[发明专利]水稻OsNAC42基因在调控籽粒镉积累量中的应用、sgRNA、重组载体及其应用

说明书

本发明涉及基因工程技术领域，特别是涉及水稻OsNAC42基因在调控籽粒镉积累量中的应用、sgRNA、重组载体及其应用。本发明通过对种植在Cd污染农田上的CRISPR突变体库水稻进行籽粒Cd含量进行测定，筛选到了籽粒Cd含量显著低于野生型日本晴nip的突变体osnac42，进一步通过CRISPR/Cas9基因编辑技术创建该基因功能缺失的新的突变体osnac42并与野生型日本晴nip一起种植于中轻度Cd污染农田，发现osnac42突变体籽粒Cd含量显著低于野生型，但产量相关的农艺性状基本没有影响。OsNAC42基因不仅可用以完善水稻Cd胁迫的调控网络，也为水稻Cd低积累品种的选育提供了一个新思路。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，特别是涉及水稻OsNAC42基因在调控籽粒镉积累量中的应用、sgRNA、重组载体及其应用。

背景技术

Cd是人体非必需元素，在自然界中常以化合物状态存在，一般含量很低，但是由于现代工业的发展使得大气、水体Cd污染日益严重，进而造成农田土壤中Cd含量的积累。耕地Cd污染造成农作物安全生产面临重大挑战。

相比于其他农作物，水稻在生长过程中易从土壤中吸收Cd元素，经过地上部转运最终富集在籽粒中，在食用含Cd的大米后，大部分Cd会被吸收并积累在体内产生毒性，危害人体健康，这给粮食安全带来巨大威胁。因此，实现水稻的安全生产对我国乃至世界粮食安全有着至关重要的作用，其中Cd低积累品种水稻的选育是解决稻米Cd污染最经济、可行的方法，寻找既能控制籽粒Cd低积累又不影响产量的基因并阐明其功能具有重要的理论及实践意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了水稻OsNAC42基因在调控籽粒镉积累量中的应用、sgRNA、重组载体及其应用。本发明确定了敲除水稻OsNAC42基因，不仅可以降低籽粒Cd积累，而且对于产量等农艺性状基本没有影响，为Cd低积累水稻品种的选育提供了契机，为培育高耐Cd植物/作物提供了基因资源和技术支持。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了水稻OsNAC42基因在调控籽粒镉积累量中的应用，所述OsNAC42基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

优选的，所述调控籽粒镉积累量包括：通过负调控OsNAC42基因的表达来降低籽粒镉积累量。

优选的，所述水稻OsNAC42基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明还提供了一种靶向水稻OsNAC42基因的sgRNA，所述sgRNA包括sgRNA-S和sgRNA-A；所述sgRNA-S的核苷酸序列如SEQ ID No.3所示；所述sgRNA-A的核苷酸序列如SEQID No.4所示。

本发明还提供了一种敲除水稻OsNAC42基因的重组载体，所述重组载体包括上述技术方案所述的sgRNA和基础载体。

优选的，所述基础载体包括VK005-01载体。

本发明还提供了上述技术方案所述的sgRNA或重组载体在降低水稻籽粒镉积累量中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的sgRNA或重组载体在培育耐镉水稻中的应用。

优选的，所述耐镉水稻的性状包括：籽粒镉含量低于野生型，其他农艺性状和野生型相当。

优选的，所述其他农艺性状包括：株高、籽粒大小、分蘖数和穗形中的一种或多种。

有益效果：