本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域，具體涉及毛竹 penramp5基因在降低水稻cd積累增加mn吸收的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、水稻具有較強的cd吸收能力，cd污染不僅導(dǎo)致水稻減產(chǎn)，而且會在稻米中積累，通過食物鏈進入人體，威脅人體健康。

2、 nramp5基因編碼一種金屬離子轉(zhuǎn)運蛋白，主要參與mn和cd的吸收與運輸。它在植物營養(yǎng)吸收和重金屬耐受中起關(guān)鍵作用，在農(nóng)業(yè)和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。通過調(diào)控 nramp5基因，可以改良作物對金屬離子的吸收特性，減少重金屬污染對食品安全的影響。

3、然而，利用 nramp5基因去控制cd的吸收的同時，mn的吸收也同時減少，但mn是植物的必需元素，mn的缺失會影響植物的正常生長。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供毛竹 penramp5基因在降低水稻cd積累增加mn吸收的應(yīng)用。通過過表達毛竹 penramp5基因在保持水稻地上部分對mn的吸收的同時，抑制了對cd的吸收。

2、毛竹 penramp5基因在調(diào)控降低水稻cd積累和增加mn吸收的應(yīng)用。

3、進一步地，毛竹 penramp5基因包括 penramp5-1593基因和 penramp5-1602基因。

4、進一步地， penramp5-1593基因編碼的氨基酸序列如seq?id?no.1所示。

5、進一步地， penramp5-1593基因的cds序列的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

6、進一步地， penramp5-1602基因編碼的氨基酸序列如seq?id?no.3所示。

7、進一步地， penramp5-1602基因的cds序列的核苷酸序列如seq?id?no.4所示。

8、進一步地，構(gòu)建pubi- penramp5-1593和pubi- penramp5-1602載體，并將重組載體轉(zhuǎn)化至水稻cd和mn吸收缺陷型突變體 osnramp5中。

9、進一步地，在 osnramp5突變體中回補毛竹的 penramp5-1593或 penramp5-1602基因增加了水稻根系對cd的吸收，且根系吸收的cd向地上部分的轉(zhuǎn)運效率降低，有效減少cd的積累，同時恢復(fù)了對mn的吸收以及地上部分的積累。

10、本發(fā)明的有益之處在于：

11、在 osnramp5突變體中回補毛竹的 penramp5-1593或 penramp5-1602基因顯著的增加了水稻根系對cd的吸收，但水稻根系吸收的cd向地上部分的轉(zhuǎn)運效率顯著降低，和野生型水稻相比，轉(zhuǎn)基因水稻地上部分的cd積累量可下降29倍左右，和 osnramp5突變體相比，轉(zhuǎn)基因水稻地上部分的cd積累量可下降3倍左右。同時，和 osnramp5突變體相比，轉(zhuǎn)基因水稻恢復(fù)了對mn的吸收以及地上部分的積累。

技術(shù)特征：

1.毛竹penramp5基因在降低水稻cd積累增加mn吸收的應(yīng)用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毛竹penramp5基因在降低水稻cd積累增加mn吸收的應(yīng)用，其特征在于：毛竹penramp5基因包括penramp5-1593基因和penramp5-1602基因。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的毛竹penramp5基因在降低水稻cd積累增加mn吸收的應(yīng)用，其特征在于：penramp5-1593基因編碼的氨基酸序列如seq?id?no.1所示。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的毛竹penramp5基因在降低水稻cd積累增加mn吸收的應(yīng)用，其特征在于：penramp5-1593基因的cds序列的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的毛竹penramp5基因在降低水稻cd積累增加mn吸收的應(yīng)用，其特征在于：penramp5-1602基因編碼的氨基酸序列如seq?id?no.3所示。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的毛竹penramp5基因在降低水稻cd積累增加mn吸收的應(yīng)用，其特征在于：penramp5-1602基因的cds序列的核苷酸序列如seq?id?no.4所示。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的毛竹penramp5基因在降低水稻cd積累增加mn吸收的應(yīng)用，其特征在于，構(gòu)建pubi-penramp5-1593和pubi-penramp5-1602載體，并將重組載體轉(zhuǎn)化至水稻cd和mn吸收缺陷型突變體osnramp5中。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的毛竹penramp5基因在降低水稻cd積累增加mn吸收的應(yīng)用，其特征在于，在osnramp5突變體中回補毛竹的penramp5-1593或penramp5-1602基因增加了水稻根系對cd的積累，但減少了地上部分cd的積累，根系吸收的cd向地上部分的轉(zhuǎn)運效率降低，同時恢復(fù)了對mn的吸收以及地上部分的積累。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了毛竹PeNRAMP5基因在降低水稻Cd積累增加Mn吸收的應(yīng)用。優(yōu)點在于，在OsNRAMP5突變體中回補毛竹的PeNRAMP5?1593或PeNRAMP5?1602基因顯著的增加了水稻根系對Cd的吸收，但水稻根系吸收的Cd向地上部分的轉(zhuǎn)運效率顯著降低，有效減少地上部分Cd的積累，和野生型水稻相比，轉(zhuǎn)基因水稻地上部分的Cd積累量可下降29倍左右，和OsNRAMP5突變體相比，轉(zhuǎn)基因水稻地上部分的Cd積累量可下降3倍左右。同時，和OsNRAMP5突變體相比，轉(zhuǎn)基因水稻恢復(fù)了對Mn的吸收以及地上部分的積累。

技術(shù)研發(fā)人員：邵繼鋒,楊凡,黃康康,李媛媛
受保護的技術(shù)使用者：浙江農(nóng)林大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24