[发明专利]用于培养和表征难养植物微生物的方法、组合物和系统

说明书

许多植物微生物，包括维管‑限制的暂定种——柑橘黄龙病和马铃薯斑马片病的致病因子——都是不可培养的。根据一些实施方案，本公开涉及用于培养这种生物体的组合物、方法和系统。例如，本公开涉及使用毛状根系统培养、繁殖和表征难养维管‑定殖的微生物的方法(例如，体外、在植物中)。在一些实施方案中，本公开涉及用于培养难养植物微生物的方法，该方法包括：在允许用难养植物微生物定殖的毛状根的诱导的条件下，使被难养植物微生物(例如，叶缘焦枯病菌、韧皮部杆菌属)定殖的植物(例如，番茄植物、马铃薯植物、柑橘植物)与发根根瘤菌的悬浮液接触，以及繁殖定殖的微生物的毛状根。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年11月16日提交的美国申请No.62/255,823的优先权，其全部内容通过引用并入本公开。

技术领域

在一些实施方案中，本公开涉及用于培养和表征难养植物微生物的方法、组合物和系统。

背景技术

粮食和农业组织估计，到2050年全球粮食产量必须增加60％，以满足不断上升的世界人口的需求。除需求上升外，由植物病原体引起的年度农作物损失可能高达40％以上。对于几种粮食和经济作物单独的难养和专性植物病原体可能是破坏性的。例如，木质部限制的叶缘焦枯病菌(Xylella fastidiosa)感染超过100种植物种类，包括葡萄树、柑橘、咖啡和杏仁(almonds)。类似地，韧皮部限制的韧皮部杆菌属(Candidatus Liberibacterspp.)是新兴的破坏性病原体，其引起多种植物家系的产量损失(例如严重损失)，植物家系包括茄科(马铃薯、番茄、辣椒和烟草)、伞形科(胡萝卜和芹菜)、蔷薇科(梨、苹果和黑刺李)和芸香科(柑橘属)。马铃薯中的斑马片病可能由茄属植物韧皮部杆菌属(CandidatusLiberibacter solanacearum(Lso))引起，它也感染番茄、辣椒和烟草。Lso通过昆虫载体(马铃薯木虱(Bactericera cockerelli))传播。自2004年被指定为新兴疾病以来，美国、墨西哥、中美洲和新西兰的几个商品马铃薯种植区记录了斑马片病。仅在得克萨斯州，估计斑马片病影响了35％的种植马铃薯面积，每年造成的作物损失约为2500万美元。类似地，柑橘黄龙病菌亚洲种(Candidatus Liberibacter asiaticus)(Las)引起的柑橘青果病(citrusgreening)或黄龙病(HLB)疾病可能是当今最具破坏性的柑橘疾病，并且威胁到全世界的柑橘生产。HLB通过昆虫载体(亚洲柑桔木虱(Diaphorina citri))传播。2006年至2011年，仅在佛罗里达州，HLB造成的损失高达45亿美元。由难养植物病原体引起的这些和其他疾病是美国和全球农业生产的主要威胁。为了克服即将发生的全球粮食安全挑战，减少这些农业损失势在必行。

概要

无法培养难养维管限制的微生物是涉及几种破坏性农业病原体(如Lso和Las)的研究的主要瓶颈。因此，需要难养维管-定殖的(vascular-colonizing)微生物的改进的(例如，简单，快速和/或可扩展(scalable))培养和功能表征。

在一些实施方案中，本公开涉及用于使用毛状根(例如，直接从感染的植物或植物组织诱导的发根根瘤菌介导的(R.rhizogenes-mediated)毛状根)培养和表征难养微生物的方法、组合物和系统。直接从感染的植物或植物组织诱导的发根根瘤菌介导的毛状根可以提供简单、快速和可扩展的平台，来培养和表征难养维管定殖的微生物。例如，Lso和Las可以在直接从Lso-和Las-感染的番茄、马铃薯和柑橘植物或植物组织诱导的毛状根中培养。因为毛状根是有组织的且稳定的组织，所以微生物定殖的毛状根组织可以克隆繁殖以用于许多应用(例如，难养微生物的表征)。