[发明专利]一种同时提高植物产量和抗性的基因及其应用

说明书

本发明公开了一种同时提高植物产量和抗性的基因及其应用。本发明提供的蛋白质，命名为AGO2蛋白，是如下(a)或(b)：(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列2氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由序列2衍生的蛋白质。编码所述AGO2蛋白的基因(AGO2基因)也属于本发明的保护范围。本发明通过对单个基因的转基因即可达到同时增产高抗的目的，并对病害与盐胁迫均具有抗性，效果显著，为高产高抗作物育种提供了新的遗传位点。

技术领域

本发明涉及一种同时提高植物产量和抗性的基因及其应用。

背景技术

在正常生长条件下，水稻的产量通常由粒重，有效分蘖数和每穗粒数直接决定。粒重或籽粒大小受到显著遗传控制，水稻作为单子叶模式植物，籽粒大小由多基因调控，目前已克隆了较多影响水稻籽粒大小的数量性状位点基因(QTL)。同时，水稻产量也受到环境的影响，恶劣的环境如盐碱、干旱、病害等会导致严重减产。在逆境条件下，植物能够在分子、细胞和整体水平上做出相应的调整，以最大程度上减少环境所造成的伤害并得以生存。许多基因受胁迫诱导表达，这些基因的产物不仅能够直接参与植物的胁迫应答，而且能够调节其它相关基因的表达或参与信号传导途径，从而使植物避免或减少伤害,增强对胁迫环境的抗性。植物对病害的调控机制更为复杂，与非生物逆境既有关联，又有极大的不同，不同病原菌的致病机理也并不相同，因此，抗病基因克隆显得更具有挑战性和重要意义。

提高作物产量和抗性是育种家长期追求的目标。目前，大多数产量和抗性相对平衡的品种都是通过传统育种选育而来。利用产量高的一个亲本品种与另外一个抗性强的亲本品种通过杂交，在后代选育同时具有高产和高抗的植株，进一步进行必要的回交选育，最终将一个亲本中的抗性或产量遗传位点导入到另外一个目的品种中，达到改良的目的。随着高产高抗位点的克隆鉴定，在此过程中越来越多的通过分子标记辅助进行选育。高产高抗通常由多个遗传位点控制，通过设计各个位点的分子连锁标记，可相对快速的将目标高产或高抗位点进行分子聚合。除此之外，在了解某一个基因的功能前提下，利用转基因技术操纵某个基因或对某个基因进行编辑也可快速对目标品种进行改造。

传统育种往往是经验育种，育种家需要有足够的经验积累，因此存在一定的盲目性，并且周期长，工作量大。特别是对产量和抗性有多方面的要求时，更需要扩大育种规模，包括目标亲本和筛选群体，在此基础上进行多点多年测试以获得期望的高产多抗品种。虽然分子标记辅助选育能一定程度上提高效率，但一方面目前克隆到的基因仍然相对较少，而在已经克隆的基因中，很多位点往往已经在传统育种过程中被利用，人们只是找到了这些被利用的位点，而真正可供利用的有效的分子标记并不多，另一方面由于多基因的互作效应往往非常复杂，遗传关系并不清楚，即便经过耗时费力的聚合后，最终也很难达到预期的目标。最后，通过单一位点的基因操纵可以定向改造某一性状，但很难同时调节抗性和产量以满足多方面的改造需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时提高植物产量和抗性的基因及其应用。

本发明提供的蛋白质，获自水稻，命名为AGO2蛋白，是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将序列2的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由序列2衍生的蛋白质。

为了使(a)中的AGO2蛋白便于纯化和检测，可在由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1标签的序列