[发明专利]水稻OsORM基因及其蛋白的应用

说明书

本发明公开了一种水稻OsORM基因在提高水稻镉抗性中的应用，所述水稻OsORM基因包括OsORM1基因、和/或OsORM2基因；所述OsORM1基因编码如SEQIDNO.2所示的氨基酸序列，所述OsORM2基因编码如SEQIDNO.4所示的氨基酸序列，在本发明中，选取水稻OsORM两个同源基因OsORM1和OsORM2中同源性非常高的片段设计靶点，同时编辑OsORM1和OsORM2第二外显子区域的靶序列，得到基因突变植株osorm1osorm2，发现其对镉的外排能力增强，可以抵抗高浓度镉胁迫。水稻OsORM基因的克隆和新功能的发现，为水稻遗传育种提供了新的基因靶点和资源。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，更具体地，本发明涉及一种水稻OsORM基因及其蛋白在提高水稻镉抗性中的应用。

背景技术

镉是最受关注的环境污染物之一。作为一种致癌物质，镉在人体内会导致骨骼变脆和肾功能衰竭，镉元素在肾脏中的生物半衰期较长(约10-30年)，即使低摄入量的镉的持续摄入往往也会导致慢性中毒。

植物源性镉是膳食所摄入镉的主要来源。镉的膳食摄入主要来自叶菜和谷物类食物，尤其是谷类，后者在亚洲地区的日常摄入量较高。土壤镉被水稻吸收后，高镉积累的大米进入人体，严重威胁着世界上以稻米为主食的半数人口。因此降低谷物中镉积累对人类健康来说非常重要。

目前在水稻中仅鉴定出为数不多的参与镉转运的基因。挖掘水稻抗镉基因，培育抗镉水稻种质，是降低大米中的镉含量，发展绿色农业，实现食品与环境安全和提高农业产值的基础。

发明内容

基于此，本发明的目的之一是提供一种水稻OsORM基因在提高水稻镉抗性中的应用。

实现上述发明目的的具体技术方案包括如下：

水稻OsORM基因在提高水稻镉抗性中的应用，所述水稻OsORM基因包括OsORM1基因、和/或OsORM2基因；所述OsORM1基因编码如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列，所述OsORM2基因编码如SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列。

在其中一些实施例中，所述水稻OsORM1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，和/或所述水稻OsORM2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。

本发明还提供了水稻OsORM蛋白在提高水稻镉抗性中的应用，所述水稻OsORM蛋白包括：如SEQ ID NO.2所示氨基酸序列的OsORM1蛋白、和/或如SEQ ID NO.4所示氨基酸序列的OsORM2蛋白。

本发明还提供了一种水稻OsORM基因突变载体，所述基因突变载体是利用CRISPR-Cas9编辑技术构建而得，使水稻OsORM基因的功能丧失；所述水稻OsORM基因包括OsORM1基因、和/或OsORM2基因；所述水稻OsORM1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，和/或所述水稻OsORM2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。

在其中一些实施例中，所述CRISPR-Cas9编辑技术编辑水稻OsORM1基因的第二外显子区域的靶序列，使靶序列产生缺失1个碱基的突变，以及编辑水稻OsORM2基因的第二外显子区域的靶序列，使靶序列产生插入1个碱基的突变；所述靶序列如SEQ ID NO.5所示。

在其中一些实施例中，针对所述靶序列的sgRNA序列如SEQ ID NO.6所示。

本发明还提供了上述水稻OsORM基因突变载体在提高水稻镉抗性中的应用。

本发明还提供了水稻OsORM基因、水稻OsORM蛋白、水稻OsORM基因突变载体在水稻遗传育种中的应用。

一种提高水稻镉抗性的制剂，所述制剂的活性成分包括上述水稻OsORM基因突变载体。