[发明专利]水稻镉吸收相关基因OsNRAMP5的SNP分子标记及其应用

说明书

本发明公开了一种水稻镉吸收相关基因OsNRAMP5的SNP分子标记，其SNP位点位于水稻OsNRAMP5基因编码区起始密码子ATG下游+938位核苷酸，存在C/T多态性。该SNP分子标记与水稻籽粒镉含量相关，可方便快捷地预测水稻籽粒的镉含量，筛选低镉水稻种质资源，该位点基因型为TT的水稻品种既具有镉低积累的特性，其锰含量降幅又相对较小。本发明还公开了利用该SNP分子标记在鉴定水稻籽粒中镉含量以及培育镉低积累水稻品种的应用，以及用于检测水稻基因组中所含SNP分子标记的多态性或基因型的特异性引物，能够快速、准确地鉴定或选育出镉低积累水稻品种，为实现轻中度镉污染大田稻米的安全生产提供技术基础。

技术领域

本发明属于作物遗传育种领域，尤其涉及一种水稻镉吸收相关基因OsNRAMP5的SNP分子标记及其应用。

背景技术

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)是指在基因组上单个核苷酸的变异，包括单个碱基的转换或颠换，也包括插入或缺失。SNP形成的遗传标记，数量多，多态性丰富，在整个基因组上具有高密度性。利用目标基因的SNP标记可以在育种过程中进行相关性状的精准选育。

水稻既是世界上一半以上人口的主粮，也是一种高积累镉的作物。对于以水稻为主食的镉污染地区而言，稻米是人体主要的镉摄入源。我国南方稻区既是稻米的主产区，也是镉污染的重灾区，南方部分地区的稻米镉超标问题已经成为引起社会广泛关注的食品安全问题。

近年来，负责水稻吸收、转运、分配镉的转运蛋白相继被鉴定，这为低镉水稻分子育种提供了线索。OsHMA3可将根细胞的镉隔离在液泡中，从而降低了根系镉向地上部分的转运，进而降低了籽粒的镉积累。大部分的粳稻OsHMA3能正常发挥功能，但大多数的籼稻品种OsHMA3功能缺失，不能将镉有效地封存在根细胞液泡中，有学者推测这造成了大部分籼稻品种的籽粒镉积累高于大部分的粳稻品种。OsNRAMP5、OsNRAMP1、OsIRT1、OsIRT2均参与水稻对镉的吸收，其中OsNRAMP5为水稻根系吸收锰和镉的主效转运蛋白。在已报道的镉转运蛋白编码基因中，OsNRAMP5突变导致的植株籽粒降镉效应最大。目前已通过诱变或基因组编辑获得的OsNRAMP5的功能缺失突变体较野生型对照的籽粒镉含量可降低90％以上，能在一定程度的镉重度污染田实现稻米的安全生产，但同时由于突变体地上部分锰的含量大幅度降低，当环境锰浓度很低时突变体存在生长发育受阻和抗逆性降低的隐患。目前尚未发现既能降低水稻籽粒中的镉含量，锰含量降幅又相对较小的OsNRAMP5优异等位基因型及对应的自然变异水稻材料。

由于水稻籽粒镉含量在品种选育过程中不能直接观察，且受环境影响不易准确测定，而已鉴定的可用于辅助镉低积累水稻育种的功能遗传位点和开发的分子标记很少，导致镉低积累水稻品种的培育进程受到很大限制。因此，开发水稻籽粒镉含量相关的分子标记，一方面可方便地预测籽粒镉含量，快速筛选镉低积累的水稻品种；另一方面可用于分子标记辅助选择育种，快速改良水稻的镉积累性状、培育镉低积累水稻品种，因此具有十分重要的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种水稻镉吸收相关基因OsNRAMP5的SNP分子标记及其在鉴定或辅助鉴定水稻籽粒中镉含量以及培育镉低积累水稻品种中的应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种水稻镉吸收相关基因OsNRAMP5的SNP分子标记，所述SNP分子标记的SNP位点位于水稻OsNRAMP5基因编码区起始密码子ATG下游+938位核苷酸，存在SNP，具体为C/T多态性，该SNP分子标记与水稻籽粒镉含量显著相关，该SNP位点具有TT基因型的籼稻籽粒镉含量显著低于具有CC基因型的籼稻籽粒镉含量。