[发明专利]一种降低水稻糙米镉含量的基因OsWNK9及其编码蛋白和应用

说明书

本发明公开了一种降低水稻糙米镉含量的基因OsWNK9及其编码蛋白和应用。该基因OsWNK9的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明为水稻茎秆镉高富集、糙米镉低积累育种提供了一个新的控制镉在水稻体内转运的功能型基因OsWNK9，该基因通过调控镉在水稻茎秆和下部节点中的富集来降低镉在糙米中的积累，从而实现水稻糙米镉浓度的降低；OsWNK9还同时影响水稻对铁的吸收、积累及糙米中的铁浓度，有助于水稻可食部位微量元素的强化。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种降低水稻糙米镉含量的基因OsWNK9及其编码蛋白和应用。

背景技术

降低糙米镉含量、培育可食部位重金属含量安全的作物是解决污染农田安全利用、保障粮食安全的重要策略。水稻糙米镉含量属于受多基因控制的复杂数量性状，同时受多个生理过程的调控影响。水稻对镉的吸收能力较强，因此其茎秆对镉具有较强的富集能力。培育茎秆镉高积累、可食部位镉含量低的水稻品种是实现“边修复边生产”的有效途径。

鉴定调控水稻糙米镉含量的基因及编码蛋白，不仅是理论研究和国际基因资源竞争的需要，更是通过分子育种方法获得籽粒镉安全且兼具其他优良性状的水稻品种的需要。目前已有多个调控不同生理转运过程的基因或蛋白被鉴定，但已有基因功能大多为增加水稻糙米镉含量，难以直接用于籽粒镉低积累水稻的育种应用中。因此，挖掘、鉴定可增加水稻茎秆镉富集、降低糙米镉含量的基因及其编码蛋白功能可为创制理想的在镉污染农田土壤上兼具镉富集修复和可食部位安全生产的水稻品种提供基础。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种降低水稻糙米镉含量的基因OsWNK9及其编码蛋白和应用，本发明从控制水稻糙米镉含量的数量性状座位 (QTL)位点qBCdC-12区间内筛选到一个响应镉胁迫、具有镉转运活性的基因 OsWNK9，该基因控制着水稻茎秆对镉的富集、并可降低糙米中镉积累水平。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种降低水稻糙米镉含量的基因OsWNK9，该基因OsWNK9的核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示。

进一步地，基因OsWNK9还可以是与如SEQ ID NO.1所示核苷酸序列具有 80％以上的同源性，且表达相同功能蛋白的序列。

上述基因OsWNK9编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

一种表达载体，包括上述基因。

一种降低水稻糙米镉含量的制剂，制剂包括促进基因OsWNK9表达的活性成分。

一种降低水稻糙米镉含量的药物，药物包括上述的蛋白。

上述基因OsWNK9在促进水稻茎秆镉富集中的应用。

上述基因OsWNK9在水稻种质资源改良或水稻糙米低镉品种培育中的应用。

本发明的有益效果：

本发明为培育水稻茎秆镉高富集、糙米镉低积累的水稻品种提供了一个新的控制镉在水稻体内转运的功能型基因OsWNK9，该基因通过调控镉在水稻茎秆和下部节点中的富集来降低镉在糙米中的积累，从而实现水稻糙米镉浓度的降低；OsWNK9还同时影响水稻对铁的吸收、积累及糙米中的铁浓度，有助于水稻可食部位微量元素的强化。

本发明基因OsWNK9对镉污染农田土壤上栽种水稻的安全生产及微量元素强化具有重要意义，通过对OsWNK9的功能解读，有助于进一步阐明水稻糙米镉积累的遗传机制，为创建秸秆镉高富集、糙米镉低积累的优良水稻新种质打下基础。

附图说明

图1为OsWNK9转化子对镉离子的转运活性；

图2为OsWNK9转化子对锰离子的转运活性；