[發明專利]一種減輕重金屬鎘污染的水稻育種方法

無效

• 申請號: 201310379342.4
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103444516A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 曾生元;龔紅兵;李闖;周義文;盛生蘭;林添資;景德道;錢華飛;余波
• 申請（專利權）人: 江蘇豐源種業有限公司
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/04;C12Q1/68
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種可有效減輕稻米中重金屬鎘污染的水稻育種方法，屬于植物生物技術領域。

背景技術

水稻是我國最重要的糧食作物。然而，隨著工業的迅速發展，受工業“三廢”和農業活動自身的影響，我國稻田重金屬污染問題日趨嚴重。有資料表明，目前我國受重金屬污染的耕地面積已超過2000萬公頃，稻田受重金屬污染后，土壤中重金屬被水稻吸收并在籽粒中積累，通過食物進入人體，不僅降低稻米的食用品質，還可能產生骨骼、腎臟疾病甚至引起癌癥，嚴重威脅國人健康。

在稻田重金屬污染中又以鎘(Cd，Cadmium)污染最為嚴重，鎘作為一種重金屬元素，在冶金、塑料、電子等行業非常重要，使用廣泛，它通過廢水排入環境中，再通過灌溉進入食物，所以水稻是典型的“受害作物”。WHO(國際衛生組織)對鎘安全標準上限的是每周每公斤體重7微克(mg)。這相當于一個60公斤(kg)的人，每天不超過60mg。鎘成分嚴重超標的大米，簡稱為“鎘大米”，自2010年以來，我國已曝光了3次影響惡劣的大批量鎘大米事件，主要產自廣東、湖南等南方稻區，其中2013年5月報道的“鎘大米”事件中，大米中鎘的含量最高達到每公斤1005mg，而我國農業部標準規定大米中的限量為0.2mg每公斤。

一般而言，鎘在水稻各部位含量的順序為：根>葉>谷粒>精米(即食用大米)，這是因為鎘由根部運輸到植株頂端需要經過許多細胞壁及細胞膜障礙。進一步研究證實在相同的鎘濃度條件下種植不同品種間鎘的積累存在顯著差異，一般表現為秈稻>粳稻，水稻中鎘積累能力的不同主要是由其自身吸收和轉運差異引起的，受基因所控制，直到最近日本學者發現位于水稻第7染色體的OsHMA3(qGCd7，重金屬三磷酸腺苷酶)基因的遺傳差異可以解釋秈稻Anjana?Dhan和粳稻Nipponbare(日本晴)之間谷粒中85.6％的鎘含量差異。OsHMA3對鉛、鋅等重金屬的積累也有降低作用，但是對水稻發育所必需的氮離子、鉀離子、鈣離子的吸收不存在影響。

因此，在治理土壤及灌溉水中鎘污染需要一個長年限周期和耗費大量人力物力的背景下，利用水稻品種自身的特性，改良水稻的基因基礎，降低其鎘等重金屬的積累，是一種可減輕稻米中重金屬污染的有效措施，培育鎘積累低的水稻品種具有重要意義。

發明內容

本發明目的在于提供一種能有效減輕稻米中重金屬鎘污染的水稻育種方法，更具體的說在于提供一種通過選育鎘積累低水稻品種的方法，以達到降低重金屬進入食物鏈的目的。

本發明一方面涉及一種減輕重金屬鎘污染的水稻育種方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)以如下引物為分子標記，以受體和供體的eDNA為模版進行PCR擴增，通過凝膠電泳檢測擴增片段，如果產物是是279bp的DNA片段，則待測水稻的基因型為I型；如果DNA片段是258bp，則為II型；

引物序列前引物(5’-3’)：AGACCGGGACGATCACCA后引物(5'-3’)：CAATCCTGCAATAACCAAAGACATA

(2)以II型品種為受體，以I型品種為供體進行雜交得F₁，利用上述引物檢測F₁的基因型，選擇基因型雜合的單株；

(3)用目標F₁單株與II型品種進行回交，采用與步驟(2)相同的方法對回交后的單株進行基因型檢測，篩選目標單株再作下一次回交，如此程序回交5代，即得到BC₅F₁代群體；

(4)篩選BC₅F₁代群體中的目標單株，進行自交，分單株收種，種植成BC₅F₂群體，采用與步驟(2)相同的方法對自交的群體進行單株檢測，得到含有OsHMA3基因的純系。

在本發明的一個優選實施方式中，所述的方法還包括如下步驟：