進することによって；作物収量を増強することによって；耐虫性および耐病性を増強することによって；昆虫、線虫、病害、および雑草を防除することによって；植物の栄養を向上させることによって；農業および森林地および牧草地の土壌の栄養含有量を向上させることによって；ならびに向上したかつより効率的な水使用を促進することによって農業生産性を向上させる、科学に基づく解決策を提供する。
【００２４】
1つの態様において、本発明に従ったシステムは、複数種の微生物に基づく組成物を生産する能力を有する施設を提供する第一の局面；該施設で生産された微生物に基づく製品を流通させるための第二の局面；および任意で、該微生物に基づく製品のフィールド適用を容易にする第三の局面を含む。この文脈において使用するとき、「フィールド」への言及は、農業を含むが、それに限定されるわけではない。ゆえに、「フィールド」とは、本発明の微生物に基づく製品が用いられるであろう任意の場であり得る。
【００２５】
システムの付加的な局面は、微生物の最初の同定および開発、ならびに適用後の微生物および/またはそれらの代謝産物の数および移動の追跡を含み得る。
【００２６】
1つの態様において、本発明は、微小生物の培養および微生物副産物の生産のための複数の微生物増殖容器を有する微生物増殖施設を提供する。好ましくは、施設は、少なくとも2、25、50、75、110、250、500個、またはそれを上回る数（2〜500の間のあらゆる数またはそれを上回る数を含む）の増殖容器を収容し、これらの容器は独立した制御を有し、それを用いて種々の微小生物を培養し得、次いで単一生物産物としてまたはこれらの産物の2種もしくはそれを上回る種類の混合物として、これらの増殖容器の産物を輸送し得る。
【００２７】
本発明の微生物増殖施設は、微生物自体、微生物代謝産物、および/または微生物を増殖させる培養液の他の構成要素を含む、新鮮な微生物に基づく組成物を生産する。所望の場合には、組成物は、高密度の栄養期細胞、胞子、菌糸、他の微生物散布体、またはそれらの混合物を有し得る。
【００２８】
有利には、組成物は、例えば指定された作物を有する指定された場所における使用のために、そして特異的な問題に対処するために調整され得る。1つの態様において、微生物増殖施設は、微生物に基づく製品が、植物に、植物の環境に適用されるであろう、または他に使用されるであろう現場にまたはその近くに位置する。
【００２９】
有利には、微生物増殖施設において利用されるモジュラーシステムにより、付け外しの費用を低く抑えつつ生産の規模を拡大または縮小することが可能となり、それは一部の態様において、1つの場所から別のところへの施設の移動を可能にし得る。微生物増殖施設は、生産のための高度に訓練された人材を要せず、1人の運転者が多くの微生物増殖システムを作動させ得る。製品は消費者にごく近接して製造されるため、在庫および流通に伴う時間および製品損傷が低下する。
【００３０】
有利には、これらの微生物増殖施設は、その製品品質が、上流加工の遅れ、サプライチェーンの障壁、不適正な貯蔵、ならびに例えば生存能力のある高細胞数の製品および細胞を最初に増殖させる関連培養液と代謝産物の適時送達および適用を阻害する他の不確実性が原因で劣っている、遠く離れた産業規模の生産者に依存するという現在の問題点に対する解決策を提供する。農業の場合、製造と適用の間の時間を劇的に圧縮するこの能力は、農場経営者がより多くのものを育てる、より多くの収益性を見込める力を与え、ならびに気候変化の影響の高まり、天然資源圧力、規制順守要件の変化、消費者の好み、および他の新たに生じた市場課題に直面した農場経営の回復力を向上させる力を与える。
【００３１】
有利には、好ましい態様において、本発明のシステムは、天然に存在する地元の微小生物およびそれらの代謝副産物の力を生かして、作物生態系、ならびにこれらの生態系が存在する群落および環境に栄養を与え、活気づけ、保護する。地元の微生物集団の増強は、遠隔地におけるものも含めて、環境修復（石油流出の場合など）、畜産業、水産養殖、森林地、牧草地管理、芝生、園芸観賞植物生産、廃棄物処分および処理、採掘、石油回収、ならびにヒトの健康を含むがそれらに限定されない他の状況においても同様に有利であり得る。
【００３２】
1つの態様において、本システムは、微生物に基づく製品の貯蔵（典型的には短期貯蔵）を提供するおよび/またはそれを流通させる局面を含む。システムのこの局面は、例えば流通センターを含み得る。1つの態様において、微生物に基づく組成物および/または製品は、微生物増殖施設で貯蔵される。ある特定の態様において、流通センターは、使用のフィールドに輸送する前に微生物に基づく製品を貯蔵するために用いられる、在庫センターを含み得る。
【００３３】
1つの態様において、流通センターは、例えば微生物に基づく製品を利用する顧客に機械および技術サポートを提供する機械および/または技術サポート部門をさらに含み得る。該センターは、微生物に基づく製品および/またはそれらの使用に関する問題についての現場での診断、解析、および修正のサポートを提供し得る。
【００３４】
1つの態様において、本発明に従ったシステムは、微生物に基づく製品のフィールド適用を提供する付加的な局面を含む。農業の場合、本発明の微生物に基づく組成物は、例えば灌漑システムを通じて、噴霧剤として、種子処理として、土壌表面に、植物表面に、および/または害虫表面に適用され得る。従来的実行による機械的適用、または空中もしくは地上に基づく「ドローン」によるロボット適用も促される。
【００３５】
有利には、本発明のシステムは、コスト効果の高い手法を伴う新規な技術を通じて、培養過程の間に産生される代謝産物および/または他の副産物を含み得る、新鮮で強力で高細胞数の微生物に基づく組成物を消費者に提供する。さらには、これらの微生物に基づく製品は、特異的な農場または他の消費者の差し迫ったニーズに応えるために短いリードタイムで特異的に調整および生産され得る。
【００３６】
ゆえに、本発明の分配型システムは、微生物、微生物の混合物、発酵培養液、およびそれらの混合物のカスタム生産を容易にして、収量、効率性、または他の目標を増強する特異的な必要性を有する特定の地理的場所における消費者のニーズに応える。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】微小生物および微生物増殖副産物の有効な生産および使用のためのシステムについてのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
詳細な開示
本発明は、有益な微生物の効率的な生産および使用のための、ならびにこれらの微生物によって産生される代謝産物などの物質の生産および使用のための、システムを提供する。
【００３９】
好ましい態様において、本発明は、植物の健康状態、土壌微生物の多様性、植物栄養、土壌栄養能を促進するための、土壌水分状態、土壌通気、土壌保水能を最適化するための、ならびに害虫、病害、および雑草に対する植物の感受性を低下させるための、微生物に基づく組成物ならびに該組成物を用いる方法を提供する。これは、植物の自然防御、栄養分含有量、土壌の微生物の健康状態を向上させることによって、ならびに植物害虫、病害、または雑草に直接影響を与えることによって、達成される。この植物促進効果は、本発明の微生物に基づく製品の1種または複数種を植物および/またはその環境に適用する結果として生じる。
【００４０】
ゆえに、ある特定の態様において、本発明は、1種または複数種の微生物および/または微生物に基づく組成物を採用することによって外的攻撃に対する植物の防御を向上させるための組成物および方法を提供する。外的攻撃は、自然界における生物的または非生物的なものであり得る。生物的攻撃の非限定的な例には、植物寄生生物、草食動物、昆虫、植物病害の媒介生物として働く昆虫、細菌、真菌、ウイルス、および雑草などの侵略的植物が含まれる。非生物的攻撃は、例えば植物の環境の変化によって引き起こされ得る。一部の態様において、外的攻撃は、温度の変化、露光、塩分、栄養、水質、水利用率、通気、土壌の質、および標的植物の成長に影響を及ぼす他の要因を含むがそれらに限定されない、極端な物理的条件により生じる非生物的なものである。
【００４１】
1つの態様において、本発明に従ったシステムは、微生物に基づく製品を生産する、流通させる、および使用する効率的な連鎖を含む。製品は、微小生物自体ならびにそれらの増殖副産物を含み得る。好ましい態様において、システムは、微生物に基づく製品の生産、流通、および利用を促進する施設および設備を含む。これらの施設には、生産、貯蔵、および流通施設が含まれ得るが、それらに限定されるわけではない。
【００４２】
本明細書において使用するとき、「微生物に基づく組成物」への言及は、微小生物または他の細胞培養物の増殖の結果として産生された構成要素を含む組成物を意味する。ゆえに、微生物に基づく組成物は、微生物自体および/または微生物増殖の副産物を含み得る。微生物は、栄養期状態、胞子形態、菌糸形態、散布体の他の任意の形態にあり得る、またはこれらの混合物であり得る。微生物は、プランクトン様であり得るもしくはバイオフィルム形態にあり得る、またはその両方の混合物であり得る。増殖の副産物は、例えば代謝産物、細胞膜構成要素、発現タンパク質、および/または他の細胞構成要素であり得る。微生物は、無傷であり得るまたは溶解され得る。好ましい態様において、微生物は、それらが増殖した培養液とともに、微生物に基づく組成物中に存在する。細胞は、例えば、1ミリリットルの組成物あたり1×104、1×105、1×106、1×107、1×108、1×109、1×1010、もしくは1×1011個、またはそれを上回る数の散布体の濃度で存在し得る。本明細書において使用するとき、散布体とは、細胞、胞子、菌糸、芽、および種子を含むがそれらに限定されない、新たなおよび/または成熟した生物が発生し得る、微小生物の任意の部分である。
【００４３】
本発明は、所望の結果を達成するために実践において適用される対象となる製品である「微生物に基づく製品」をさらに提供する。微生物に基づく製品は、微生物培養過程から収集された単なる微生物に基づく組成物であり得る。あるいは、微生物に基づく製品は、付加されたさらなる成分を含み得る。これらの付加的な成分には、例えば安定剤、緩衝剤、適当な担体、例えば水、塩類溶液、もしくは他の任意の適当な担体、さらなる微生物増殖を支持する付加栄養素、植物ホルモンなどの非栄養素成長増強剤、ならびに/または微生物および/もしくはそれが適用される環境における組成物の追跡を容易にする作用物質が含まれ得る。微生物に基づく製品は、微生物に基づく組成物の混合物も含み得る。微生物に基づく製品は、濾過、遠心分離、溶解、乾燥、精製などであるがそれらに限定されない何らかのやり方で加工された、微生物に基づく組成物の1つまたは複数の構成要素も含み得る。
【００４４】
本発明によると、生育期の特定の時期における特定の場所における、例えば特定の作物に対して有利な特徴を有する微生物に基づく製品を生産し、効率的に流通させ、適用することが可能である。ゆえに、1つの態様において、本発明のシステムは、例えば、作物生命力を促進することによって、耐虫性および耐病性を増強することによって、ならびに水分ストレス、塩分ストレス、通気ストレス、または栄養欠如に対する応答の向上を促進することによって農業生産性を向上させる、科学に基づく解決策を提供する。
【００４５】
微生物に基づく製品の生産および使用のための分配型システム
本発明は、以下を含む、特異的な状況および/または環境における適用のための微生物および/または微生物に基づく製品を提供するためのシステムを提供する：
（i）複数のモジュラー式増殖容器を含む微生物増殖施設であって、該増殖容器内で、同じまたは異なる微生物を、各増殖容器から微生物に基づく組成物を生産するための同じまたは異なる増殖条件下で増殖させることができ、増殖培地、酸素供給、pH、撹拌、および/または温度が、該増殖容器のそれぞれについて独立しておよび/または共同で制御可能であり、かつ、微生物に基づく組成物が収集され、それによって、微生物に基づく製品を生産するために付加された付加的な構成要素を任意で有し得る微生物に基づく製品が創り出され、次いでそれを消費者に提供することができる、微生物増殖施設、ならびに
（ii）微生物増殖施設において生産された微生物に基づく製品を輸送するための輸送構成要素であって、微生物増殖施設から流通センターにまたは微生物に基づく製品が用いられる場所に微生物に基づく製品を輸送するコンテナおよび/または導管を含む、輸送構成要素。
【００４６】
本明細書において使用するとき、「収集」とは、増殖容器から微生物に基づく組成物の一部またはすべてを取り出すことを指す。図1は、本発明の1つの態様の構成要素を示したフローチャートである。構成要素は、説明のし易さのために連続した形式で示されているが、添付の特許請求の範囲において示される以外に暗示的な順序の制限はない。加えて、一部の構成要素は任意であり得る。
【００４７】
1つの態様において、本発明は、微小生物の農業上有用な株を同定および開発するための；そのような微小生物を増殖させて、植物またはそれらの環境に適用された場合に所望の特徴を有する微生物に基づく組成物を地元でかつ所望の規模で生産するための；消費者にとって容易かつ効率的に利用可能な微生物に基づく製品を作製するための；ならびにそのような製品を用いて、植物の健康状態、収量、生命力、および市場へのアピールを促進するためのシステムを提供する。
【００４８】
1つの態様において、微小生物の効率的な生産および使用のためのシステムは、1）関心対象の微小生物を同定することおよび/または開発すること；2）該微小生物の発酵性でかつ遺伝的に安定な株を生み出すこと；3）純粋な形態でまたは他の微小生物とともに、該微小生物の特異的株を増殖させること；4）該微小生物および/またはその増殖副産物を顧客に流通させること；5）該微小生物をその使用のフィールドにおいて適用すること、を含む。
【００４９】
本発明に従ったシステムは、例えば微小生物および/または微生物代謝産物の開発、同定、および/または特徴付けを含めた、製品開発に関わる局面を含み得る。製品開発は、社内研究室または別の研究施設との協力であり得る。微小生物は同定され得、開発され得、任意で改変され得、およびそれらの様々な特性（例えば、害虫防除特性、関心対象の代謝産物を産生し得る能力、特定の環境において増殖し得る能力、栄養所要量等）に関して検査され得る。本発明のシステムは、特定の領域における消費者の個別のおよび変わりやすいニーズに応えるために配備および配置されたイノベーションセンターも含み得る。
【００５０】
消費者は、例えば農場経営者、林業経営者、草原、観賞植物生産者、芝草管理者、採掘および/または掘削運営、環境現場管理者、自然遺産（natural site）の公園および他の管理者、廃棄物処理運営者、肥育場および他の畜産業または水産養殖運営、ならびにバイオレメディエーション現場であり得る。
【００５１】
微生物増殖施設
本発明の好ましい態様において、微生物増殖施設は、所望の規模で、関心対象の新鮮で高密度の微小生物および/または微生物増殖副産物を生産する。微生物増殖施設6は、適用の現場またはその近くに位置し得る。施設は、バッチ式、準連続式、または連続式の培養で、高密度の微生物に基づく組成物を生産する。
【００５２】
本発明の分配型微生物増殖施設は、微生物に基づく製品が用いられる場所（例えば、農場、森林、牧草地、肥育場、鉱山、廃棄物処理場、公園、修復する場所（remediation）、または水産養殖施設）に、または使用の場所の近くに位置し得る。例えば、微生物増殖施設は、使用の場所から300、250、200、150、100、75、50、25、15、10、5、3、または1マイル未満であり得る。
【００５３】
微生物に基づく製品は、従来的な微生物生産の微小生物の安定化、防腐、貯蔵、および輸送過程に頼ることなく、地元で生成されるため、栄養期、胞子、および/または菌糸の状態にあるはるかに高密度の生きた微生物が生成され得、それによって、現場適用における使用のために要される微生物に基づく製品がより少量ですむか、または、所望の効力を達成するために必要な場合にはるかに高密度の微生物適用が可能となる。これは、規模縮小されたバイオリアクター（例えば、より小さな発酵タンク、開始材料、栄養素、pH制御剤、および脱泡剤のより少ない供給）を可能にし、それはシステムを効率的にする。微生物に基づく製品の地元生成は、製品における増殖培養液の包含も容易にする。培養液は、地元使用に特によく適している、発酵の間に産生される作用物質を含有し得る。
【００５４】
地元で生産された高密度の堅牢な微生物の培養物は、栄養期細胞の安定化を受けた、胞子形成された、またはしばらくの間サプライチェーンに参加したものよりも、フィールドにおいてより有効である。本発明の微生物に基づく製品は、発酵増殖培地中に存在する代謝産物および栄養素から細胞、胞子、または菌糸が分離されている伝統的な製品と比較して、特に有利である。輸送時間の低下により、地元需要によって要される時期および容量での、微生物および/またはそれらの代謝産物の新鮮なバッチの生産および送達が可能となる。
【００５５】
好ましい態様において、施設6は、設計がモジュラー式である生産システムを収容し、迅速でかつ無制限の拡大縮小をコスト効果高く可能にする。さらに、微生物増殖施設は、複数株の微生物の生産を支持して、生産施設に地理的に近い顧客の多様でかつ変化するニーズに応える。
【００５６】
1つの微生物増殖施設（例えば、建物）には、例えば2、5、10、20、50、75、もしくは100個、またはそれを上回る数の微生物増殖容器が存在し得る。容器は種々の容量のものであり得、種々の増殖培地ならびに増殖条件および原理を利用し得る。増殖容器は、必要に応じて付加または除去され得る。それらは、新たな場所に移動させ得る。好ましくは、各増殖容器は、少なくとも温度およびpHに対するそれ自身の制御および測定システムを有する。温度およびpHをモニターおよび制御することに加えて、各容器は、例えば溶存酸素、撹拌、発泡、微生物培養物の純度、所望の代謝産物の産生等をモニターおよび制御するための能力も任意で有し得る。
【００５７】
1つの態様において、単一のタイプの微生物を1つの容器内で増殖させる。代替的な態様において、増殖または結果として生じる産物に有害な影響なく一緒に増殖させ得る複数種の微生物を、単一の容器内で増殖させ得る。同時に単一の容器内で増殖される、例えば2〜3種、またはそれを上回る種類の異なる微生物が存在し得る。
【００５８】
増殖容器は、例えば5リットル〜2,000リットルまたはそれを上回る容量であり得る。典型的に、容器は10〜1,500リットルであり、好ましくは100〜1,000リットル、より好ましくは250〜750リットル、または400〜600リットルである。多様な増殖システムが、これらの増殖容器内で利用され得る。
【００５９】
これらの容器は、例えばガラス、ポリマー、金属、金属合金、およびそれらの組み合わせから作製され得る。微生物増殖の前に、容器は消毒または滅菌され得る。
【００６０】
有利には、複数の独立した増殖容器の使用は、増殖容器の1つが機械上の問題点を有する場合および/またはバッチの1つが上手くいかなかった場合に、損害および経済的損失が限られるという利点を有する。
【００６１】
個々の容器に対する培養時間は、例えば1〜7日間またはそれよりも長くあり得る。培養産物は、いくつかの異なるやり方のいずれかで収集され得る。
【００６２】
微生物に基づく製品は、従来的な生産の安定化、防腐、長期貯蔵、および広域輸送の過程の要件なしに、現場でまたは適用の現場近くで生成されるため、はるかに高密度の生きた微小生物を生成させ得、それにより、現場適用における使用のために要される微生物に基づく製品の量がはるかに少なくてすむ。これは、規模縮小されたバイオリアクター（例えば、より小さな発酵タンク、開始材料、栄養素、pH制御剤、および脱泡剤等のより少ない供給）を可能にし、細胞を安定化させるまたはそれらをそれらの培養用培養液から分離する理由をなくすことができ、製品の可搬性を促す。
【００６３】
微生物増殖施設は、地形、作物または動物のタイプ、土壌プロファイル、気候、害虫等にかかわらず、目的地の地理との相乗効果を向上させるように微生物に基づく製品を調整し得る能力によって製造汎用性を提供する。例えば、発酵時間は、典型的に1〜6日間に及び、作物を脅かす「旬の」問題への迅速な応答を容易にする。
【００６４】
本発明の微生物増殖施設における複数株の微生物の生産は、製品の幅広いポートフォリオを消費者に提供することを容易にする。システムは、その場所および仕事のニーズおよび現在の条件に対するカスタマイズされた微生物を提供することができる。
【００６５】
地元生産、および発酵から例えば24時間以内の送達は、純粋で高い細胞密度の組成物および実質的により低い運送コストをもたらす。より有効でかつ強力な微生物接種源の開発の急速な進歩に対する見通しを考慮すると、消費者は、収量を強化し得るおよび微生物性能を向上させ得る革新を迅速に届け得るこの能力から大いに利益を受けるであろう。農業の場合、これは、例えば高価値作物、管理された芝生、および観賞植物の品質を向上させることにつながり得る。
【００６６】
微小生物の産生のための方法
本発明は、微小生物の培養、ならびに微生物代謝産物および/または微生物増殖の他の副産物の産生のための方法を提供する。本発明は、所望の規模での微小生物の培養および微生物代謝産物の産生に適切である培養過程を提供する。これらの培養過程は、液内培養/発酵、表面培養、固体状発酵（SSF）、および/またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されるわけではなく、好気性または嫌気性過程として行われ得る。
【００６７】
1つの態様において、本発明は、バイオマス（例えば、生存能力のある細胞材料）、細胞外代謝産物（例えば、小分子および排出タンパク質）、残留栄養素、および/または細胞内構成要素（例えば、酵素および他のタンパク質）の産生のための材料および方法を提供する。
【００６８】
微生物培養システムは、典型的に液内培養発酵を用いるが、表面培養およびハイブリッドシステムも用い得る。本明細書において使用するとき、「発酵」とは、制御された条件下での細胞の増殖を指す。増殖は、好気性または嫌気性であり得る。
【００６９】
本発明に従って用いられる微生物増殖容器は、産業的用途のための任意の発酵槽または培養リアクターであり得る。培養過程は、例えば円錐状またはチューブ状であり得る容器内で行われる。1つの態様において、容器は、機能的な制御器/センサーを任意で有し得る、あるいはpH、酸素、圧力、温度、撹拌器軸動力、湿度、粘度および/もしくは微生物密度、ならびに/または代謝産物濃度など、培養過程における重要な因子を測定する機能的な制御器/センサーに任意で接続され得る。一部の態様において、培養は、発酵条件の安定化またはモニタリングなしで進行し得る。
【００７０】
さらなる態様において、容器は、容器内部での微小生物の増殖（例えば、細胞数および増殖フェーズの測定）をモニターすることも可能であり得る。あるいは、毎日のサンプルを、容器から採取し得、希釈プレーティング技法などの当技術分野において公知の技法による計数に供し得る。希釈プレーティングは、サンプルにおける細菌の数を概算するために用いられる単純な技法である。該技法は、異なる環境または処理を比較し得る指標も提供し得る。
【００７１】
1つの態様において、方法は、培養物に窒素供給源を補給する工程を含む。窒素供給源は、例えば硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、アンモニア、尿素、および/または塩化アンモニウムであり得る。これらの窒素供給源は、独立してまたは2種もしくはそれを上回る種類の組み合わせで用いられ得る。
【００７２】
方法は、増殖中の培養物に酸素供給を提供し得る。1つの態様は、空気のゆっくりとした動きを利用して、低酸素を含有する空気を除去し、酸素を豊富に含んだ空気を導入する。酸素を豊富に含んだ空気は、液体の機械的撹拌のためのインペラー、および液体中への酸素の溶解のために液体に気体の泡を供給するための空気スパージャーを含むメカニズムにより毎日補給される周囲空気であり得る。
【００７３】
方法は、培養物に炭素供給源を補給する工程をさらに含み得る。炭素供給源は、典型的に、グルコース、スクロース、ラクトース、フルクトース、トレハロース、マンノース、マンニトール、および/またはマルトースなどの炭水化物；酢酸、フマル酸、クエン酸、プロピオン酸、リンゴ酸、マロン酸、および/またはピルビン酸などの有機酸；エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、イソブタノール、および/またはグリセロールなどのアルコール；大豆油、こめ油、オリーブ油、コーン油、ゴマ油、および/またはアマニ油などの油脂等である。これらの炭素供給源は、独立してまたは2種もしくはそれを上回る種類の組み合わせで用いられ得る。
【００７４】
1つの態様において、微小生物のための成長因子および微量栄養素が培地中に包含される。これは、増殖中の微生物がそれらの要するビタミンのすべてを産生することができない場合に、特に好ましい。鉄、亜鉛、銅、マンガン、モリブデン、および/またはコバルトなどの微量元素を含めた無機栄養素も、培地中に包含され得る。
【００７５】
1つの態様において、無機塩類も包含され得る。使用可能な無機塩類は、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸鉄、塩化鉄、硫酸マンガン、塩化マンガン、硫酸亜鉛、塩化鉛、硫酸銅、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、および/または炭酸ナトリウムであり得る。これらの無機塩類は、独立してまたは2種もしくはそれを上回る種類の組み合わせで用いられ得る。
【００７６】
一部の態様において、培養のための方法は、培養過程の前および/または間に、液体培地中に付加的な酸および/または抗微生物薬を添加する工程をさらに含み得る。抗微生物剤または抗生物質は、培養物をコンタミネーションから守るために用いられる。加えて、培養中に気体が産生される場合、気泡の形成および/または蓄積を防止するために、消泡剤も添加され得る。
【００７７】
混合物のpHは、関心対象の微小生物に適切であるべきである。カーボネートおよびホスフェートなど、緩衝剤およびpH調節因子を用いて、好ましい値の近くにpHを安定化させ得る。金属イオンが高濃度で存在する場合、液体培地におけるキレート剤の使用が必要であり得る。
【００７８】
微小生物の培養および微生物副産物の産生のための方法および設備は、バッチ式、準連続式、または連続式の過程で実施され得る。
【００７９】
微生物は、プランクトン様形態でまたはバイオフィルムとして増殖させ得る。バイオフィルムの場合、容器は、その上に微生物がバイオフィルムの状態で増殖し得る基板をその中に有し得る。システムは、例えば、バイオフィルムの増殖特徴を助長するおよび/または向上させる刺激（剪断応力など）を適用する能力も有し得る。
【００８０】
1つの態様において、微小生物の培養のための方法は、約5°〜約100℃、好ましくは15〜60℃、より好ましくは25〜50℃で行われる。さらなる態様において、培養は、一定温度で連続的に行われ得る。別の態様において、培養は、変化する温度に供され得る。
【００８１】
1つの態様において、方法および培養過程において用いられる設備は無菌である。リアクター/容器などの培養設備は、滅菌ユニット、例えば加圧滅菌器から分離され得るが、それに接続されていてもよい。培養設備はまた、接種を開始する前にインサイチューで滅菌する滅菌ユニットを有し得る。空気は、当技術分野において公知の方法によって滅菌され得る。例えば、周囲空気は、容器内に導入される前に、少なくとも1つのフィルターを通過し得る。他の態様において、培地は低温殺菌され得る、または任意で、低い水分活性および低いpHの使用を活用して細菌増殖を制御し得る場合、熱は全く加えられない。
【００８２】
1つの態様において、本発明は、タンパク質、ペプチド、代謝中間体、多価不飽和脂肪酸、および脂質などの微生物代謝産物を産生するための方法をさらに提供する。方法によって産生される代謝産物含有量は、例えば少なくとも20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、または90％であり得る。
【００８３】
発酵培養液のバイオマス含有量は、例えば5g/l〜180g/lまたはそれを上回る量であり得る。1つの態様において、培養液の固形含有量は、10g/l〜150g/lである。
【００８４】
1つの態様において、本発明に従った、微生物代謝産物を産生するための方法は、1）疎水性および親水性粒子を混合して、マトリックス形成固形物質を形成する工程；2）該マトリックス形成固形物質と関心対象の微小生物の接種された培地とを接触させ、それによってマイクロリアクターのマトリックスを作る工程；3）該マイクロリアクター内で該微小生物を増殖させる工程；および4）該微小生物によって産生された代謝産物を収集する工程、を含む。
【００８５】
関心対象の微小生物によって産生された微生物増殖副産物は、微小生物内に保持され得るか、または液体培地中に分泌され得る。別の態様において、微生物増殖副産物を産生するための方法は、関心対象の微生物増殖副産物を濃縮するおよび精製する工程をさらに含み得る。さらなる態様において、液体培地は、微生物増殖副産物の活性を安定化させる化合物を含有し得る。
【００８６】
1つの態様において、培養が完了すると（例えば、培養液中での所望の細胞密度または指定された代謝産物の密度を、例えば達成すると）、微生物培養組成物のすべてが取り出される。このバッチ手順では、第一のバッチを収集すると、全く新たなバッチが始動される。
【００８７】
別の態様において、発酵産物の一部のみが、任意の一時点で取り出される。この態様において、生存細胞を有するバイオマスは、新たな培養バッチのための接種源として容器内に残る。取り出される組成物は、細胞不含培養液であってもよく、細胞を含有していてもよい。このようにして、準連続式システムが創出される。
【００８８】
微生物に基づく製品の調製
本発明の1種の微生物に基づく製品は、微小生物および/または微小生物によって産生された微生物代謝産物および/または任意の残留栄養素を含有する単なる発酵培養液である。発酵の産物は、抽出または精製なしで直接用いられ得る。所望の場合には、抽出および精製は、文献に記載される標準的な抽出法または技法を用いて容易に達成され得る。
【００８９】
微生物に基づく製品内の微小生物は、活性または不活性の形態にあり得る。微生物に基づく製品は、さらなる安定化、防腐、および貯蔵なしで用いられ得る。有利には、これらの微生物に基づく製品の直接的使用は、微小生物の高い生存率を保ち、外来作用物質および望ましくない微小生物によるコンタミネーションの可能性を低下させ、ならびに微生物増殖の副産物の活性を維持する。
【００９０】
微生物および/または微生物増殖によって生じる培養液は、増殖容器から取り出され得、即時使用のために、例えばパイプを通じて移され得る。
【００９１】
他の態様において、組成物（微生物、培養液、または微生物および培養液）は、例えば意図される用途、企図される適用の方法、発酵タンクのサイズ、および微生物増殖施設から使用の場所への輸送の任意の様式を考慮に入れて、適当なサイズのコンテナに入れられ得る。ゆえに、微生物に基づく組成物が入れられるコンテナは、例えば1ガロン〜1,000ガロンまたはそれを上回る容量であり得る。他の態様において、コンテナは、2ガロン、5ガロン、25ガロン、またはそれよりも大きい。
【００９２】
増殖容器から微生物に基づく組成物を収集すると、収集された産物はコンテナ内に入れられおよび/またはパイプで送られる（またはそうでなければ使用のために輸送される）ため、さらなる構成要素が加えられ得る。添加物は、例えば緩衝剤、担体、同じまたは異なる施設で生産された他の微生物に基づく組成物、粘度調整剤、防腐剤、微生物増殖のための栄養素、植物成長のための栄養素、追跡剤、殺害虫剤、除草剤、動物飼料、食品、および意図される用途に特異的な他の成分であり得る。
【００９３】
有利には、本発明によると、微生物に基づく製品は、微生物を増殖させた培養液を含み得る。製品は、重量で、例えば少なくとも1％、5％、10％、25％、50％、75％、または100％の培養液であり得る。製品内のバイオマスの量は、重量で、例えばそれらの間のすべてのパーセンテージを含む0％〜100％のどこかであり得る。
【００９４】
任意で、製品は使用前に貯蔵され得る。貯蔵期間は好ましくは短い。ゆえに、貯蔵期間は、60日、45日、30日、20日、15日、10日、7日、5日、3日、2日、1日、または12時間未満であり得る。好ましい態様において、製品中に生細胞が存在する場合、製品は、例えば20℃、15℃、10℃、または5℃未満などの冷温で貯蔵される。他方で、生物界面活性剤組成物は典型的には周囲温度で貯蔵され得る。
【００９５】
本発明の微生物に基づく製品は、例えば微生物接種源、生物農薬、栄養素供給源、修復剤、健康製品、および/または生物界面活性剤であり得る。
【００９６】
微生物に基づく製品の流通
システムは、微生物に基づく製品を流通させるための局面を任意で含む。1つの態様において、この局面は、在庫センター4を任意で含み得る流通センター3を含む。在庫センター4は、微生物に基づく製品を貯蔵し、さらに流通させることに関与し得る。在庫センターは、例えば送達される利用可能な微小生物接種材料に関して顧客と相談することを含めた、顧客サポートを提供し得る。
【００９７】
1つの態様において、流通センター3は、微生物に基づく製品の販売、貯蔵、および輸送に関係するサービスを提供し得る。流通センター3は、機械および技術サポートも提供し得る。
【００９８】
微生物に基づく製品の適用
さらに別の局面において、本発明の方法およびシステムは、微生物に基づく製品を適用するための方法、システム、および装置を含み得る。
【００９９】
農業の場合、組成物は、例えば灌漑システムに導入され得る、バックパックもしくは同様の装置から噴霧され得る、ドローンなど、陸地に基づくもしくは空中を浮遊するロボット装置によって適用され得る、および/または種子とともに適用され得る。種子適用は、例えば種子コーティングによる、または種子をまくのと同時に土壌に組成物を適用することによるものであり得る。これは、例えば、種子をまくときにまたはその間近に、種子とともにおよび/またはそれに隣接して、微生物に基づく組成物を適用する装置または灌漑システムを提供することによって自動化され得る。ゆえに、微生物に基づく組成物は、種まきのときの例えば5、4、3、2、もしくは1日前もしくは後以内に、または種子をまくのと同時に適用され得る。
【０１００】
一部の農業上の態様において、乾燥製剤または液体製剤のいずれかでの本明細書において提供される組成物は、種子処理として、または土壌表面に、植物の表面に、および/または害虫もしくは雑草の表面に適用される。
【０１０１】
ある特定の態様において、本明細書において提供される組成物は、機械的組み入れなしで土壌表面に適用される。土壌適用の有益な効果は、降雨、散水、浸水、または点滴灌漑によって活性化され得、その後、例えば標的害虫に送達されてそれらの集団レベルを許容される閾値まで押し下げ得る、あるいは植物の根に送達されて、根微生物叢に影響し得るまたは微生物製品が適用される作物もしくは植物の維管束系への微生物製品の取り込みを促し得る。例示的な態様において、本明細書において提供される組成物は、センターピボット灌漑システムを通じてまたはまき溝にわたる噴霧により、効率的に適用され得る。
【０１０２】
本明細書における、害虫もしくは植物の「上もしくはその近く」へのまたは害虫もしくは植物の「環境」への組成物の投与への言及は、投与が、所望の結果（例えば、害虫を殺傷する、収量を増加させる、植物への損傷を防止する、遺伝子および/またはホルモンを調節する等）が達成されるように、組成物が害虫または植物と十分に接触するといったものであることを意味する。これは、典型的に、害虫、植物、雑草、または他の所望の標的の例えば10、5、3、2、もしくは1フィートまたはそれ未満以内であり得る。
【０１０３】
微生物に基づく製品は、根および/または根圏ならびに植物の維管束系での定着を促進して、植物の健康状態および生命力を促進するためにも適用され得る。ゆえに、害虫、雑草、もしくは病害と闘うか、またはそうでなければ作物の成長、健康状態、および/もしくは収量を促進する、リゾビウム（rhizohium）および/または菌根（mycorrhzae）などの栄養素固定微生物、ならびに他の内在性の（土壌にすでに存在する）、ならびに外因性の微生物またはそれらの副産物が、促進され得る。微生物に基づく製品はまた、例えば維管束系に入ってそこに定着し、植物の健康状態および生産性に重要な代謝産物および栄養素、または害虫防除特性を有する代謝産物に寄与することによって、植物の維管束系を支持し得る。
【０１０４】
有利には、方法は、複雑な設備または高いエネルギー消費を要しない。関心対象の微小生物は、現場で小さなまたは大きな規模で培養され得、それらの培地と混合されたままでさえ利用され得る。同様に、微生物代謝産物も、必要な場で量産され得る。
【０１０５】
有利には、微生物に基づく製品は、遠隔地で生産され得る。1つの態様において、微生物に基づく製品は、ヒトの栄養ならびに/または疾患の予防および/もしくは治療に用いられ得る。微生物増殖施設は、例えば太陽光発電、風力発電、および/または水力発電を利用することによって、送電系統の運転をオフにし得る。
【０１０６】
微生物に基づく製品は、動物排泄物に直接適用され得、および/または廃棄物処理場において用いられ得る。微生物に基づく製品は、石油流出または危険物廃棄現場などの環境汚濁にも直接適用され得る。微生物に基づく製品は、関心対象の金属、鉱物、または他の物質を回収するために、鉱石にも適用され得る。微生物に基づく製品は、油井、ならびに/または油井および/もしくは石油加工と関連したパイプ、タンク、および他の設備にも注入され得る。ゆえに、使用のフィールドには、石油リグ、石油貯蔵施設、輸送パイプライン、タンカー、および製油所が含まれる。
【０１０７】
微生物接種源
1つの態様において、微生物に基づく製品は微生物接種源である。例えば列にして植える作物（row crop）の種子、植物、もしくは根、林業運営、管理された牧草地、園芸作物、管理された芝生、動物排泄物、および/または動物飼料に適用された場合、接種源は、宿主土壌または宿主培地の特性の不可欠な部分になり、その土壌もしくは培地、またはこれらの土壌および培地で成長する、それらから栄養を受ける、もしくはそうでなければそれらに曝露される植物および動物に利益を与える土着の有益な微小生物の健全な増殖を促進する。いったん土壌に適用されると、本発明の微生物接種源は、有機物の無機化を向上させ、光合成に必要とされる窒素固定を増加させ、その環境浸出を限定しながら作物にとってのリン利用率を増加させ、有益な植物シグナル伝達代謝産物を産生し、水および主要な栄養素の取り込みを促す根塊（root mass）を刺激し、土壌肥沃度を向上させ、ならびに/またはバイオマスを高める。
【０１０８】
1つの態様において、接種源は作物または地形によってカスタマイズされて、有益な微小生物の堅牢な定着を促し得、それにより、この技術は、大きく異なる土壌生態系において成長する特異的作物を積極的に管理することにとって理想的になる。極端な気温、長期の干ばつ、変わりやすい降水量、ならびに気候変化および集約的農場経営により生じる他の影響に対して、微生物群落がどのくらい複雑に反応するかについてのよりよい理解が深まるにつれて、種々の土壌生態系のニーズに合うように微生物をカスタマイズし得る能力は、さらにより重要になる。
【０１０９】
高密度の栄養期細胞、胞子、菌糸、および/または他の微生物散布体ということから、本発明のある特定の態様において、本発明の微生物に基づく製品は、土壌などの環境に定着し得る既存のミクロフローラと好ましい形で相互作用し得るそれらの能力の点において比類なく有利である。例外的に高い細胞、胞子、および/または菌糸の数により、本発明の微生物に基づく製品は、土壌（または他の関連する環境）における微生物の長期生存を可能にする。この生存は、例えば微生物に栄養素を提供することによって、さらに増強および延長され得る。
【０１１０】
本発明の1つの態様において、微生物の生存および保持は、土壌または他の環境における微生物および/またはそれらの移動を追跡するおよび/または定量することによってモニターされる。
【０１１１】
生物防除剤
別の態様において、微生物に基づく製品は生物防除剤である。環境を汚染し得、非標的植物および動物に有害に影響を及ぼし得る従来の合成化学殺害虫剤と比較して、生物農薬は、非毒性で使用に安全であり、高い特異性を有し得る。雑草、病害、線虫、および昆虫、ならびに他の害虫を管理するための根治的ツールとしてよりもむしろ予防的ツールとして最善に用いられると、生物農薬は、農場経営者が、作物収量に影響を及ぼすことなく、化学に基づく殺害虫剤および除草剤への彼らの伝統的な強い依存を低下させるのを可能にする。生物農薬は、害虫が足場および繁栄を得ることができない環境を創出するのを助け、それは、極端な天候とつながりがある農業害虫の繁殖を考慮すると重大な利益である。生物農薬の使用により、農場経営者は、輪作作物に対する土壌汚濁、非標的植物および動物への毒性、作物毒性、殺害虫剤抵抗性の発現、ならびに環境感受性の領域、給水設備等への流出および浸出、ならびに化学殺害虫剤を用いることの他の結果を低下させることも可能となる。
【０１１２】
抵抗性の害虫および昆虫は、農業生産性を脅かし、いったん抵抗性が発現すると闘うコストがかかるため、化学に基づく殺害虫剤に対する抵抗性は大きな懸案事項である。
【０１１３】
土壌改良剤
1つの態様において、微生物に基づく製品は、例えば農業、園芸、温室、造園等における植物および/または作物の健康状態、成長、および収量を増強することにおける使用のための土壌改良剤である。本発明は、土壌の質の1つまたは複数を向上させるためにも用いられ得、それによって農業、住宅、およびガーデニング目的のための土壌の性能が増強される。
【０１１４】
本明細書において使用するとき、「増強する」とは、向上させるまたは増加させることを意味する。例えば、植物の健康状態の増強とは、害虫および/または病害を撃退し得る植物の能力、ならびに干ばつおよび/または過剰な水やりを生き延び得る植物の能力を含めた、成長し得るおよび発展し得る植物の能力を向上させることを意味する。植物の成長の増強とは、植物のサイズおよび/もしくは質量を増加させること、または所望のサイズおよび/もしくは質量に達し得る植物の能力を向上させることを意味する。収量の増強とは、例えば植物あたりの果実の数を増加させる、果実のサイズを増加させる、および/または果実の品質（例えば、味、質感）を向上させることによって、収穫高において植物によって産生される最終産物を向上させることを意味する。
【０１１５】
本明細書において使用するとき、「土壌改良剤」または「土壌調節剤」とは、土壌の物理的特性を増強するために土壌に添加される任意の化合物、材料、または化合物もしくは材料の組み合わせである。土壌改良剤は、有機物および無機物を含み得、例えば肥料、殺害虫剤、および/または除草剤をさらに含み得る。栄養に富んだ水はけの良い土壌は、植物の成長および健康状態に必須であり、ゆえに土壌改良剤は、土壌の栄養素および水分含有量を変更することによって、植物の成長および健康状態を増強するために用いられ得る。土壌改良剤は、土壌構造を含むがそれに限定されない、土壌の多くの異なる質を向上させる（例えば、圧密を防止する）；栄養素の濃縮能および貯蔵能を向上させる；乾燥土壌における水分保持を向上させる；ならびに浸水土壌における水はけを向上させるためにも用いられ得る。
【０１１６】
好ましい態様において、本方法は、植物または作物が成長するまたは植え付けられる土壌に、微生物に基づく製品、すなわち微生物に基づく土壌改良剤を適用する工程を含む。微生物に基づく製品は、微小生物および/または微小生物の増殖副産物を含み得る。好ましい態様において、増殖副産物はソホロ脂質生物界面活性剤である。
【０１１７】
一部の農業上の態様において、乾燥製剤または液体製剤のいずれかでの本明細書において提供される組成物は、種子処理として、または土壌表面に、または植物の表面に（例えば、植物の根の表面に）適用される。
【０１１８】
ある特定の態様において、本明細書において提供される組成物は、機械的組み入れなしで土壌表面に適用される。土壌適用の有益な効果は、降雨、散水、浸水、または点滴灌漑によって活性化され得、その後、例えば植物の根に送達されて、根微生物叢に影響し得るまたは微生物製品が適用される作物もしくは植物の維管束系への微生物製品の取り込みを促し得る。例示的な態様において、本明細書において提供される組成物は、センターピボット灌漑システムを通じてまたはまき溝にわたる噴霧により、効率的に適用され得る。
【０１１９】
微生物に基づく製品は、根および/または根圏ならびに植物の維管束系での定着を促進して、植物の健康状態および生命力を促進するためにも適用され得る。ゆえに、作物の成長、健康状態、および/または収量を促進する、リゾビウムおよび/または菌根などの栄養素固定微生物、ならびに他の内在性の（土壌にすでに存在する）、ならびに外因性の微生物またはそれらの副産物が、促進され得る。微生物に基づく製品はまた、例えば維管束系に入ってそこに定着し、植物の健康状態および生産性に重要な代謝産物および栄養素に寄与することによって、植物の維管束系を支持し得る。
【０１２０】
土壌は、植物を培養する過程の間の任意の時点で処理され得る。例えば、微生物に基づく製品は、土壌に、その中に種子がまかれる前に、またはその後の1種もしくは複数種の植物の発生および成長の間の任意の時点で適用され得る。
【０１２１】
一部の態様において、方法は、土壌と微小生物とを、それが産生する生物界面活性剤と組み合わせて接触させる工程を含む。微生物は、適用の時点で生きている（または生存能力のある）または不活性のいずれかであり得る。方法は、適用の間に微生物増殖を増強する材料を付加する（例えば、微生物増殖を促進する栄養素を付加する）工程をさらに含み得る。1つの態様において、栄養素供給源には、例えば窒素、ニトレート、リン、マグネシウム、および/または炭素が含まれ得る。
【０１２２】
他の態様において、方法は、微生物なしで、単に土壌に生物界面活性剤を適用する工程を含む。
【０１２３】
1つの態様において、方法は、スターメレラ・ボンビコーラ（Starmerella bombicola）酵母および/またはその増殖副産物を含む微生物に基づく製品を土壌に適用する工程を含み、組成物は、土壌からの水分および/または栄養素の吸収の増強を可能にする。1つの態様において、微生物に基づく製品の微小生物は、ウィッカーハモマイセス・アノマルス（Wickerhamomyces anomalus）である。さらに別の態様において、微生物に基づく製品は、微小生物なしでSLPを含む。有利には、方法は、厳しい化学物質の使用なしで、植物の健康状態、成長、および/または収量を向上させる。
【０１２４】
本発明を用いて、任意のタイプの土壌、例えば粘土、砂質土壌、シルト質土壌、泥炭土壌、白亜土壌、ローム土壌、および/またはそれらの組み合わせにおける任意の数の質を向上させ得る。さらには、方法および組成物は、乾燥土壌、浸水土壌、多孔質の土壌、劣化土壌、圧縮された土壌、および/またはそれらの組み合わせの質を向上させるために用いられ得る。
【０１２５】
1つの態様において、方法は、浸水土壌における水はけおよび/または水の分散を向上させるために用いられ得る。1つの態様において、方法は、乾燥土壌における水分保持を向上させるために用いられ得る。
【０１２６】
1つの態様において、方法は、多孔質の土壌および/または劣化土壌における栄養素保持を向上させるために用いられ得る。
【０１２７】
微生物に基づく製品は、単独で、または植物の健康状態、成長、および/もしくは収量の効率的な増強のための他の化合物と組み合わせて用いられ得る。例えば、市販のおよび/または天然の肥料、殺害虫剤、除草剤、および/または他の土壌改良剤が、微生物に基づく製品と一緒に適用され得る。ある特定の態様において、微生物に基づく製品を用いて、例えば土壌における化合物の保持を促進することによってまたは土壌全域にわたる化合物のより均一な分散を可能にすることによって、他の化合物の有効性を増強し得る。
【０１２８】
他の適用において、ウマ、ウシ、ブタ、ニワトリ、コウモリ、ヒツジを含めた多様な動物由来の、例えば骨粉、アルファルファ、コーングルテン、カリ、および/または肥やしを含めた多様な材料を土壌に混合することによって、所望の土壌属性を獲得し得る。添加され得る他の付加的な要素には、マグネシウム、ホスフェート、窒素、カリウム、セレン、カルシウム、硫黄、鉄、銅、および亜鉛などの鉱物栄養素が含まれるが、それらに限定されるわけではない。正確な材料およびその分量は、土壌科学者によって決定され得る。
【０１２９】
生物界面活性剤
1つの態様において、微生物に基づく製品は生物界面活性剤を含む。微生物生物界面活性剤は、細菌、真菌、および酵母などの多様な微小生物によって産生される化合物である。生物界面活性剤は、スターメレラ種、ピキア（Pichia）種、シュードモナス（Pseudomonas）種（P.エルギノーサ（aeruginosa）、P.プチダ（putida）、P.フルオレッセンス（florescens）、P.フラギ（fragi）、P.シリンガエ（syringae））；フラボバクテリウム（Flavobacterium）種；バチルス（Bacillus）種（B.サブティリス（subtilis）、B.プミルス（pumillus）、B.セレウス（cereus）、B.リケニフォルミス（licheniformis））；カンジダ（Candida）種（C.アルビカンス（albicans）、C.ルゴサ（rugosa）、C.トロピカリス（tropicalis）、C.リポリティカ（lipolytica）、C.トルロプシス（torulopsis））；ロドコッカス（Rhodococcus）種；アルスロバクター（Arthrobacter）種；カンピロバクター（campylobacter）種；コリネバクテリウム（cornybacterium）種などの多くの微小生物において生じる二次代謝産物の重要なクラスを形成する。安全で有効な微生物生物界面活性剤は、液体、固体、および気体の分子間の表面張力および界面張力を低下させる。この動態を用いて、植物の健康状態を促し得、収量を増加させ得、土壌通気を管理し得、および利用可能な灌漑用水資源を責任を持って利用し得る。
【０１３０】
ゆえに、1つの態様において、微生物に基づく製品は、水分ストレスを受けている植物の健康状態および生産性を向上させる。
【０１３１】
生物界面活性剤は、それらは微生物発酵を通じて産生されるが、化学界面活性剤が有する特性に加えて、それらの合成類似体が有しない他の属性を有するという点において、独特である。生物界面活性剤は、水の「プールする」傾向を減少させ、それらは、全根圏のより徹底した水和をもたらす、表面の「付着性」または「湿潤性」を向上させ、ならびにそれらは、そうでなければ、点滴灌漑およびマイクロ灌漑システムによって形成されるマイクロ流路を通じて根域の下に「回避」し得る水の容量を低下させる。この「湿潤性」はまた、適正な根の成長を阻害する乾いた（または極端な乾燥）地帯がより少ないため、より良好な根系の健康状態を促進し、ならびに化学的なおよび微量の栄養素がより徹底して利用可能となり分配されるため、適用された栄養素のより良好な利用率を促進する。
【０１３２】
「湿潤性」の増強によって可能となる、作物根圏における水のより均一な分配は、水が最適な浸透レベルを上回って蓄積するまたは「トラップ」されることも防止し、それによって、酸素および炭素の自由な交換を阻害する嫌気条件が緩和される。いったん効果的な生物界面活性剤が適用されると、より多孔質のまたは「呼吸可能な」作物根圏が確立され、根は土壌媒介性病害に対するより大きな抵抗性を有するようになる。適正に水和されたおよび通気された根圏の組み合わせは、化学的殺害虫剤および生物農薬に対する土壌の害虫および病原菌（線虫、ならびに土壌媒介性の真菌およびそれらの胞子など）の感受性も増加させる。生物界面活性剤は、病害および害虫防除を含めた広範囲の有用な適用に用いられ得る。
【０１３３】
本発明に従って産生された生物界面活性剤は、例えばパイプ、リアクター、および他の機械または表面を浄化することを含めた、他の非農業目的のために用いられ得る。
【０１３４】
本発明に従った生物界面活性剤には、例えば低分子量の糖脂質（GL）、リポペプチド（LP）、フラボ脂質（flavolipid）（FL）、リン脂質、ならびにリポタンパク質、リポ多糖-タンパク質複合体、および多糖-タンパク質-脂肪酸複合体などの高分子量ポリマーが含まれる。
【０１３５】
生物界面活性剤は生分解性であり、再生可能な基板上で選択生物を用いて容易にかつ安価に産生され得る。生物界面活性剤を産生するほとんどの生物は、増殖培地における炭化水素供給源（例えば、油、糖類、グリセロール等）の存在に応答して生物界面活性剤を産生する。鉄の濃度など、他の培地構成要素も、生物界面活性剤産生に大きく影響を及ぼし得る。
【０１３６】
1つの態様において、微生物生物界面活性剤は、ラムノ脂質、ソホロ脂質（SLP）、トレハロース脂質、またはマンノシルエリスリトール（mannosylerythrithol）脂質（MEL）などの糖脂質である。
【０１３７】
微生物工場
本発明に従って産生された微生物およびそれらの増殖産物を用いて、例えば生物農薬、生物界面活性剤、エタノール、栄養化合物、インスリンなどの治療用タンパク質、ワクチンとして有用な化合物、および他の生体高分子を含めた、無数の有用な産物を産生し得る。これらの微生物工場として用いられる微生物は、天然、変異型、または組換えであり得る。
【０１３８】
本発明に従って増殖させる微小生物
本発明のシステムおよび方法に従って増殖させる微小生物は、例えば細菌、酵母、および/または真菌であり得る。これらの微小生物は、天然の、または遺伝子改変された微小生物であり得る。例えば、微小生物は特異的遺伝子で形質転換されて、特異的特徴を呈し得る。
【０１３９】
具体的な態様において、微小生物は、グラム陽性およびグラム陰性細菌を含めた細菌である。細菌は、例えばバチルス・フィルムス（Bacillus firmus）、バチルス・ラテロスポルス（Bacillus laterosporus）、バチルス・メガテリウム（Bacillus megaterium）、バチルス・アミロリケファシエンス（Bacillus amyloliquifaciens）、アゾトバクター・ビネランジイ（Azobacter vinelandii）、シュードモナス・クロロラフィス（Pseudomonas chlororaphis）亜種オーレオファシエンス（aureofaciens）（クルイヴァー（Kluyver））、アグロバクテリウム・ラジオバクター（Agrobacterium radiobacter）、アゾスピリルム・ブラシリエンシス（Azospirillumbrasiliensis）、アゾトバクター・クロオコッカム（Azobacter chroococcum）、リゾビウム（Rhizobium）、スフィンゴモナス・パウシモビリス（Sphingomonas paucimobilis）、ラルストニア・ユートロファ（Ralslonia eulropha）、クロストリジウム（Clostridium）（C.ブチリカム（butyricum）、C.チロブチリカム（tyrobutyricum）、C.アセトブチリカム（acetobutyricum）、クロストリジウムNIPER 7、およびC.ベイジェリンキ（beijerinckii））、および/またはロドスピリルム・ルブルム（Rhodospirillum rubrum）であり得る。
【０１４０】
別の態様において、微小生物は、酵母または真菌である。本発明に従った使用に適切な酵母および真菌の種には、カンジダ、サッカロマイセス・セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae）、サッカロマイセス・ブラウディ・セクエラ（Saccharomyces boulardii sequela）、およびサッカロマイセス・トルラ（Saccharomyces torula）、イッサチェンキア（Issalchenkia）、クルイウェロマイセス（Kluyveromyces）、ピキア、ウィッカーハモマイセス、スターメレラ、ミコリザ（Mycorrhiza）、モルティエレラ（Mortierella）、フィコマイセス（Phycomyces）、ブラケスレア（Blakeslea）、トラウストキトリウム（Thraustochytrium）、フィチウム（Phythium）、エントモフトラ（Entomophthora）、アウレオバシジウム・プルランス（Aureobasidium pullulans）、フザリウム・ベネナタム（Fusarium venenalum）、アスペルギルス（Aspergillus）、トリコデルマ・リーセイ（Trichoderma reesei）、ならびに/またはリゾプス（Rhizopus）種が含まれる。
【０１４１】
1つの態様において、酵母はキラー酵母である。本明細書において使用するとき、「キラー酵母」とは、それが毒性のタンパク質または糖タンパク質を分泌するということによって特徴付けられる酵母の株を意味し、それに対して該株自体は免疫がある。キラー酵母によって分泌された外毒素は、酵母、真菌、または細菌の他の株を殺傷し得る。例えば、キラー酵母によって防除され得る微小生物には、フザリウムおよび他の糸状真菌が含まれる。本発明に従ったキラー酵母の例は、食料および発酵産業、例えばビール、ワイン、およびパン作りにおいて安全に用いられ得るもの；そのような生産過程を汚濁し得る他の微小生物を防除するために用いられ得るもの；食品防腐のための生物防除において用いられ得るもの；ヒトおよび植物の両方における真菌感染症の治療に用いられ得るもの；ならびに組換えDNA技術において用いられ得るものである。そのような酵母には、ウィッカーハモマイセス、ピキア（例えば、ピキア・アノマラ（Pichia anomala）、ピキア・ギリエルモンディ（Pichia guielliermondii）、ピキア・クドリアブゼビ（Pichia kudrizvzevii））、ハンゼヌラ（Hansenula）、サッカロマイセス、ハンセニアスポラ・ウバルム（Hanseniaspora uvarum）などのハンセニアスポラ、ウスチラゴ・マイディス（Ustilago maydis）、デバリオマイセス・ハンセニイ（Debaryomyces hansenii）、カンジダ、クリプトコッカス（Cryptococcus）、クルイウェロマイセス、トルロプシス、ウスチラゴ、ウィリオプシス（Williopsis）、ジゴサッカロマイセス・バイリ（Zygosaccharomyces bailii）などのジゴサッカロマイセス、およびその他が含まれ得るが、それらに限定されるわけではない。
【０１４２】
他の態様において、「微小生物」は、例えば昆虫、線虫、または哺乳類細胞の培養物など、細胞培養物であり得る。
【０１４３】
標的植物
本発明の製品および方法の適用により利益を受け得る植物には、列にして植える作物（例えば、コーン、大豆、ソルガム、落花生、じゃがいも等）、農作物（例えば、アルファルファ、小麦、穀物等）、樹木作物（例えば、クルミ、アーモンド、ピーカン、ヘーゼルナッツ、ピスタチオ等）、柑橘作物（例えば、オレンジ、レモン、グレープフルーツ等）、果実作物（例えば、リンゴ、ナシ等）、芝生作物、観賞作物（例えば、花、つる植物等）、野菜（例えば、トマト、ニンジン等）、つる作物（例えば、ブドウ、イチゴ、ブルーベリー、ブラックベリー等）、森林地（例えば、マツ、トウヒ、ユーカリ、ポプラ等）、管理された牧草地（放牧動物を支持するために用いられる植物の任意の混合）が含まれる。
【０１４４】
利益は、例えば増加した収量、品質、耐病性および耐虫性、ストレス低下（例えば、塩分、干ばつ、熱等からの）、ならびに向上した水使用の形態であり得る。
【０１４５】
本発明の製品および方法から利益を受け得るさらなる植物には、緑色植物亜界（Viridiplantae）スーパーファミリー、他の中でも、カエデ（Acer）種、マタタビ属（Actinidia）種、トロロアオイ属（Abelmoschus）種、サイザルアサ（Agave sisalana）、コムギダマシ属（Agropyron）種、ハイコヌカグサ（Agrostis stolonifera）、ネギ属（Allium）種、アマランサス（Amaranthus）種、アンモフィラ・アレナリア（Ammophila arenaria）、パイナップル（Ananas comosus）、バンレイシ属（Annona）種、セロリ（Apium graveolens）、ラッカセイ属（Arachis）種、パンノキ属（Artocarpus）種、アスパラガス（Asparagus officinalis）、カラスムギ属（Avena）種（例えば、エンバク（Avena sativa）、カラスムギ（Avena fatua）、赤エンバク（Avena byzantina）、カラスムギ変種サティバ（Avena fatua var. sativa）、カラスムギ雑種（Avena hybrida））、スターフルーツ（Averrhoa carambola）、ホウライチク属（Bambusa）種、トウガン（Benincasa hispida）、ブラジルナッツ（Bertholletia excelsea）、ビート（Beta vulgaris）、アブラナ属（Brassica）種（例えば、セイヨウアブラナ（Brassica napus）、ブラッシカ・ラパ（Brassica rapa）種［キャノーラ、ナタネ、アブラナ］）、カダバ・ファリノーサ（Cadaba farinosa）、チャノキ（Camellia sinensis）、ダンドク（Canna indica）、アサ（Cannabis sativa）、トウガラシ属（Capsicum）種、カレックス・エラータ（Carex elata）、パパイア（Carica papaya）、オオバナカリッサ（Carissa macrocarpa）、ペカン属（Carya）種、ベニバナ（Carthamus tinctorius）、クリ属（Castanea）種、カポック（Ceiba pentandra）、エンダイブ（Cichorium endivia）、ニッケイ属（Cinnamomum）種、スイカ（Citrullus lanatus）、ミカン属（Citrus）種、ココス（Cocos）種、コーヒーノキ（Coffea）種、サトイモ（Colocasia esculenta）、コーラ（Cola）種、ツナソ属（Corchorus）種、コリアンダー（Coriandrum sativum）、ハシバミ属（Corylus）種、サンザシ属（Crataegus）種、サフラン（Crocus sativus）、カボチャ属（Cucurbita）種、キュウリ属（Cucumis）種、チョウセンアザミ属（Cynara）種、ノラニンジン（Daucus carota）、ヌスビトハギ属（Desmodium）種、リュウガン（Dimocarpus longan）、ヤマノイモ属（Dioscorea）種、カキノキ属（Diospyros）種、ヒエ属（Echinochloa）種、アブラヤシ（Elaeis）（例えば、ギニアアブラヤシ（Elaeis guineensis）、アメリカアブラヤシ（Elaeis oleifera））、シコクビエ（Eleusine coracana）、テフ（Eragrostis tef）、エリアンサス属（Erianthus）種、ビワ（Eriobotrya japonica）、ユーカリ（Eucalyptus）種、ピタンガ（Eugenia uniflora）、ソバ属（Fagopyrum）種、ブナ属（Fagus）種、オニウシノケグサ（Festuca arundinacea）、イチジク（Ficus carica）、キンカン（Fortunella）種、オランダイチゴ属（Fragaria）種、イチョウ（Ginkgo biloba）、ダイズ属（Glycine）種（例えば、ダイズ（Glycine max）、ソーヤ・ヒスピダ（Soja hispida）、またはソーヤ・マックス（Soja max））、ワタ（Gossypium hirsutum）、ヒマワリ属（Helianthus）種（例えば、ヒマワリ（Helianthus annuus））、ワスレグサ（Hemerocallis fulva）、フヨウ属（Hibiscus）種、オオムギ属（Hordeum）種（例えば、オオムギ（Hordeum vulgare））、サツマイモ（Ipomoea batatas）、クルミ（Juglans）種、レタス（Lactuca sativa）、レンリソウ属（Lathyrus）種、レンズマメ（Lens culinaris）、アマ（Linum usitatissimum）、レイシ（Litchi chinensis）、ハス（Lotus）種、トカドヘチマ（Luffa acutangula）、ルピナス属��Lupinus）種、オオスズメノヤリ（Luzula sylvatica）、リコペルシコン（Lycopersicon）種（例えば、リコペルシコン・エスクレンタム（esculentum）、リコペルシコン・リコペルシカム（lycopersicum）、リコペルシコン・ピリフォルメ（pyriforme））、マクロティロマ（Macrotyloma）種、リンゴ属（Malus）種、アセロラ（Malpighia emarginata）、マメイアップル（Mammea americana）、マンゴー（Mangifera indica）、イモノキ属（Manihot）種、サポジラ（Manilkara zapota）、ムラサキウマゴヤシ（Medicago sativa）、シナガワハギ属（Melilotus）種、ミント（Mentha）種、ススキ（Miscanthus sinensis）、ツルレイシ属（Momordica）種、クロミグワ（Morus nigra）、バショウ属（Musa）種、タバコ属（Nicotiana）種、オリーブ属（Olea）種、オプンティア（Opuntia）種、オルニソパス属（Ornithopus）種、イネ属（Oryza）種（例えば、イネ（Oryza sativa）、オリザ・ラティフォリア（Oryza latifolia））、キビ（Panicum miliaceum）、スイッチグラス（Panicum virgatum）、クダモノトケイソウ（Passiflora edulis）、パースニップ（Pastinaca sativa）、チカラシバ属（Pennisetum）種、ワニナシ属（Persea）種、パセリ（Petroselinum crispum）、クサヨシ（Phalaris arundinacea）、インゲンマメ属（Phaseolus）種、オオアワガエリ（Phleum pratense）、ナツメヤシ属（Phoenix）種、ヨシ（Phragmites australis）、ホオズキ属（Physalis）種、マツ属（Pinus）種、ピスタチオ（Pistacia vera）、エンドウ（Pisum）種、イチゴツナギ属（Poa）種、ポプラ（Populus）種、プロソピス属（Prosopis）種、サクラ属（Prunus）種、バンジロウ属（Psidium）種、ザクロ（Punica granatum）、セイヨウナシ（Pyrus communis）、ナラ（Quercus）種、ダイコン（Raphanus sativus）、ルバーブ（Rheum rhabarbarum）、スグリ属（Ribes）種、トウゴマ（Ricinus communis）、キイチゴ属（Rubus）種、サトウキビ属（Saccharum）種、ヤナギ（Salix）種、スワトコ属（Sambucus）種、ライムギ（Secale cereale）、ゴマ属（Sesamum）種、シロガラシ属（Sinapis）種、ナス属（Solanum）種（例えば、ジャガイモ（Solanum tuberosum）、ヒラナス（Solanum integrifolium）、またはトマト（Solanum lycopersicum））、モロコシ（Sorghum bicolor）、ホウレンソウ属（Spinacia）種、フトモモ属（Syzygium）種、マリーゴールド（Tagetes）種、タマリンド（Tamarindus indica）、カカオ（Theobroma cacao）、シャジクソウ属（Trifolium）種、トリプサクム・ダクチロイデス（Tripsacum dactyloides）、トリチコセカレ・リンパウイ（Triticosecale rimpaui）、コムギ属（Triticum）種（例えば、パンコムギ（Triticum aestivum）、デュラムコムギ（Triticum durum）、リベットコムギ（Triticum turgidum）、トリチカム・ハイベルナム（Triticum hybernum）、トリチカム・マチャ（macha）、コムギ（Triticum sativum）、ヒトツブコムギ（Triticum monococcum）、またはトリチカム・バルガレ（Triticum vulgare））、トロパエオルム・ミヌス（Tropaeolum minus）、キンレンカ（Tropaeolum majus）、スノキ属（Vaccinium）種、ソラマメ属（Vicia）種、ササゲ属（Vigna）種、ニオイスミレ（Viola odorata）、ブドウ属（Vitis）種、トウモロコシ（Zea mays）、ワイルドライス（Zizania palustris）、ナツメ属（Ziziphus）種より選択される、飼い葉もしくは餌用のマメ、観賞植物、食用作物、樹木、または低木を含めた、特に単子葉および双子葉植物に属するすべての植物が含まれる。
【０１４６】
関心対象の植物のさらなる例には、コーン（トウモロコシ）、アブラナ属種（例えば、セイヨウアブラナ、ブラッシカ・ラパ、カラシナ（B. juncea））、特に種子油の供給源として有用なそれらのアブラナ属種、アルファルファ（ムラサキウマゴヤシ）、米（イネ）、ライ麦（ライムギ）、ソルガム（モロコシ、ソルガム・ブルガレ（Sorghum vulgare））、雑穀（例えば、トウジンビエ（pearl millet）（トウジンビエ（Pennisetum glaucum））、黍（キビ（Panicum miliaceum））、粟（アワ（Setaria italica））、シコクビエ（finger millet）（シコクビエ（Eleusine coracana））、向日葵（ヒマワリ）、紅花（ベニバナ）、小麦（パンコムギ）、大豆（ダイズ）、タバコ（tobacco）（タバコ（Nicotiana tabacum））、じゃがいも（ジャガイモ）、落花生（ラッカセイ（Arachis hypogaea））、綿（カイトウメン（Gossypium barbadense）、リクチメン（Gossypium hirsutum））、さつまいも（サツマイモ）、キャッサバ（cassava）（キャッサバ（Manihot esculenta））、コーヒー（コーヒーノキ種）、ココナツ（ココヤシ（Cocos nucifera））、パイナップル（pineapple）（パイナップル（Ananas comosus））、柑橘樹木（ミカン属種）、ココア（カカオ）、茶（チャノキ）、バナナ（バショウ属種）、アボカド（avocado）（アボカド（Persea americana））、イチジク（fig）（イチジク（Ficus casica））、グアバ（guava）（グアバ（Psidium guajava））、マンゴー（mango）（マンゴー（Mangifera indica））、オリーブ（olive）（オリーブ（Olea europaea））、パパイア（papaya）（パパイア（Carica papaya））、カシュー（カシューナッツ（Anacardium occidentale））、マカダミア（macadamia）（マカダミア（Macadamia integrifolia））、アーモンド（almond）（アーモンド（Prunus amygdalus））、テンサイ（ビート）、甘蔗（サトウキビ属種）、オート麦、大麦、野菜、観賞植物、および針葉樹が含まれるが、それらに限定されるわけではない。
【０１４７】
野菜には、トマト（リコペルシコン・エスクレンタム）、レタス（lettuce）（例えば、レタス（Lactuca sativa））、サヤマメ（インゲンマメ（Phaseolus vulgaris））、ライ豆（ライマメ（Phaseolus limensis））、エンドウ豆（レンリソウ属種）、ならびにキュウリ（cucumber）（キュウリ（C. sativus））、カンタループ（C.カンタルペンシス（cantalupensis））、およびマスクメロン（メロン（C. melo））などのキュウリ属のメンバーが含まれる。観賞植物には、ツツジ（azalea）（ツツジ（Rhododendron）種）、アジサイ（hydrangea）（アジサイ（Macrophylla hydrangea））、ハイビスカス（ブッソウゲ（Hibiscus rosasanensis））、薔薇（バラ（Rosa）種）、チューリップ（tulip）（チューリップ（Tulipa）種）、ラッパスイセン（スイセン属（Narcissus）種）、ペチュニア（petunia）（ペチュニア（Petunia hybrida））、カーネーション（carnation）（カーネーション（Dianthus caryophyllus））、ポインセチア（poinsettia）（ポインセチア（Euphorbia pulcherrima））、およびキク属（chrysanthemum）が含まれる。態様の実践において採用され得る針葉樹には、例えば、タエダ松（テーダマツ（Pinus taeda））、スラッシュパイン(スラッシュマツ（Pinus elliotii））、ポンデローサ松（ポンデローサマツ（Pinus ponderosa））、ロッジポールパイン（コントルタマツ（Pinus contorta））、およびラジアータ松（ラジアータパイン（Pinus radiata））などの松；ダグラスファー（ベイマツ（Pseudotsuga menziesii））；ベイツガ（カナダツガ（Tsuga canadensis））；シトカトウヒ（カナダトウヒ（Picea glauca））；アカスギ（セコイア（Sequoia sempervirens））；ヨーロッパモミ（アマビリスモミ（Abies amabilis））およびバルサムモミ（balsam fir）（バルサムモミ（Abies balsamea））などの純種のモミ；ならびにウェスタンレッドシーダー（ベイスギ（Thuja plicata））およびアラスカイエローシーダー（アラスカヒノキ（Chamaecyparis nootkatensis））などのシーダーが含まれる。態様の植物には、コーンおよび大豆植物など、農作物（例えば、コーン、アルファルファ、向日葵、アブラナ属、大豆、綿、紅花、落花生、ソルガム、小麦、雑穀、タバコ等）が含まれる。
【０１４８】
芝草には、アニュアルブルーグラス（スズメノカタビラ（Poa annua））；アニュアルライグラス（ネズミムギ（Lolium multiflorum））；カナダブルーグラス（コイチゴツナギ（Poa compressa））；チューイングフェスク（オオウシノケグサ（Festuca rubra））；コロニアルベントグラス（イトコヌカグサ（Agrostis tenuis））；クリーピングベントグラス（コヌカグサ（Agrostis palustris））；クレステッドウィートグラス（ニセコムギダマシ（Agropyron desertorum））；フェアウェイウィートグラス（アグロピロン・クリスタツム（Agropyron cristatum））；ハードフェスク（フェスツカ・ロンギフォリア（Festuca longifolia））；ケンタッキーブルーグラス（ナガハグサ（Poa pratensis））；オーチャードグラス（カモガヤ（Dactylis glomerate））；ペレニアルライグラス（ホソムギ（Lolium perenne））；レッドフェスク（オオウシノケグサ（Festuca rubra））；レッドトップ（コヌカグサ（Agrostis alba））；ラフブルーグラス（オオスズメノカタビラ（Poa trivialis））；シープフェスク（ウシノケグサ（Festuca ovine））；スムーズブロムグラス（ブロムス・イネルミス（Bromus inermis））；トールフェスク（オニウシノケグサ）；チモシー（オオアワガエリ（Phleum pretense））；ベルベットベントグラス（アグロスティス・カニナ（Agrostis canine））；ウィーピングアルカリグラス（プッシネリア・ディスタンス（Puccinellia distans））；ウェスタンウィートグラス（アグロピロン・スミチイ（Agropyron smithii））；バーミューダグラス（ギョウギシバ属（Cynodon）種）；セントオーガスチングラス（ステノタフルム・セクンダツム（Stenotaphrum secundatum））；ノシバ（シバ属（Zoysia）種）；バヒアグラス（アメリカスズメノヒエ（Paspalum notatum））；カーペットグラス（アクソノプス・アフィニス（Axonopus affinis））；センチピードグラス（ムカデシバ（Eremochloa ophiuroides））；キクユグラス（ペニセツム・クランデスティヌム（Pennisetum clandesinum））；シーショアパスパルム（サワスズメノヒエ（Paspalum vaginatum））；ブルーグラマ（ボウテロウア・グラシリス（Bouteloua gracilis））；バッファローグラス（ヤギュウシバ（Buchloe dactyloids））；サイドオーツグラマ（ボウテロウア・カルチペンデュラ（Bouteloua curtipendula））が含まれるが、それらに限定されるわけではない。
【０１４９】
関心対象の植物には、関心対象の種子を提供する穀物植物、油糧種子植物、およびマメ科（leguminous）植物が含まれる。関心対象の種子には、コーン、小麦、大麦、米、ソルガム、ライ麦、雑穀などの穀物種子が含まれる。油糧種子植物には、綿、大豆、紅花、向日葵、アブラナ属、トウモロコシ（maize）、アルファルファ、ヤシ、ココナツ、亜麻、ヒマシ、オリーブ等が含まれる。マメ科植物には、豆およびエンドウ豆が含まれる。豆には、グアー、イナゴマメ、フェヌグリーク、大豆、インゲン、カウピー、リョクトウ、ライ豆、ソラマメ、レンズ豆、ひよこ豆等が含まれる。
【０１５０】
標的害虫
本発明の製品および方法を用いて、広範な害虫によって引き起こされる損害を低下させ得る。
【０１５１】
そのような害虫の例には、例えば、チョウ目（Lepidoptera）（例えば、コナガ科（Plutellidae）、ヤガ科（Noctuidae）、メイガ科（Pyralidae）、ハマキガ科（Tortricidae）、ハモグリガ科（Lyonetiidae）、シンクイガ科（Carposinidae）、キバガ科（Gelechiidae）、ツトガ科（Crambidae）、ヒトリガ科（Arctiidae）、およびドクガ科（Lymantriidae））、カメムシ目（Hemiptera）（例えば、ヨコバイ科（Cicadellidae）、ウンカ科（Delphacidae）、キジラミ科（Psyllidae）、アブラムシ科（Aphididae）、コナジラミ科（Aleyrodidae）、ハカマカイガラムシ科（Orthezidae）、カスミカメムシ科（Miridae）、グンバイムシ科（Tingidae）、カメムシ科（Pentatomidae）、およびナガカメムシ科（Lygaiedae））、コウチュウ目（Coleoptera）（例えば、コガネムシ科（Scarabaeidae）、コメツキムシ科（Elateridae）、テントウムシ科（Coccinellidae）、カミキリムシ科（Cerambycidae）、ハムシ科（Chrysomelidae）、およびゾウムシ科（Curculionidae））、ハエ目（Diptera）（例えば、イエバエ科（Muscidae）、クロバエ科（Calliphoridae）、ニクバエ科（Sarcophagidae）、ハナバエ科（Anthomyiidae）、ミバエ科（Tephritidae）、ヒメコバエ上科（Opomyzoidea）、およびチスイコバエ上科（Carnoidea））、バッタ目（Orthoptera）（例えば、バッタ科（Acrididae）、イナゴ科（Catantopidae）、およびオンブバッタ科（Pyrgomorphidae））、アザミウマ目（Thysanoptera）（例えば、アザミウマ科（Thripidae）、シマアザミウマ科（Aeolothripidae）、およびメロアザミウマ科（Merothripidae））、ティレンクス目（Tylenchida）（例えば、アフェレンコイデス科（Aphelenchoididae）およびネオティレンクス科（Neotylechidae））、トビムシ目（Collembola）（例えば、シロトビムシ属（Onychiurus）およびツチトビムシ科（Isotomidae））、ダニ目（Acarina）（例えば、ハダニ科（Tetranychidae）、ワクモ科（Dermanyssidae）、コナダニ科（Acaridae）、およびヒゼンダニ科（Sarcoptidae））、マイマイ目（Stylommatophora）（例えば、ナメクジ科（Philomycidae）およびオナジマイマイ科（Bradybaenidae））、カイチュウ目（Ascaridida）（例えば、カイチュウ目およびアニサキス科（Anisakidae））、後睾吸虫目（Opisthorchiida）、ジュウケツキュウチュウ目（Strigeidida）、ゴキブリ目（Blattodea）（例えば、オオゴキブリ科（Blaberidae）、クリプトケルクス科（Cryptocercidae）、およびオオゴキブリ科（Panesthiidae））、およびシミ目（Thysanura）（例えば、シミ科（Lepismatidae）、ムカシシミ科（Lepidotrichidae）、およびメナシシミ科（Nicoletiidae））を含めた節足動物が含まれる。
【０１５２】
チョウ目に属する害虫の例には、ニカメイチュウ・ウォーカー（Chilo suppressalis Walker）、コブノメイガ（Cnaphalocrocis medinalis）、イチモンジセセリ（Parnara guttata）、イネヨトウ（Sesamia inferens）、アワヨトウ（Mythimna separata）、フタオビコヤガ（Naranga aenescens Moore）、ハスモンヨトウ（Spodoptera litura）、シモイチモンジマダラメイガ（Etiella zinckenella）、ヒメイチモジマダラメイガ（Etiella behrii）、ダイズサヤムシガ（Matsumuraeses falcana）、マメシンクイガ（Leguminivora glycinivorella）、プロイロプティア・ナフィス（Pleuroptya naafis）、カブラヤガ（Agrotis segetum）、タマナヤガ（Agrotis ipsilon）、イモキバガ（Helcystogramma triannulellum）、シロモンヤガ（Xestia c-nigrum）、タバコガ（Helicoverpa assulta）、オオタバコガ（Helicoverpa armigera）、ヨトウガ（Mamestra brassicae）、シロイチモジヨトウ（Spodoptera exigua）、コナガ（Plutella xylostella）、モンシロチョウ（Pieris rapae）、オオモンシロチョウ（Pieris brassicae）、ハイマダラノメイガ（Hellulla undalis）、およびタマナギンウワバ（Autographa nigrisigna）が含まれる。
【０１５３】
カメムシ目に属する害虫の例には、トビイロウンカ（Nilaparvata lugens）、ウンカ（Sogatella furcifera）、ヒメトビウンカ（Laodelphax stratella）、ツマグロヨコバイ（Nephotettix cincticeps）、イナズマヨコバイ（Recilia dorsalis）、アカスジカスミカメ（Stenotus rubrovittatus）、アカヒゲホソミドリカスミカメ（Trigonotylus caelestialium）、クモヘリカメムシ（Leptocorisa chinensis）、アオクサカメムシ（Nezara antennata）、ミナミアオカメムシ（Nezara viridula）、イネカメムシ（Lagynotomus elongatus）、クロカメムシ（Scotinophara lurida）、ムラサキシラホシカメムシ（Eysarcoris annamita）、オオトゲシラホシカメムシ（Eysarcoris lewisi）、シラホシカメムシ（Eysarcoris ventralis）、コガネヒョウタンナガカメムシ・スコット（Togo hemipterus Scott）、ホソハリカメムシ（Cletus punctiger）、イチモンジカメムシ（Piezodorus hybneri）、クサギカメムシ（Halyomorpha halys）、ブチヒゲカメムシ（Dolycoris baccarum）、ネギアブラムシ（Neotoxoptera formosana）、ムギクビレアブラムシ（Rhopalosiphum padi）、トウモロコシアブラムシ（Rhopalosiphum maidis）、およびダイズアブラムシ（Aphis glycines）が含まれる。
【０１５４】
コウチュウ目に属する害虫の例には、米のイネミズゾウムシ（Lissorhoptrus oryzophilus）、イネドロオイムシ（Oulema oryzae）、イネゾウムシ（Echinocnemus squameus）、クシコメツキ（Melanotus legatus）、マルクビクシコメツキ（Melanotus fortnumi）、ドウガネブイブイ（Anomala cuprea）、マメコガネ（Popillia japonica）、アカビロウドコガネ（Maladera castanea）、インゲンテントウ（Epilachna varivestis）、パラルペロデス・ニグロビリネアタス（Paraluperodes nigrobilineatus）、オオニジュウヤホシテントウ（Epilachna vigintioctomaculata）、ニジュウヤホシテントウ（Henosepilachna vigintioctopunctata）、ナミテントウ（Harmonia axyridis）、ヒメコガネ（Anomala rufocuprea）、スジコガネ（Anomala testaceipes）、ウリハムシ（Aulacophora indica）、およびキスジノミハムシ（Phyllotreta striolata）が含まれる。
【０１５５】
ハエ目に属する害虫の例には、イネキモグリバエ（Chlorops oryzae）、イネヒメハモグリバエ（Hydrellia griseola）、ムギアカタマバエ（Sitodiplosis mosellana）、タネバエ（Delia platura）、ダイズサヤタマバエ（Asphondylia yushimai）、ダイズクキモグリバエ（Melanagromyza sojae）、マメハモグリバエ（Liriomyza trifolii）、トマトハモグリバエ（Liriomyza sativae）、アシグロハモグリバエ（Liriomyza huidobrensis）、およびナスハモグリバエ（Liriomyza bryoniae）が含まれる。
【０１５６】
バッタ目に属する害虫の例には、コバネイナゴ（Oxya yezoensis）およびハネナガイナゴ（Oxya japonica）が含まれる。アザミウマ目に属する害虫の例には、イネアザミウマ（Stenchaetothrips biformis）およびミナミキイロアザミウマ（Thrips palmi）が含まれる。ティレンクス目に属する害虫の例には、ネコブセンチュウ属（Meloidogyne）、線形動物（Nematoda）、およびヘテロデラ属（Heterodera）が含まれる。トビムシ目に属する害虫の例には、ヤギシロトビムシ（Onchiurus psuedamatus yagii）およびマツモトシロトビムシ（Onychiurus matsumotoi）が含まれる。ダニ目に属する害虫の例には、ムギダニ（Penthaleus major）、ハダニ（Tetranychus urticae）、カンザワハダニ（Tetranychus kanzawai）、ケナガコナダニ（Tyrophagus putrescentiae）、およびホコリダニ（Tarsonemus bilobatus）が含まれる。マイマイ目に属する害虫の例には、ヘリックス（Helix）およびナメクジ科が含まれる。カイチュウ目に属する害虫の例には、ヒトカイチュウ（Ascaris lumbricoide）が含まれる。後睾吸虫目に属する害虫の例には、横川吸虫（Metagonimus yokogawai）が含まれる。ジュウケツキュウチュウ目に属する害虫の例には、日本住血吸虫（Schistosoma japonicum）が含まれる。ゴキブリ目に属する害虫の例には、チャバネゴキブリ（Blattella germanica）、クロゴキブリ（Periplaneta fuliginosa）、ワモンゴキブリ（Periplaneta americana）、およびトルキスタンゴキブリ（Blatta lateralis）が含まれる。シミ目に属する害虫の例には、ヤマトシミ属（Ctenolepisma）およびセイヨウシミ属（Lepisma）が含まれる。
【０１５７】
1つの態様において、本発明は、線虫を防除するために基づいた方法および製品を提供する。線虫は、線形動物（Nemathelminthes）門の回虫または蟯虫（threadworm）という蠕虫の1つのクラスである。線虫は、線虫類（eelworm）としても知られる。該クラスにおける例は、ヘテロデラ属の嚢胞形成線虫、トリコドラス（Trichodorus）属のずんぐりした根線虫、クキセンチュウ（Ditylenchus）属の球根および茎線虫、ジャガイモシストセンチュウ、ヘテロデラ・ロストキエンシス（Heterodera rostochiensis）、ネコブセンチュウ属の根瘤線虫、ネグサレセンチュウ（Pratylenchus）属の根病変線虫、チレンチュラス（Tylenchulus）属の柑橘類線虫、ベロノライムス（Belonalaimus）属の刺毛線虫（sting nematode）、ならびにナコブス（Naccobus）およびラドフォラス（Radopholus）属などの植物寄生線虫である。例示的な態様において、方法および製品は、根瘤線虫およびシスト線虫などの線虫によって引き起こされる根のこぶの形成を防止する。
【０１５８】
標的植物病害
本発明によって防除され得る植物病害の例には、以下のものが含まれる。
【０１５９】
小麦の病害：赤かび病（フザリウム・グラミネアルム（Fusarium graminearum）、F.アベナセウム（avenacerum）、F.クルモルム（culmorum）、ミクロドキウム・ニバレ（Microdochium nivale））、雪腐小粒菌核病（ガマノホタケ属（Typhula）種、ミクロネクトリエラ・ニバリス（Micronectriella nivalis））、裸黒穂病（ウスチラゴ・トリティキ（Ustilago tritici）、U.ヌダ（nuda））、なまぐさ黒穂病（ティレティア・カリエス（Tilletia caries））、葉枯病（マイコスファエレラ・グラミニコラ（Mycosphaerella graminicola））、およびふ枯病（レプトスファエリア・ノドルム（Leptosphaeria nodorum））；
コーンの病害：黒穂病（ウスチラゴ・マイディス）および斑点病（コクリオボラス・ヘテロストロファス（Cochliobolus heterostrophus））；
柑橘類の病害：軸腐病（ディアポルテ・シトリ（Diaporthe citri））、そうか病（エルシノエ・ファウセッティ（Elsinoe fawcetti））、および青緑かび病（ペニシリウム・ジギタツム（Penicillium digitatum）、P.イタリカム（italicum））；
リンゴの病害：花腐病（モニリニア・マリ（Monilinia mali））、うどんこ病（ポドスファエラ・レウコトリカ（Podosphaera leucotricha））、斑点落葉病（アルテルナリア・アルテルナータ（Alternaria alternata）リンゴ病原型）、黒星病（ベンチュリア・イナクアリス（Venturia inaequalis））、苦腐病（コレトトリカム・アクタツム（Colletotrichum acutatum））、および根頸疫病（フィトフトラ・カクトラム（Phytophtora cactorum））；
ナシの病害：黒星病（ベンチュリア・ナシコーラ（Venturia nashicola）、V.ピリナ（pirina））、黒斑病（black spot）（アルテルナリア・アルテルナータ日本ナシ病原型））、赤星病（rust）（ギムノスポランギウム・ハラエアヌム（Gymnosporangium haraeanum））、および苗立枯病（フィトフトラ・カクトラム）；
モモの病害：灰星病（モニリニア・フルクチコラ（Monilinia fructicola））、黒星病（クラドスポリウム・カルポフィルム（Cladosporium carpophilum））、およびホモプシス腐敗病（ホモプシス属（Phomopsis）種）；
ブドウの病害：炭疽病（エルシノエ・アンペリナ（Elsinoe ampelina））、晩腐病（グロメレラ・シングラータ（Glomerella cingulata））、黒腐病（グイグナルディア・ビドウェリ（Guignardia bidwellii））、べと病（プラスモパラ・ビチコラ（Plasmopara viticola））、および灰色かび病（ボトリティス・シネレラ（Botrytis cinerea））；
カキの病害：炭疽病（グロエオスポリウム・カキ（Gloeosporium kaki））および落葉病（leaf spot）（セルコスポラ・カキ（Cercospora kaki）、マイコスファエレラ・ナワエ（Mycosphaerella nawae））；
ウリ類の病害：炭疽病（コレトトリカム・ラゼナリウム（Colletotrichum lagenarium））、標的斑点病（コリネスポラ・キャシイコーラ（Corynespora cassiicola））、つる枯病（マイコスファエレラ・メロニス（Mycosphaerella melonis））、つる割病（フザリウム・オキシスポラム（Fusarium oxysporum））、べと病（シュードペロノスポラ・キュベンシス（Pseudoperonospora cubensis））、および疫病（Phytophthora rot）（フィトフトラ（Phytophthora）種）；
トマトの病害：輪紋病（アルテルナリア・ソラニ（Alternaria solani））、葉かび病（クラドスポリウム・フルブム（Cladosporium fulvum））、および疫病（late blight）（フィトフトラ・インフェスタンス（Phytophtora infestans））；
アブラナ科野菜の病害：黒斑病（Alternaria leaf spot）（アルテルナリア・ジャポニカ（Alternaria japonica））、白斑病（サーコスポラ・ブラシカエ（Cercosporella brassicae））、およびべと病（ペロノスポラ・パラシチカ（Peronospora parasitica））；
菜種の病害：菌核病（sclerotinia rot）（スクレロチニア・スクレロチオルム（Sclerotinia sclerotiorum））および黒斑病（gray leaf spot）（アルテルナリア・ブラッシカエ（Alternaria brassicae））；
大豆の病害：紫斑病（セルコスポラ・キクチイ（Cercospora kikuchii））、黒とう病（エルシノエ・グリシネス（Elsinoe glycines））、黒点病（ディアポルテ・パセオロルム変種ソヤエ（Diaporthe phaseolorum var. sojae））、さび病（ファコプソラ・パキリジ（Phakopsora pachyrhizi））、および落葉病（brown stem rot）（フィトフトラ・ソヤエ）；
小豆の病害：灰色かび病（ボトリティス・シネレラ）および菌核病（スクレロチニア・スクレロチオルム）；
インゲン豆の病害：灰色かび病（ボトリティス・シネレラ）、菌核病（sclerotinia seed rot）（スクレロチニア・スクレロチオルム）、インゲン豆炭疽病（コレトトリカム・リンデムチアナム（Colletotrichum lindemthianum））；
落花生の病害：黒渋病（セルコスポラ・ペルソナタ（Cercospora personata））、褐斑病（brown leaf spot）（セルコスポラ・アラキディコラ（Cercospora arachidicola））、および白絹病（スクレロチウム・ロルフシイ（Sclerotium rolfsii））；
じゃがいもの病害：夏疫病（アルテルナリア・ソラニ）および疫病（フィトフトラ・インフェスタンス）；
綿の病害：立枯病（フザリウム・オキシスポラム）；
タバコの病害：赤星病（brown spot）（アルテルナリア・ロンギペス（Alternaria longipes））、炭疽病（コレトトリカム・タバカム（Colletotrichum tabacum））、べと病（ペロノスポラ・タバシナ（Peronospora tabacina））、および疫病（black shank）（フィトフトラ・ニコチアナエ（Phytophtora nicotianae））；
テンサイ（sugar beat）の病害：褐斑病（Cercospora leaf spot）（セルコスポラ・ベチコラ（Cercospora beticola））、葉腐病（タナテフォラス・ククメリス（Thanatephorus cucumeris））、根腐病（タナテフォラス・ククメリス）、および黒根病（アファニデルマツム・コクリオイデス（Aphanidermatum cochlioides））；
薔薇の病害：黒斑病（ディプロカルポン・ローザエ（Diplocarpon rosae））およびうどんこ病（スファエロテカ・パンノーサ（Sphaerotheca pannosa））；
キク属およびキク科（asteraceous）植物の病害：べと病（ブレミア・ラクツカエ（Bremia lactucae））および褐斑病（leaf blight）（セプトリア・クリサンテミ−インディシ（Septoria chrysanthemi-indici））；
様々な植物の病害：ピシウム（Pythium）種（ピシウム・アファニデルマツム（Pythium aphanidermatum）、ピシウム・デバリアナム（Pythium debarianum）、ピシウム・グラミニコラ、ピシウム・イレグラレ（Pythium irregulare）、ピシウム・ウルチマム（Pythium ultimum））によって引き起こされる病害、灰色かび病（ボトリティス・シネレラ）、菌核病（スクレロチニア・スクレロチオルム）、およびリゾクトニア属（Rhizoctonia）種によって引き起こされる立枯病（リゾクトニア・ソラニ）；
大根（Japanise radish）の病害：黒斑病（アルテルナリア・ブラッシコーラ（Alternaria brassicicola））；
芝草の病害：ダラースポット病（スクレロチニア・ホメオカルパ（Sclerotinia homeocarpa））、ブラウンパッチ、およびラージパッチ（リゾクトニア・ソラニ）；
バナナの病害：斑葉病（マイコスファエレラ・フィジエンシス（Mycosphaerella fijiensis）、マイコスファエレラ・ムシコラ（Mycosphaerella musicola）、シュードセルコスポラ・ムサエ（Pseudocercospora musae））；ならびに
種子病害、ならびにアスペルギルス属、ペニシリウム属、フザリウム属、トリコデルマ属、チエラビオプシス（Thielaviopsis）属、リゾプス属、ケカビ（Mucor）属、フォーマ（Phoma）属、およびディプロディア（Diplodia）属の細菌によって引き起こされる様々な植物の成長の早期段階における病害。
【０１６０】
病害は、根媒介性であり得、葉性であり得、植物の維管束系に存在し得、または昆虫によって伝播され得、植物のすべての細菌性、ウイルス性、および真菌性病原菌を含む。
【０１６１】
本発明の植物病害防除組成物は、耕作地、水田、芝地、および果樹園などの農耕地、または非農耕地に適用され得る。本発明の植物病害防除組成物は、「植物」が成長する農耕地における、森林における植物病害を防除し得る。
【０１６２】
標的雑草
本発明の方法および組成物によって防除され得る雑草として、以下の例が与えられる。
【０１６３】
イラクサ科（Urticaceae）の雑草：ヒメイラクサ（Urtica ureas）；タデ科（Polygonaceae）の雑草：ソバカズラ（Polygonum convolvulus）、サナエタデ（Polygonum lapathifolium）、アメリカサナエタデ（Polygonum pensylvanicum）、ハルタデ（Polygonum persicaria）、イヌタデ（Polygonum longisetum）、ミチヤナギ（Polygonum aviculare）、ハイミチヤナギ（Polygonum arenastrum）、イタドリ（Polygonum cuspidatum）、ギシギシ（Rumex japonicas）、ナガバギシギシ（Rumex crispus）、エゾノギシギシ（Rumex obtusifolius）、およびスイバ（Rumex acetosa）；スベリヒユ科（Portulacaceae）の雑草：スベリヒユ（Portulaca oleracea）；ナデシコ科（Caryophyllaceae）の雑草：コハコベ（Stellaria media）、オオミミナグサ（Cerastium holosteoides）、オランダミミナグサ（Cerastium glomeratum）、オオツメクサ（Spergula arvensis）、およびマンテマ（Silene gallica）；ザクロソウ科（Molluginaceae）の雑草：クルマバザクロソウ（Mollugo verticillata）；アカザ科（Chenopodiaceae）の雑草：シロザ（Chenopodium album）、アリタソウ（Chenopodium ambrosioides）、ホウキギ（Kochia scoparia）、ノハラヒジキ（Salsola kali）、およびハマアカザ属（Atriplex）種；ヒユ科（Amaranthaceae）の雑草：アオゲイトウ（Amaranthus retroflexus）、ホナガイヌビユ（Amaranthus viridis）、イヌビユ（Amaranthus lividus）、ハリビユ（Amaranthus spinosus）、ホナガアオゲイトウ（Amaranthus hybridus）、オオホナガアオゲイトウ（Amaranthus palmeri）、タリノホアオゲイトウ（Amaranthus rudis）、ホソアオゲイトウ（Amaranthus patulus）、ヒユモドキ（Amaranthus tuberculatos）、イヌヒメシロビユ（Amaranthus blitoides）、ハイビユ（Amaranthus deflexus）、アマランサス・クイテンシス（Amaranthus quitensis）、ナガエツルノゲイトウ（Alternanthera philoxeroides）、ツルノゲイトウ（Altenanthera sessilis）、およびアルテルナンテラ・テネラ（Alternanthera tenella）；ケシ科（Papaveraceae）の雑草：ヒナゲシ（Papaver rhoeas）およびアザミゲシ（Argemone mexicana）；アブラナ科（Brassicaceae）の雑草：セイヨウノダイコン（Raphanus raphanistrum）、ダイコン、ノハラガラシ（Sinapis arvensis）、ナズナ（Capsella bursa-pastoris）、カラシナ（Brassica juncea）、ブラシカ・カンペストリス（Brassica campestris）、ヒメクジラグサ（Descurainia pinnata）、スカシタゴボウ（Rorippa islandica）、キレハイヌガラシ（Rorippa sylvestris）、グンバイナズナ（Thlaspi arvense）、ミアグルム・ルゴサム（Myagrum rugosum）、マメグンバイナズナ（Lepidium virginicum）、およびカラクサナズナ（Coronopus didymus）；フウチョウボク科（Capparaceae）の雑草：クレオメ・アフィニス（Cleome affinis）；マメ科（Fabaceae）の雑草：クサネム（Aeschynomene indica）、エスキノメネ・ルディス（Aeschynomene rudis）、アメリカツノクサネム（Sesbania exaltata）、エビスグサ（Cassia obtusifolia）、ハブソウ（Cassia occidentalis）、ムラサキヌスビトハギ（Desmodiumtortuosum）、ノハラハギ（Desmodiumadscendens）、シロツメクサ（Trifolium repens）、クズ（Pueraria lobata）、カラスノエンドウ（Vicia angustifolia）、タヌキコマツナギ（Indigofera hirsute）、インディゴフェラ・トルキシレンシス（Indigofera truxillensis）、およびササゲ（Vigna sinensis）；カタバミ科（Oxalidaceae）の雑草：カタバミ（Oxalis corniculata）、オッタチカタバミ（Oxalis strica）、およびオキザリス・オキシプテラ（Oxalis oxyptera）；フウロソウ科（Geraniaceae）の雑草：アメリカフウロ（Geranium carolinense）およびオランダウウ��（Erodium cicutarium）；トウダイグサ科（Euphorbiaceae）の雑草：トウダイグサ（Euphorbia helioscopia）、オオニシキソウ（Euphorbia maculate）、ユーフォルビア・フミストラタ（Euphorbia humistrata）、ハギクソウ（Euphorbia esula）、ショウジョウソウモドキ（Euphorbia heterophylla）、ユーフォルビア・ブラシリエンシス（Euphorbia brasiliensis）、エノキグサ（Acalypha australis）、クロトン・グランデュロサス（Croton glandulosus）、クロトン・ロバトゥス（Croton lobatus）、ナガエコミカンソウ（Phyllanthus corcovadensis）、およびトウゴマ；アオイ科（Malvaceae）の雑草：イチビ（Abutilon theophrasti）、キンゴジカ（Sida rhombiforia）、マルバキンゴジカ（Sidacordifolia）、アメリカキンゴジカ（Sidaspinosa）、シダ・グラジオビ（Sidaglaziovii）、シダ・サンタレムネンシス（Sida santaremnensis）、ギンセンカ（Hibiscus trionum）、アノダ・クリスタータ（Anoda cristata）、およびエノキアオイ（Malvastrum coromandelianum）；アオギリ科（Sterculiaceae）の雑草：コバンバノキ（Waltheria indica）；スミレ科（Violaceae）の雑草：マキバスミレ（Viola arvensis）およびサンシキスミレ（Viola tricolor）；ウリ科（Cucurbitaceae）の雑草：アレチウリ（Sicyos angulatus）、エキノキスティス・ロバータ（Echinocystis lobata）、およびツルレイシ（Momordica charantia）；ミソハギ科（Lythraceae）の雑草：エゾミソハギ（Lythrum salicaria）；セリ科（Apiaceae）の雑草：チドメグサ（Hydrocotyle sibthorpioides）；ムクロジ科（Sapindaceae）の雑草：フウセンカズラ（Cardiospermum halicacabum）；サクラソウ科（Primulaceae）の雑草：アカバナルリハコベ（Anagallis arvensis）；ガガイモ科（Asclepiadaceae）の雑草：オオトウワタ（Asclepias syriaca）およびアンペラムス・アルビドゥス（Ampelamus albidus）；アカネ科（Rubiaceae）の雑草：シラホシムグラ（Galium aparine）、ヤエムグラ（Galium spurium var. echinospermon）、ヒロハフタバムグラ（Spermacoce latifolia）、ブラジルハシカグサモドキ（Richardia brasiliensis）、およびボレリア・アラタ（Borreria alata）；ヒルガオ科（Convolvulaceae）の雑草：アサガオ（Ipomoea nil）、アメリカアサガオ（Ipomoea hederacea）、マルバアサガオ（Ipomoea purpurea）、マルバアメリカアサガオ（Ipomoea hederacea var. integriuscula）、マメアサガオ（Ipomoea lacunose）、ホシアサガオ（Ipomoea triloba）、ノアサガオ（Ipomoea acuminate）、ツタノハルコウ（Ipomoea hederifolia）、マルバルコウ（Ipomoea coccinea）、ルコウソウ（Ipomoea quamoclit）、イポモエア・グランディフォリア（Ipomoea grandifolia）、イポモエア・アリストロチアフォリア（Ipomoea aristolochiafolia）、モミジヒルガオ（Ipomoea cairica）、セイヨウヒルガオ（Convolvulus arvensis）、コヒルガオ（Calystegia hederacea）、ヒルガオ（Calystegia japonica）、ツタノハヒルガオ（Merremia hedeacea）、メレミア・エジプティア（Merremia aegyptia）、メレミア・シソイズ（Merremia cissoids）、およびオキサアサガオ（Jacquemontia tamnifolia）；ムラサキ科（Boraginaceae）の雑草：ノハラムラサキ（Myosotis arvensis）；
シソ科（Lamiaceae）の雑草：ヒメオドリコソウ（Lamium purpureum）、ホトケノザ（Lamium amplexicaule）、レオノティス・ネペタエフォリア（Leonotis nepetaefolia）、ニオイニガクサ（Hyptis suaveolens）、ヒプティス・ロファンタ（Hyptis lophanta）、ホソバメハジキ（Leonurus sibiricus）、およびヤブチョロギ（Stachys arvensis）；ナス科（Solanaceae）の雑草：シロバナヨウシュチョウセンアサガオ（Datura stramonium）、イヌホオズキ（Solanum nigrum）、テリミノイヌホオズキ（Solanum americanum）、アメリカイヌホオズキ（Solanum ptycanthum）、ケイヌホオズキ（Solanum sarrachoides）、トマトダマシ（Solanum rostratum）、キンギンナスビ（Solanum aculeatissimum）、ハリナスビ（Solanum sisymbriifolium）、ワルナスビ（Solanum carolinense）、ヒロハフウリンホオズキ（Physalis angulata）、フィサリス・サブグラブラタ（Physalis subglabrata）、およびオオセンナリ（Nicandra physaloides）；ゴマノハグサ科（Scrophulariaceae）の雑草：フラサバソウ（Veronica hederaefolia）、オオイヌノフグリ（Veronica persica）、およびタチイヌノフグリ（Veronica arvensis）；オオバコ科（Plantaginaceae）の雑草：オオバコ（Plantago asiatica）；キク科（Asteraceae）の雑草：キサンチウム・ペンシルバニカム（Xanthium pensylvanicum）、オオオナモミ（Xanthium occidentale）、ヒマワリ、カミツレ（Matricaria chamomilla）、イヌカミツレ（Matricaria perforate）、アラゲシュンギク（Chrysanthemum segetum）、コシカギク（Matricaria matricarioides）、ヨモギ（Artemisia princeps）、オウシュウヨモギ（Artemisia vulgaris）、アルテミシア・ベルロトラム（Artemisia verlotorum）、セイタカアワダチソウ（Solidago altissima）、セイヨウタンポポ（Taraxacum officinale）、ハキダメギク（Galinsoga ciliate）、コゴメギク（Galinsoga parviflora）、ノボロギク（Senecio vulgaris）、セネシオ・ブラシリエンシス（Senecio brasiliensis）、セネシオ・グリセバチイ（Senecio grisebachii）、アレチノギク（Conyza bonariensis）、ヒメムカシヨモギ（Conyza Canadensis）、ブタクサ（Ambrosia artemisiaefolia）、オオブタクサ（Ambrosia trifida）、コセンダングサ（Bidens pilosa）、アメリカセンダングサ（Bidens frondosa）、オワリセンダングサ（Bidens subalternans）、セイヨウトゲアザミ（Cirsium arvense）、アメリカオニアザミ（Cirsium vulgare）、マリアアザミ（Silybum marianum）、ジャコウアザミ（Carduus nutans）、トゲチシャ（Lactuca serriola）、ノゲシ（Sonchus oleraceus）、オニノゲシ（Sonchus asper）、ウェデリア・グラウカ（Wedelia glauca）、メランポジウム・パーフォリアタム（Melampodium perfoliatum）、ウスベニニガナ（Emilia sonchifolia）、シオザキソウ（Tagetes minuta）、ブレインビレア・ラティフォリア（Blainvillea latifolia）、コトブキギク（Tridax procumbens）、キルキーニャ（Porophyllum ruderale）、アカントスペルマム・オーストラレ（Acanthospermum australe）、アメリカトゲミギク（Acanthospermum hispidum）、フウセンカズラ、カッコウアザミ（Ageratum conyzoides）、ツキヌキヒヨドリ（Eupatorium perfoliatum）、アメリカタカサブロウ（Eclipta alba）、ダンドボロギク（Erechtites hieracifolia）、ウラジロチチコグサ（Gamochaeta spicata）、ウラジロチチコグサ（Gnaphalium spicatum）、ヤエゲリア・ヒルタ（Jaegeria hirta）、アメリカブクリョウサイ（Parthenium hysterophorus）、ツクシメナモミ（Siegesbeckia orientalis）、およびメリケントキンソウ（Soliva sessilis）；ユリ科（Liliaceae）の雑草：アリウム・カナデンセ（Allium canadense）およびアリウム・ヴィネアレ（Allium vineale）；ツユクサ科（Commelinaceae）の雑草：ツユクサ（Commelina communis）、マルバツユクサ（Commelina bengharensis）、およびシュッコンツユクサ（Commelina erecta）；イネ科（Poaceae）の雑草：イヌビエ（Echinochloa crus-galli）、エノコログサ（Setaria viridis）、アキノエノコログサ（Setaria faberi）、キンエノコロ（Setaria glauca）、アメリカエノコログサ（Setaria geniculata）、メヒシバ（Digitaria ciliaris）、オニメヒシバ（Digitaria sanguinalis）、ムレメヒシバ（Digitaria horizontalis）、ススキメヒシバ（Digitaria insularis）、オヒシバ（Eleusine indica）、スズメノカタビラ、スズメノテッポウ（Alospecurus aequalis）、ノスズメノテッポウ（Alopecurus myosuroides）、カラスムギ、セイバンモロコシ（Sorghum halepense）、ソルガム・ブルガレ、シバムギ（Agropyron repens）、ネズミムギ、ホソムギ（Lolium perenne）、ボウムギ（Lolium rigidum）、カラスノチャヒキ（Bromus secalinus）、ウマノチャヒキ（Bromus tectorum）、ホソノゲムギ（Hordeum jubatum）、ヤギムギ（Aegilops cylindrica）、クサヨシ、ヒメカナリークサヨシ（Phalaris minor）、セイヨウヌカボ（Apera spica-venti）、オオクサキビ（Panicum dichotomiflorum）、テキサスキビ（Panicum texanum）、ギニアグラス（Panicum maximum）、メリケンニクキビ（Brachiaria platyphylla）、ルジグラス（Brachiaria ruziziensis）、ブラキアリア・プランタギネア（Brachiaria plantaginea）、ブラキアリア・デクムベンス（Brachiaria decumbens）、ブラキアリア・ブリザンタ（Brachiaria brizantha）、ブラキアリア・フミディコラ（Brachiaria humidicola）、シンクリノイガ（Cenchrus echinatus）、ヒメクリノイガ（Cenchrus pauciflorus）、ナルコビエ（Eriochloa villosa）、ホソバチカラシバ（Pennisetum setosum）、アフリカヒゲシバ（Chloris gayana）、オオニワホコリ（Eragrostis pilosa）、リンチェリトラム・レペンス（Rhynchelitrum repens）、タツノツメガヤ（Dactyloctenium aegyptium）、イスカエマム・ルゴサム（Ischaemum rugosum）、イネ、アメリカスズメノヒエ、パスパルム・マリチマム（Paspalum maritimum）、ペニセンツム・クランデスティヌム（Pennisetum clandestinum）、ペニセンツム・セトサム（Pennisetum setosum）、およびツノアイアシ（Rottboellia cochinchinensis）；カヤツリグサ科（Cyperaceae）の雑草：カヤツリグサ（Cyperus microiria）、コゴメガヤツリ（Cyperus iria）、キンガヤツリ（Cyperus odoratus）、ハマスゲ（Cyperus rotundus）、ショクヨウガヤツリ（Cyperus esculentus）、およびヒメクグ（Kyllinga gracillima）；ならびにトクサ科（Equisetaceae）の雑草：スギナ（Equisetum arvense）およびイヌスギナ（Equisetum palustre）；等。
【実施例】
【０１６４】
本明細書において記載される実施例および態様は、単に例証目的のためのものであること、およびそれに照らした様々な改変または変化は、当業者に示唆され、本出願の精神および権限の内に含まれる対象となることが理解されるべきである。
【０１６５】
実施例1：110Lの分配可能なリアクターにおけるソホロ脂質（SLP）産生のためのスターメレラ・ボンビコーラの発酵
水濾過、温度制御ユニット、および搭載された送風機を備えたPLCによって運転される、可搬式のエアリフト型の完全に密閉されたリアクターを用いる。リアクターは、SLP産生のためにS.ボンビコーラを増殖させる場合、90Lの作業容量を有する。
【０１６６】
好ましい態様において、SLP産生のための栄養素は、グルコース、尿素、酵母エキス、キャノーラ油、硫酸マグネシウム、およびリン酸カリウムである。
【０１６７】
リアクターに、フラスコ内で増殖させた8リットルの液体培養物を接種する。SLP産生のための培養サイクルの継続期間は、25℃およびpH3.5で7〜8日間であり、サンプリングは1日2回実施される。
【０１６８】
SLPの最終濃度は作業容量のほぼ10％であり、この場合約9Lの産物であり、1リットルあたり300〜400グラムのSLPを含有する。
【０１６９】
実施例2：450Lの分配可能なリアクターにおけるソホロ脂質産生のためのウィッカーハモマイセスおよび/またはピキア酵母の発酵
水濾過、温度制御ユニット、および十分な通気のための送風機を備えたPLCによって運転される、可動エアリフトリアクターを用いる。過程は、バッチ培養過程として行われ得る。リアクターは、SLP産生のためにウィッカーハモマイセスまたはピキアを増殖させる場合、400Lの作業容量を有する。
【０１７０】
好ましい態様において、SLP産生のための栄養素は、グルコース、尿素、酵母エキス、キャノーラ油、硫酸マグネシウム、およびリン酸カリウムである。
【０１７１】
このリアクターの接種は、作業容量の最高5％の液体種培養物を要する。培養サイクルの継続期間は、25℃の温度およびpH3.5で7日間であり、サンプリングは1日2回実施される。
【０１７２】
SLPの最終濃度は作業容量のほぼ20〜25％であり、この場合90Lを上回る産物が形成される。
【０１７３】
実施例3：900Lの分配可能なリアクターにおける細胞および単一細胞タンパク質産生のためのウィッカーハモマイセスおよび/またはピキア酵母の発酵
2つのタンクを同時に混合するのを助ける中心エアリフトによって作動される、2つのタンクに分割された可搬式リアクターを用いる。リアクターは、細胞産生のためにウィッカーハモマイセスおよび/またはピキアを増殖させる場合、600Lの作業容量を有する。
【０１７４】
好ましい態様において、細胞産生のための栄養素は、グルコースまたはベーキング糖類（baking sugar）、尿素、酵母エキス、硫酸マグネシウム、およびリン酸カリウムである。
【０１７５】
リアクターに、2％の種培養物を接種する。pHの安定化なしおよび26〜32℃の温度で、発酵を48〜72時間続ける。
【０１７６】
細胞の最終濃度は、1リットルあたり100gの湿重量となる。湿潤バイオマス濃度は、最高45キロのタンパク質濃度を有し、1サイクルあたり90キロに達し得る。
【０１７７】
実施例4：2000Lの分配可能なリアクターにおける細胞および単一細胞タンパク質産生のためのウィッカーハモマイセスおよび/またはピキア酵母の発酵
タンク間での質量交換のための2本のループを伴う2つの四角いタンクに分割された可搬式リアクターを用いる。リアクターは、細胞産生のためにウィッカーハモマイセスおよび/またはピキアを増殖させる場合、2000Lの作業容量を有する。
【０１７８】
好ましい態様において、細胞産生のための栄養素は、グルコースまたはベーキング糖類、尿素、酵母エキス、硫酸マグネシウム、およびリン酸カリウムである。
【０１７９】
リアクターに、2％の種培養物を接種する。pHの安定化なしおよび26〜32℃の温度で、発酵を48〜72時間続ける。
【０１８０】
細胞の最終濃度は、1リットルあたり100gの湿重量となる。湿潤バイオマス濃度は、最高100キロのタンパク質濃度を有し、1サイクルあたり最高200キロに達し得る。
【０１８１】
実施例5：900Lの分配可能なリアクターにおけるアシネトバクター・ベネチアヌス（Acinetobacter venetianus）およびバチルス・サブティリスの組み合わせ培養物の相乗的発酵
2つのタンクを同時に混合するのを助ける中心エアリフトによって作動される、2つのタンクに分割された可搬式リアクターを用いる。リアクターは、生物界面活性剤産生のためにアシネトバクター/バチルス・サブティリスを増殖させる場合、600Lの作業容量を有する。
【０１８２】
好ましい態様において、生物界面活性剤産生のための栄養素は、グルコース、粉末糖蜜、スクロース、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、塩化カリウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム、尿素、塩化アンモニウム、および酵母エキスである。
【０１８３】
pH6.8〜7.0を有する600Lの栄養培地を含有するリアクターに、アシネトバクターおよびバチルス・サブティリスの両方を含有する60リットルの種培養物を接種する。pHの安定化なしおよび28〜30℃の温度で、発酵を24時間続ける。
【０１８４】
細胞の最終濃度は、両微小生物のおよそ等しい分配を有して、最高10億個細胞の組み合わせ培養物となる。
【０１８５】
実施例6：可搬式の14Lの分配可能なリアクターにおけるソホロ脂質産生のためのスターメレラ・ボンビコーラの発酵
このリアクターは、空気スパージャー（spurge）およびインペラーを備えた加圧滅菌可能な被覆ガラス容器である。それは、溶存酸素、pH、温度、および気泡プローブが配備されており；それは、カラータッチスクリーンインターフェース、内蔵式ポンプ、ガスフロー制御装置、およびpH/DO気泡/レベル制御装置を備えた統合制御ステーションを有する。
【０１８６】
リアクターの作業容量は10リットルである。
【０１８７】
栄養培地は、グルコース、酵母エキス、尿素、および植物油を含有する。接種材料は、総培養物容量の約5〜10％での、スターメレラ・ボンビコーラの1〜2日間経過後の培養物であり得る。培養継続期間および既成産物回収は、5〜14日間続く。最終のソホロ脂質産生量は、1サイクルあたり1〜2キログラムに達し得る。
【０１８８】
実施例7：可搬式の14Lの分配可能なリアクターにおけるマンノシルエリスリトール脂質（MEL）産生のためのシュードザイマ・アフィディス（Pseudozyma aphidis）の発酵
これは、空気スパージャーおよびRushtonインペラーを備えた加圧蒸気滅菌可能な被覆ガラス容器である。それは、DO、pH、温度、および気泡プローブが配備されている。それは、カラータッチスクリーンインターフェース、内蔵式ポンプ、ガスフロー制御装置、およびpH/DO気泡/レベル制御装置を備えた統合制御ステーションを有する。リアクターの作業容量は10リットルである。
【０１８９】
栄養培地組成：硝酸ナトリウム、リン酸カリウム、硫酸マグネシウム、酵母エキス、および植物油。接種材料は、総培養物容量の約5〜10％での、シュードザイマ・アフィディスの1〜2日間経過後の培養物であり得る。培養継続期間およびサンプル回収：9〜15日間。最終MEL産生量:800〜1000グラム。
【０１９０】
実施例8：分配可能なハイブリッドシステムにおけるバチルス・サブティリスの培養
これは、液状発酵と固体状発酵の間のハイブリッドシステムである。このシステムでは、栄養培地で飽和した多数の個々の親水性粒子が、疎水性粒子のマトリックス中に浮遊している。親水性粒子は、例えばヒュームドシリカ、パーライト、バーミキュライト、または珪藻土であり得る。疎水性粒子は、例えばポリマーで被覆された砂（疎水性の砂）、パーライト、バーミキュライトであり得る。
【０１９１】
疎水性粒子中への親水性粒子の埋め込みは、無菌のミクロ培養環境を創り出す。また、疎水性マトリックスは、培養物のための効率的なガス交換を可能にする。作業容量：500ml〜1メトリックトン。
【０１９２】
栄養培地組成：栄養培養液、M9培地、トリプチックソイブロス。接種材料のタイプおよびその量：接種材料は、12時間〜16時間経過後の総培養物容量の約1〜5％であり得る。培養継続期間：1〜3日間。最終CFU：1グラムあたり1〜2十億個細胞/胞子。
【０１９３】
実施例9：分配可能なハイブリッドシステムにおけるトリコデルマ・ハルジアナム（Trichoderma harzianum）の培養
実施例8に記載したとおり、同様の方法を、疎水性の砂および珪藻土を利用して、ミコリザの培養のために開発した。このシステムは、重量で、6部の疎水性の砂の中に均質にされた、栄養培地で飽和した1部の珪藻土を有する。次いで、粉末の接種材料を添加した。この混合物を、最適な真菌増殖条件下でインキュベートさせた。サンプルを毎日計数した。
【０１９４】
作業容量：100ml〜1メトリックトン。栄養培地組成：ポテトデキストロースブロスおよび大豆ペプトン。接種材料のタイプおよびその量：乾燥した胞子または菌糸散布体。培養継続時間：7〜10日間。最終質量産生量：最高109個散布体/グラム。
【０１９５】
実施例10：ソホロ脂質土壌改良剤の調製
本発明のために、水中に100g/Lグルコース、10g/L酵母エキス、1g/L尿素、および100ml/Lキャノーラ油を含有する発酵培地中でのS.ボンビコーラの発酵によって、ソホロ脂質の天然混合物を合成した。発酵の5〜7日後、およそ500g/Lのソホロ脂質が、発酵容器の底に褐色の層として沈殿した。
【０１９６】
ソホロ脂質層を回収し、125g/LのSLP濃度まで4倍希釈した。水酸化ナトリウムを用いて、pHを6.5〜7.0に調整した。有利には、ソホロ脂質培養液は、一部の残留酵母細胞ならびに微量の代謝産物および培地構成要素も含有する。これにより、酵母細胞壁の外面の一部としての高濃度のマンノプロテインの存在（マンノプロテインは、最高80％の乳化指標に達し得る非常に有効な生物乳化剤である）；酵母細胞壁における生体高分子ベータグルカン（乳化剤）の存在；培養物におけるソホロ脂質の存在；ならびに溶媒および/または他の代謝産物（例えば、乳酸、エタノール等）の存在、が可能となる。
【０１９７】
2種の異なる産物がこの発酵過程から産生され得、一方は純粋なSLP層を含み、一方は、S.ボンビコーラ培養物およびSLPを含有する培養液全体を含む。
【０１９８】
すべての図および表を含めた、本明細書において言及されるまたは引用されるすべての特許、特許出願、仮出願、および刊行物は、それらが本明細書の明示的な教示と矛盾しない程度まで、参照によりそれらの全体が組み入れられる。
【０１９９】
1つまたは複数の要素に関する、「含む（comprising）」、「有する（having）」、「含む（including）」、または「含有する（containing）」などの用語を用いた、本発明の任意の局面または態様についての本明細書における記載は、文脈によって別様に述べられていないまたは明らかに相反しない限り、その特定の1つまたは複数の要素「からなる」、「から本質的になる」、または「を実質的に含む」、本発明の同様の局面または態様への支持を提供することが意図される（例えば、特定の要素を含むとして本明細書において記載される組成物は、文脈によって別様に述べられていないまたは明らかに相反しない限り、その要素からなる組成物も記載すると理解されるべきである）。
【０２００】
本明細書における「含む（comprising）」という用語の使用は、「から本質的になる」および「からなる」を含む。本明細書において用いられる「から本質的になる」という用語は、成分および工程の範囲を、指定された材料または工程に、ならびに本発明、例えば植物の成長を促進するための組成物および方法、の基本的なおよび新規な特徴に大きく影響を及ぼさないものに限定する。本明細書において用いられる「から本質的になる」という用語は、成分および工程の範囲を、指定された材料または工程に、ならびに本発明の基本的なおよび新規な特徴に大きく影響を及ぼさないものに限定する。
【図１】
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【国際調査報告】
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