[发明专利]一种作物磷高效和高产基因及其应用

权利要求书

1.一种改良作物性状或制备性状改良的作物的方法，其特征在于，包括：在作物中上调PHO1；2的表达或活性；所述PHO1；2包括其同源物；

其中，改良作物性状包括选自下组：(i)促进作物籽粒的灌浆；(ii)提高作物的产量或生物量，(iii)促进以向胞外输送磷为主的双向磷转运，调节胞内磷积累；(iv)增强ADP焦磷酸化酶活性；(v)促进作物对磷的利用率；(vi)提高作物对低磷环境的耐受性。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的上调PHO1；2的表达或活性包括：在作物中过表达PHO1；2；较佳地，包括：

将PHO1；2基因或含有该基因的表达构建物或载体引入作物中；

以表达增强型启动子或组织特异性启动子，提高作物中PHO1；2基因表达；

以增强子提高作物中PHO1；2基因表达；

降低PHO1；2基因的组蛋白甲基化修饰水平，提高其表达水平；或

在不同水稻品种中筛选具有PHO1；2基因高表达的品种，通过杂交育种的方式将片段导入其他品种中。

3.一种PHO1；2或其上调分子的用途，用于：(a)改良作物的性状，(b)制备性状改良的作物，或(c)制备改良作物性状的制剂或组合物；

其中，所述改良性状包括：(i)促进作物籽粒的灌浆；(ii)提高作物的产量或生物量，(iii)促进以向胞外输送磷为主的双向磷转运，调节胞内磷积累；(iv)增强ADP焦磷酸化酶活性；(v)促进作物对磷的利用率；(vi)提高作物对低磷环境的耐受性；所述PHO1；2包括其同源物。

4.如权利要求2所述的用途，其特征在于，所述的上调分子包括：

过表达PHO1；2的表达盒或表达构建物；或

与PHO1；2相互作用、从而提高其表达或活性的上调分子。

5.一种作物细胞，其特征在于，其表达外源的PHO1；2或其同源物的表达盒；较佳地，该表达盒包括：启动子，PHO1；2或其同源物的编码基因，终止子；较佳地，该表达盒被包含在构建物或表达载体中。

6.如权利要求1～5任一所述，其特征在于，所述提高作物产量或生物量包括：增加粒重，增加分蘖数，增加穗粒数，增加籽粒厚度和/或促进作物粗壮。

7.如权利要求1～5任一所述，其特征在于，所述以向胞外输送磷为主的双向磷转运包括向胞外转运磷和向胞内转运磷；或

所述以向胞外输送磷为主的双向磷转运还包括：促进磷的再分配和循环利用；更佳地，包括将作物籽粒的胞内多余的磷转出细胞，重新分配到营养器官中。

8.如权利要求1～5任一所述，其特征在于，所述的作物为或所述PHO1；2或其同源物来自禾谷类作物；较佳地，所述的禾谷类作物包括禾本科植物；更佳地，包括：水稻(Oryzasativa)，玉米(Zea mays)，小米(Setaria italica)，大麦(Hordeum vulgare)，小麦(Triticum aestivum)，黍(Panicum miliaceum)，高粱(Sorghum bicolor)，黑麦(Secalecereale)，燕麦(Avena sativaL)等。

9.如权利要求1～5任一所述，其特征在于，所述的PHO1；2的多肽的氨基酸序列选自下组：

(i)具有SEQ ID NO:1～3任一所示氨基酸序列的多肽；

(ii)将如SEQ ID NO:1～3任一所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，具有所述调控性状功能的、由(i)衍生的多肽；

(iii)氨基酸序列与SEQ ID NO:1～3任一所示氨基酸序列的同源性≥80％，具有所述调控性状功能的多肽；

(iv)SEQ ID NO:1～3任一所示氨基酸序列的多肽的活性片段；或

(v)在SEQ ID NO:1～3任一所示氨基酸序列的多肽的N或C末端添加标签序列或酶切位点序列，或在其N末端添加信号肽序列后形成的多肽。