[发明专利]一种调控稻米镉积累的基因OsABCG38及其编码蛋白和应用

权利要求书

1.一种基因OsABCG38或其编码蛋白在改良水稻镉积累特性或培育镉低积累水稻品种中的应用，其特征在于，所述编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示；所述基因OsABCG38的编码区核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，或所述基因OsABCG38的编码区核苷酸序列与SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列具有80%以上同源性且其所编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，其应用方法包括如下步骤：通过突变所述基因OsABCG38使其编码蛋白的活性下调或失活，或抑制所述基因OsABCG38表达使其编码蛋白的丰度下调，进而改良水稻的镉积累特性或培育出稻米镉含量下降的镉低积累水稻品种。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，突变所述基因OsABCG38或抑制所述基因OsABCG38表达所采用的方式包括基因编辑、EMS诱变、辐射诱变或航天搭载。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，利用CRISPR/Cas9法进行基因编辑，进而改良水稻的镉积累特性或培育出稻米镉含量下降的镉低积累水稻品种，其应用方法具体包括以下步骤：

（1）在所述基因OsABCG38的第二外显子选取两段核苷酸序列作为靶序列，通过CRISPR/Cas9法构建所述基因OsABCG38的CRISPR/Cas9重组载体；

（2）将所述步骤（1）构建好的CRISPR/Cas9重组载体导入农杆菌EHA105中；

（3）将成熟饱满的水稻种子脱壳后用次氯酸钠消毒滤干，接种到诱导培养基上诱导愈伤组织；

（4）将所述步骤（2）后得到的农杆菌EHA105的菌液浸染所述步骤（3）后得到的愈伤组织，再经过共培养、筛选培养、分化培养、生根培养后，得到的T₀代小苗移栽至土中，收到种子再种植繁殖一代获得T₁代植株，进行靶位点基因型检测，筛选靶位点发生突变的单株，即完成水稻镉积累特性的改良或镉低积累水稻品种的培育。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述步骤（1）中，两段靶序列的长度为20bp，第一条靶序列为位于所述基因OsABCG38编码区起始密码子ATG下游254-273 bp的正义链，其核苷酸序列如SEQ ID NO：7所示，第二条靶序列为位于所述基因OsABCG38编码区起始密码子ATG下游297-316 bp的反义链，其核苷酸序列如SEQ ID NO：8所示。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述步骤（4）中，所述共培养、筛选培养、分化培养、生根培养的具体操作包括：将所述步骤（2）后得到的农杆菌EHA105的菌液浸染所述步骤（3）后得到的愈伤组织，再转到共培养基上24℃暗培养3天，清洗愈伤组织，转到含潮霉素的选择培养基上进行筛选培养30天；经选择后的抗性愈伤组织转到预分化培养基7-10天，再转到分化培养基光照培养，待小苗长至2-4 cm时转至生根培养基生长3周，得到T₀代小苗。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的应用，其特征在于，所述步骤（4）中，进行靶位点基因型检测所采用的扩增引物包括正向引物ABCG38-CAS9-F和反向引物ABCG38-CAS9-R，所述正向引物ABCG38-CAS9-F的核苷酸序列如SEQ ID NO：9所示，所述反向引物ABCG38-CAS9-R的核苷酸序列如SEQ ID NO：10所示。