[发明专利]水稻镉积累分子标记及其在改良水稻籽粒镉积累上的应用

说明书

本发明公开了水稻镉积累分子标记及其在改良水稻籽粒镉积累上的应用。本发明公开的水稻镉积累分子标记为水稻7号染色体8899129‑9307609区域的DNA片段，其为lcrf1或lcrf2，lcrf1为水稻7号染色体8899129‑9307609所示的DNA片段，所述lcrf2为序列表中SEQ ID No.1所示的DNA片段。本发明发现该水稻镉积累分子标记与水稻籽粒的镉积累有关，水稻镉积累分子标记为序列表中SEQ ID No.1的纯合水稻在高镉污染田种植具有籽粒镉低积累的特性。因此，可以通过杂交、回交等育种方法将该DNA片段导入其他背景来选育籽粒镉低积累的水稻新品种。

技术领域

本发明涉及生物技术领域中，水稻镉积累分子标记及其在改良水稻籽粒镉积累上的应用。

背景技术

稻米是世界上最重要的粮食作物之一，目前世界上有一半以上的人口以稻米为主食。镉对人体具有致癌作用，已被国际癌症研究机构列为I类致癌物。土壤中镉的主要来源为工业废气、汽车尾气的沉降，农药、化肥及农膜的施用，污水灌溉等；水稻主要通过根部吸收土壤中的镉，镉被根吸收后通过共质体和质外体两种运输途径抵达维管束，随后向茎叶转运，再迁移到籽粒，最终通过食物链循环富集到人体，从而对人类健康造成严重的危害。

目前主要有以下四种途径来降低水稻籽粒的镉含量，第一是利用物理、化学等方法去除土壤中的镉或改变土壤镉的存在形态，第二是通过水分、肥料管理等栽培措施抑制土壤交换态镉的形成，第三是从现有的水稻品种中筛选出籽粒镉低积累品种，第四是通过基因编辑技术获得籽粒镉低积累新材料。不过这四种途径在应用上都存在较大的局限性，比如镉污染土壤修复的成本较高，而且易对土壤造成二次污染；不同的土壤类型或水稻品种需要不同的栽培措施，而且施用效果受环境条件影响比较大；筛选镉低积累品种，需要经过多年多点的验证，而且许多筛选出来的品种在重度镉污染田会出现籽粒镉高积累；虽然通过基因编辑技术能够获得在重度镉污染田籽粒镉低积累新材料，但是目前国家一直未放开基因编辑技术在生产上的应用。

水稻籽粒镉积累是一个复杂的性状，很容易受外界环境和栽培措施的影响，因此鉴定水稻籽粒是否为镉低积累需要通过多年多点的验证，这给通过杂交、回交等方法选育籽粒镉积累水稻新品种带来了极大的难度。因此，探索出一种能够经济、快速、高效的选育籽粒镉低积累水稻新品种的方法成为了生产上一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何经济、快速、高效的选育籽粒镉低积累水稻新品种。

为解决上述技术问题，本发明首先提供了下述任一应用：

1、检测水稻镉积累分子标记的物质在鉴定或辅助鉴定水稻籽粒镉低积累性状中的应用，所述水稻镉积累分子标记为水稻7号染色体8899129-9307609区域(参考基因组为蜀恢498的CANU版本(更新日期为2018年11月23，网址：

http://www.mbkbase.org/R498/)的DNA片段，所述水稻镉积累分子标记为lcrf1或lcrf2或lcrf3，所述lcrf1为水稻7号染色体8899129-9307609区域的DNA片段(参考基因组为蜀恢498的CANU版本(更新日期为2018年11月23，网址：http://www.mbkbase.org/R498/)，所述lcrf2为序列表中SEQ ID No.1所示的DNA片段，所述lcrf3为序列表中SEQ IDNo.2所示的DNA片段；

2、检测所述水稻镉积累分子标记的物质在制备鉴定或辅助鉴定水稻籽粒镉低积累性状产品中的应用；

3、检测所述水稻镉积累分子标记的物质在水稻育种或制备水稻育种产品中的应用。

上述应用中，所述检测水稻镉积累分子标记的物质可为能区分水稻镉积累分子标记为所述lcrf1和所述lcrf2的PCR引物。

所述PCR引物具体可为序列表中SEQ ID No.3-6所示的四条单链DNA。