本发明公开了水稻丝氨酸羟甲基转移酶编码基因OsSHM4突变体及其应用。水稻丝氨酸羟甲基转移酶编码基因突变体，为野生型水稻OsSHM4基因CDS序列区域第461位的T突变为C，导致其编码的氨基酸由亮氨酸突变为脯氨酸；所述的野生型水稻OsSHM4基因CDS序列如SEQ ID NO.1所示。该丝氨酸羟甲基转移酶编码基因OsSHM4突变后，在田间实验条件下显著提高了水稻地上部硫和硒含量，而不影响水稻的生物量。野生型丝氨酸羟甲基转移酶编码基因OsSHM4转基因回补突变体后，回补株系的地上部硫和硒含量恢复至野生型水培。
本发明公开了水稻半胱氨酸合酶OsASTOL1及其应用。一种半胱氨酸合酶OsASTOL1，序列如SEQ ID NO.1所示。该基因发生点突变导致单个氨基酸替换后，显著提高了水稻根部砷含量的积累和地上部硫和硒的积累。本发明通过大量实验发现了水稻中的半胱氨酸合酶编码基因OsASTOL1的生物学功能，该基因突变后，astol1突变体根部的砷储存能力显著提高，从而导致突变体籽粒砷含量显著降低；astol1突变体根部的硫和硒吸收能力显著提高，从而导致突变体籽粒硫和硒含量显著增高。
