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公開番号2024103698
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-01
出願番号2024089992,2021545687
出願日2024-06-03,2020-02-04
発明の名称生物学的窒素固定による作物収穫高の一貫性の向上
出願人ピボットバイオ, インコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類A01H 6/46 20180101AFI20240725BHJP(農業;林業;畜産;狩猟;捕獲;漁業)
要約【課題】生物学的窒素固定による作物収穫高の一貫性の向上の提供。
【解決手段】本開示は、持続可能な生物学的固定窒素に基づいた、作物に窒素を供給するための新しいプラットフォームを農業従事者に提供する。教示されたプラットフォームは、天候、環境、または土壌条件に関係なく、全ての耕作面積にわたって収穫高の一貫性を向上させることができる。教示された開示によって可能になった収穫高の一貫性の向上の結果として、農業従事者は、彼らが植える各エーカーにわたる収穫高の予測可能性の度合いの高いものが得られ、これは、過去の合成窒素供給パラダイムでは不可能であった。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
作物の対照セットと比較して農業場所において、収穫高の一貫性が改善された複数の作物であって、
複数のリモデリングされた窒素固定微生物と関連した複数の作物を含み、それにより、前記複数の作物が、それらの植物内固定Ｎの少なくとも１％を前記リモデリングされた微生物から受け取り、前記複数の作物が単一種に由来する複数の作物であり、前記複数のリモデリングされた窒素固定微生物の各メンバーが、窒素固定または同化遺伝子調節ネットワークの少なくとも１つの遺伝子または非コードポリヌクレオチドに導入された少なくとも１つの遺伝子変異を含み、
前記場所全体で測定された平均収穫高の標準偏差が、１エーカー当たりのブッシェルで、対照の複数の作物が前記場所に提供される場合の前記対照の複数の作物と比較して、前記窒素固定微生物と関連する前記複数の作物についてより低くなり、前記対照の複数の作物が、前記リモデリングされた窒素固定微生物に曝露されていない複数の作物である、前記作物。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記リモデリングされた窒素固定微生物に関連する前記複数の作物の平均収穫高の前記標準偏差は、前記対照の複数の作物の前記標準偏差よりもエーカー当たり少なくとも１５ブッシェル低いか、または
前記リモデリングされた窒素固定微生物に関連する前記複数の作物間の前記平均収穫高が、前記対照の複数の作物の前記平均収穫高の１～１０％以内である、の１つであり、
前記対照の複数の作物は、前記窒素固定微生物と関連していない、請求項１に記載の複数の作物。
【請求項３】
前記場所が農業的に困難な土壌を含む、請求項１に記載の複数の作物。
【請求項４】
前記リモデリングされた窒素固定微生物が、少なくとも１０日～６０日の間に、１エーカー当たり少なくとも１５ポンドの固定Ｎを全体で生成するか、または
前記リモデリングされた窒素固定微生物が、それぞれ、１時間当たりＣＦＵ当たりＮの少なくとも２．７５×１０
－１２
ｍｍｏｌの固定Ｎを生成する、の１つである、請求項１に記載の複数の作物。
【請求項５】
前記複数のリモデリングされた窒素固定微生物の各メンバーが、
前記窒素固定または同化遺伝子調節ネットワークの少なくとも１つの遺伝子または非コードポリヌクレオチドに導入された２つ以上の異なる遺伝子変異を含む、請求項１に記載の複数の作物。
【請求項６】
細菌コロニー形成植物の収穫高値に基づいて販売する作物の量を決定するためのプロセッサ実装方法であって、前記方法は、
プロセッサを介して、及び前記プロセッサに動作可能に結合されたデータベースから、細菌コロニー形成植物の収穫高値を取得することであって、前記収穫高値が、細菌がコロニーを形成していない植物の収穫高値の標準偏差よりも低い関連標準偏差を有する、ことと、
前記プロセッサを介して、及び前記プロセッサに動作可能に結合されたデータベースから、ある量の細菌コロニー形成植物の現在及び将来の販売に関連する価格を取得することと、
前記プロセッサを介して、前記細菌コロニー形成植物の収穫高値ならびに現在及び将来の販売価格に基づいて、前記細菌コロニー形成植物の物理的送達量を計算することと、
前記細菌コロニー形成植物の前記計算された物理的送達量に基づいて市場ベース商品を識別することと、
前記プロセッサを介して、前記識別された市場ベース商品を取引するための命令を表す信号を送信することと、
前記プロセッサで、前記識別された市場ベース商品を取引するための前記命令を送信することに応答して、前記識別された市場ベース商品の取引の確認を表す信号を受信することと、を含む前記プロセッサ実装方法。
【請求項７】
前記細菌コロニー形成植物の前記物理的送達量を生成することをさらに含む、請求項６に記載のプロセッサ実装方法。
【請求項８】
前記細菌コロニー形成植物を生成することが、
ａ．場所に、それぞれ、１時間当たりＣＦＵ当たりＮの少なくとも５．４９×１０
－１３
ｍｍｏｌの固定Ｎを生成する、複数の非属間リモデリング細菌を提供することであって、前記複数の非属間リモデリング細菌の各メンバーが、窒素固定または同化遺伝子調節ネットワークの少なくとも１つの遺伝子または非コードポリヌクレオチドに導入された少なくとも１つの遺伝子変異を含み、非属間リモデリング細菌が、元々は異なる分類学的属の生物から単離された遺伝物質の組合せにより形成されない細菌である、ことと、
ｂ．前記場所に前記コロニー形成前植物を提供することと、を含む請求項７に記載のプロセッサ実施方法。
【請求項９】
保険商品の価格設定及び取引のためのプロセッサ実装方法であって、前記方法は、
提案された保険商品に関する情報をプロセッサを介して受信することと、
前記プロセッサを介して、細菌コロニー形成植物の収穫高値に基づいて前記提案された保険商品の価格を計算することであって、前記収穫高値が、細菌がコロニーを形成していない植物の収穫高値の標準偏差よりも低い関連標準偏差を有する、計算することと、を含む、前記方法。
【請求項１０】
前記プロセッサを介して、販売者の計算機から、保険を販売するオファーを表す信号を送信することであって、保険を販売する前記オファーが、前記提案された保険商品の計算された価格を含む、送信することと、
前記プロセッサで、前記提案された保険商品の前記価格を送信することに応答して、保険販売の前記オファーの受諾を表す信号を受信することと、をさらに含む、請求項９に記載のプロセッサ実装方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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、２０２０年１月１３日に出願された米国仮出願第６２／９６０，６３３号、及び２０１９年２月５日に出願された米国仮出願第６２／８０１，５０４号の利益及び優先権を主張するものであり、その記載内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,300 文字）【０００２】
配列表に関する記載
本明細書と共に電子的に提出されるテキストファイルの内容は、参照により全体が本明細書に組み込まれる：配列表のコンピューター可読形式のコピー（ファイル名：ＰＩＶＯ＿０１３＿０１ＷＯ＿ＳｅｑＬｉｓｔ＿ＳＴ２５．ｔｘｔ、データ記録日：２０２０年１月２８日、ファイルサイズ約６３２キロバイト）。
【背景技術】
【０００３】
国連食糧農業機関は、増加し続ける人口の必要性を満たすために、２０５０年までに総食糧生産が７０％増加しなければならないと予測している。この難問は、真水資源の減少、耕地競合の増加、エネルギー価格の上昇、投入コストの増加、及び作物が、より乾燥し温暖化したより極端な全地球的気候の圧力に適応する必要がある可能性が高いことなど、多数の要因のためにさらに難しいものになっている。
【０００４】
現行の農業慣行は、この増大し続ける食料生産の需要を満たしながらも、同時に農業集中の増加からもたらされる環境影響との均衡を保つための十分な装備がない。
【０００５】
世界の食料需要を満たすために必要な主要な農業投入物の１つは、窒素肥料である。しかし、窒素肥料の製造に利用されている現在の工業規格は、ハーバーボッシュ法と呼ばれる人工窒素固定法であり、高温高圧下で金属触媒を使用して、水素（Ｈ
２
）との反応により大気中の窒素（Ｎ
２
）をアンモニア（ＮＨ
３
）に変換する。このプロセスは、資源集約的であり、環境に悪影響を及ぼす。
【０００６】
合成ハーバーボッシュ法とは対照的に、ある特定の生物系は、大気中の窒素を固定するように進化してきた。これらのシステムは、Ｎ
２
とＨ
２
との反応を触媒するニトロゲナーゼと呼ばれる酵素を利用し、窒素固定をもたらす。例えば、根粒菌は、マメ科植物の根粒内で定着した後に窒素を固定するジアゾ栄養細菌である。窒素固定研究の重要な目標は、この表現型を非マメ科植物、特にコムギ、イネ、及びトウモロコシなどの重要な農学的な草本に拡張することである。しかしながら、根粒菌とマメ科植物との間の窒素固定共生関係の発達の理解において顕著な進歩が遂げられたにもかかわらず、その知識を使用して、非マメ科作物において窒素固定瘤を誘発させる目処は依然として立っていない。
【０００７】
結果として、大多数の現代的な条播作物農業は、資源集約的で環境的に有害なハーバーボッシュ法を介して生産される窒素肥料を利用する。例えば、ＵＳＤＡは、米国における平均的なトウモロコシ農業従事者が典型的に、１エーカー当たり１３０～２００ｌｂの窒素（１４６～２２４ｋｇ／ｈａ）を施用すると述べている。この窒素は、資源集約的な合成プロセスで生産されるだけでなく、圃場の土壌を横断し／それに衝撃を与え、石油を燃焼し、何時間もの人間の労働を必要とする重機械によって施用される。
【０００８】
さらに、工業用ハーバー・ボッシュ法によって生成された窒素肥料は、対象作物によって十分に利用されていない。雨、排水、熱、揮発、及び土壌マイクロバイオームは、施用された化学肥料を劣化させる。これでは、お金を無駄にするだけでなく、収穫高が増えるどころか、汚染を増やすことにもなる。このために、国際連合は、８０％近い肥料が、作物がそれを利用することができる前に失われると算出している。結果として、現代的な農業用肥料の生産及び送達は、環境に有害なだけでなく、極めて非効率的でもある。
【０００９】
世界の増大し続ける食料供給のニーズを満たしながらも、同時に資源利用との均衡を保ち、環境システムへの影響を最小化するために、窒素固定及び植物への窒素送達に向けたより良好な手法が緊急に必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示は、作物に持続的に生物学的に固定されたＮを供給できるだけでなく、農業従事者に作物の収穫高の一貫性及び予測性を高めることができる微生物／組成／及び方法を教えることで、世界の農業における主要な問題を解決する。したがって、本開示は、現代の農業にプラットフォームを提供するものであり、これまでの有害な合成固定窒素から脱却し、作物へのＮ供給のための新パラダイムを採用することで、従来のＮ供給プロセスに比べて多くの利点がある。本明細書で詳述するように、本開示は、微生物、及び微生物を投与する方法を提供し、これは、農業従事者の栽培面積全体での収穫高の一貫性を高めることにつながる。大規模なデータセット（３１の農場からの３００万を超えるデータポイント）で実証されているこの収穫高の一貫性の向上（例えば、収穫高のばらつきの減少）により、農業従事者は、土壌、天気、または環境に関係なく、耕作中の各エーカーに何を植えるかについてより自信を持つことができる。本開示の微生物及び方法によって可能になった収穫高の一貫性及び予測可能性の劇的な進歩により、ビジネスを行うための新たな方法が登場する（例えば、作物のマーケティング、または作物の保険の購入）、これは開示のデータによって示されるように、非常に不均一な作物収穫高をもたらす、これまでの合成Ｎ送達に基づいては実現可能ではなかったものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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