本发明公开了植物体细胞胚胎发生相关蛋白GhSERK2及其编码基因与应用。实验证明，表达序列表序列1所示基因GhSERK2的转基因拟南芥株系，每个下胚轴经诱导分化后的出芽数目明显高于野生型和转空载体对照；表达序列表序列1所示基因GhSERK2的转基因烟草株系，每个外植体叶片小块经诱导分化后的出芽数目明显高于野生型和转空载体对照；说明GhSERK2蛋白及其编码基因具有调控目的植株的体细胞胚胎发生的能力。本发明在明确棉花体细胞培养过程中的网络调控及遗传机制，提高棉花的植株再生率和遗传转化率，克服棉花体细胞培养的基因型限制，有目的的选择优良的基因型获得再生株，以快速高效地获得新的优良棉花品种等方面具有重要意义。