改善土壤和/或水质污染、抑制温暖化气体产生、以及提高植物的功能性的微生物材料和 ...的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及微生物材料和发酵产品的制造方法，该微生物材料通过使用包含多个 生物种的嗜热微生物的微生物群将包含植物性原料和动物性原料的发酵原料发酵而得到， 可改善±壤和/或水质污染及抑制溫暖化气体产生，并且对植物的功能性提高、特别是生物 防御相关基因、耐高溫损害基因的表达、抗氧化成分的增加作出贡献。
【背景技术】
[0002] 近年来，环境问题W世界规模变得严重，例如，当从环境方面出发着眼于农业时， 在化学肥料、未熟堆肥施用于农地后，由于渗透到地下水中的硝酸离子导致的污染、作为来 自±壤的溫暖化气体的一氧化二氮的产生被视作问题。地球暖化的影响在作物栽培上成为 高溫损害的原因，也成为诱发疾病发生的环境因素。而且，W世界性的粮食问题为背景，在 要求有效地生产作物的技术中，虽然使用化学肥料、农药的有效的运作成为不可欠缺的情 况，但是运些材料成为上述的环境破坏的主要原因。另一方面，寻求有益于环境和健康的农 业生产技术，材料、设施的研发、净化技术等各种各样的技术开发正在推进(参照专利文献1 ~3)。专利文献1设及叶面喷雾剂，该叶面喷雾剂根据糖发酵有机酸水溶液和儀或巧的情况 使尿素共存而解决了所述问题。在该专利文献1中，虽然关于硝酸降低能力被确认，但是其 机制不清楚，不伴有其他的对环境和植物的功能性赋予的影响。专利文献2的特征在于，UV 光源的波段为280~38化m，且在波长312nm附近具有波峰。该专利文献2是关于仅在人工光 型的植物工厂中能适用的最佳的电照控制的知识，另外，不伴有其他的对植物的功能性赋 予的影响。专利文献3设及利用了醇类的硝态氮和挥发性有机化合物的降低方法。该专利文 献3设及来自±壤的硝酸、挥发性有机化合物的降低技术，由于使用醇等，所W不能适用于 农业现场。
[0003] 另外，虽然在恶劣的环境条件下植物也能应对的分子机制也变得清楚(参照非专 利文献1~5)，但是利用其机制的技术被认为是如基因重组技术那样难W被社会接受的技 术(非专利文献6~8)。非专利文献1~5是关于与抗病性、耐高溫损害性有关的HSP参与的知 识，关于对植物体的总体的影响评价等未如本发明那样被认可。另外，非专利文献6~8是关 于基因重组技术的知识，不能说是如本发明那样的不伴有基因重组、具有硝酸降低、抗氧化 物质的增量、生物防御功能、耐高溫损害等多方面功能的技术。
[0004] 另一方面，发明人等进行了如下发酵材料的开发:该发酵材料使用了包含枯草芽 抱杆菌（Bacillus brevis)、嗜热脂肪芽抱杆菌（Bacillus stearothermophilus)、嗜热放 线菌（Thermo地olic actinomycetes)和它们的近源的种等多个生物种的嗜热微生物的微 生物群(参照专利文献4~7)。
[00化]现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:特开2006-036684号公报
[000引专利文献2:特开2008-086272号公报
[0009] 专利文献3:特开2002-370085号公报
[0010] 专利文献4:特许第3146305号公报
[0011] 专利文献5:特许第3314302号公报
[0012] 专利文献6:特许第3385402号公报
[0013] 专利文献7:国际公开W02011/099514
[0014] 非专利文献
[001 日]非专利文献 1: Jaroszl DF and Susan Lindquistl S ? (2010)Hsp90 and Environmental StressTransform the Adaptive Value of Natural Genetic Variation.Science 330:1820-1824.
[0016] 非专利文献2:化Ie Liu et al ? (2004)Molecular Chaperone Hsp90Associates with 民esistance Protein N and Its Signaling Proteins SGTl and 民arlto Modulate an Innate Immune 民esponse in Plants.J.Biol.Chem.279:2101-2108.
[0017] 非专利文献3: Jae-HeungK et al ? (2000)Upregulation of an Arabidopsis 民ING-H2 gene，XE民IC0，confersdrought tolerance through increased abscisic acidbiosynthesis.The PlantJournal 47:343-355.
[0018] 非专利文献4:SnymanM and Cronje MJ. (2008)Modulation of heat shock factors accompanies sal icyIicacid-mediated potentiation of Hsp70 in tomato seedlings.Journal ofExperimental Botany 59:2125-2132.
[0019] 非专利文献5:WilliamB.Gurley(2000)HSP101:A KeyComponent for the Acquisition of Thermotolerance in Plants.The PlantCell，Vol.12,457-460.
[0020] 非专利文献6:Enikeev AG et al ? (2010)Tobacco cell cuhures transformed by the hsp 101 gene exhibit anincreased resistance to potassium fluoride Dokl Biol Sci 430:29-30.
[0021 ]非专利文献7:Monter〇-Barrientos M et al ? (2OlO)Transgenic expression of theTrichoderma harzianum hsp70 gene increases Arabidopsis resistance to heat andother abiotic stresses.J Plant Physiol 167:659-65.
[0022] 非专利文献8 : Prieto-DapenaP et al ? (2006) Improved resi stance to controlled deterioration in transgenicseeds.Plant Physiol 142:1102-12.
【发明内容】
[0023] 发明要解决的问题
[0024] 到目前为止的农业中化学肥料使用过多，结果有如下问题:渗透到地下水中的硝 酸污染、产生来自在农地生长的霉菌的温暖化气体一氧化二氮。另外，伴随地球暖化，作物 的高温损害、疾病的诱发等成为问题。因此，需要有益于环境且提高作物的品质的技术。
[0025] 本发明在于提供解决上述问题的功能性微生物材料。因为有±壤、水环境经常变 动的因素，所W针对这样的变动因素，需要通过复合的微生物群而不是单一菌种显示多功 能性的功效。例如，当W使作物生长的±壤为例时，在降雨的时期，±壤的含水率多，在雨少 的时期，上壤变得干燥。根据这些变动，^调节的方式复合地应对，使得稳定地提高植物的 功能。
[00%] 用于解决问题的方案
[0027] I嗜热菌发酵产品对±壤、地下水污染W及溫暖化气体产生赋予的影响 [00%] 1 .使±壤中的硝酸离子浓度减小
[0029] 2.该反应被相对于氯霉素等抗生物质敏感性高的微生物 <及其酶〉抑制。
[0030] 3.促进从±壤脱氮的反应。特别是，抑制化0的产生，促进化的产生。化0气体具有 C02的约300倍的溫暖化系数，所W抑制其产生很重要。认为该反应通过来自霉菌的P450nor 促进，但是本发明的发酵产品（其含有微生物NP-I株)具有抑制霉菌的生长的功能，而且使 化气体优先脱氮的基因群发挥作用。
[0031] 4.通过W上反应，结果是也使设及从±壤渗透到地下水中的硝酸导致的水质污染 减轻。
[0032] 5.通过耐盐性和/或耐碱性的细菌(海洋芽抱杆菌(Oceanobacillus)属、枝芽抱杆 菌(Virgibacillus)属），能使盐浓度高的（10%左右)污染水的水质净化。
[0033] II嗜热菌发酵产品对植物的功能性赋予的影响
[0034] 1.通过嗜热菌的作用，使根的硝酸盐转运蛋白活化，有效地利用±壤中的硝酸。
[0035] 2.使根毛发达，通过植物激素的活化等促进成长
[0036] 3.通过W上反应，能有效地利用来自±壤的氮，W少的氮量就能增产。
[0037] 4.通过服P群的酶修复功能培育耐热性植物。
[0038] 5.由于谷脫甘肤转移酶、维生素 A、C、E等的增加，成为抗氧化物丰富的作物
[0039] 6.抑制由于LTP、蛋白酶抑制酶(protease inhibitor)等的活化导致的植物病原 菌和植物害虫的产生。