[发明专利]IIP4基因在调控植物倒伏性状和抗病性状中的应用

说明书

本发明公开了一种IIP4基因在调控植物倒伏性状和抗病性状中的应用。本发明提供了IIP4蛋白或编码基因在调控植物倒伏性状和抗病性状中的应用；所述IIP4蛋白如SEQ ID No.1所示，或将SEQ ID No.1经过氨基酸残基的取代、缺失和/或添加且具相同功能，或与SEQ ID No.1具80％以上同源性且具相同功能，或在SEQ ID No.1的N端和/或C端连接标签且具相同功能。iip4突变体茎秆次生壁厚度显著增加，细胞壁成分纤维素和木质素含量显著增加，机械强度增加，可用于改良水稻抗倒伏性和增加对白叶枯病和稻瘟病的抗性，将在水稻育种工作中发挥重大作用，有助于提高稻米产量和品质，具重要经济价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种IIP4基因在调控植物倒伏性状和抗病性状中的应用。

背景技术

细胞壁是植物细胞特有的结构，在植物形态结构建成、机械支撑、抵御外界生物和非生物胁迫、以及水分和营养成分运输等方面均具有重要作用。

细胞壁从结构上可以分为中间层、初生壁和次生壁。中间层是两个相邻细胞间的一层薄膜，主要含有果胶，起粘连作用。初生壁是所有植物细胞都具有的结构，为细胞提供必要的保护，主要含有纤维素、半纤维素、果胶、酶类和蛋白质等成分。次生壁是细胞在停止伸长和扩张后，在初生壁内侧大量沉积细胞壁成分而形成，主要含有纤维素、半纤维素和木质素。次生壁具有疏水性，机械强度更高，在植物直立生长、水分长距离运输、抵御生物和非生物胁迫等方面发挥重要作用。次生壁的合成过程与植物生长发育过程密切相关，其结构和成分非常复杂，涉及多条代谢途径和上千个基因的参与，在植物体内受到严格调控。因此研究植物次生壁合成的调控机制对于植物生长发育、抗倒伏、抵抗生物和非生物胁迫具有重要意义。水稻次生壁的合成将直接影响其农艺性状，解析次生壁合成的调控机制是对水稻抗倒伏、抗病性等农艺性状进行遗传改良的基础。

次生壁机械强度较高，能为植物直立生长提供机械支撑力。水稻倒伏是水稻生产中的常见问题之一，会严重影响稻米的产量和品质。第一次“绿色革命”矮化育种很大程度上解决了倒伏问题，但是这种方法整体上减小了生物量，在产量的进一步提高中存在局限性。因此，探索抗倒伏的新途径和机制具有重要的理论和实践意义。通过增加次生壁厚度，增强水稻茎秆的机械强度，是提高水稻的抗倒伏能力有效途径。

同时，次生壁还是植物对抗外界病原菌的天然屏障，次生壁增厚还有可能提高植物的抗病性。水稻白叶枯病和稻瘟病是水稻中重要的病害，常常造成水稻的大面积减产。二者的致病机理不同，前者由细菌病害引起，后者由真菌侵染造成。尽管已经鉴定出了一些相应的抗病基因，但这些基因往往具有病菌生理小种特异性，在广谱抗病水稻材料育种中应用起来具有一定局限性。因此，通过增加次生壁厚度，是提高水稻广谱抗病性的一种新途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种IIP4蛋白或其编码基因的新用途。

本发明所提供的IIP4蛋白或其编码基因的新用途，具体为：IIP4蛋白或其编码基因在调控植物抗倒伏性和/或调控植物抗病性中的应用；

所述IIP4蛋白具体可为如下(A1)-(A4)任一所示蛋白质：

(A1)氨基酸序列为SEQ ID No.1的蛋白质；

(A2)将SEQ ID No.1所示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蛋白质；

(A3)与(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；

(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。