一种水稻OsABCC9基因及其在转运镉中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种水稻OsABCC9基因及其应用，属于植物基因工程技术领域，所述水稻OsABCC9基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。本发明专利技术提供的水稻OsABCC9基因具有转运镉的作用，水稻OsABCC9基因编码的蛋白在植物的解镉毒过程中发挥重要的作用。本发明专利技术中的OsABCC9基因在水稻根中的表达受Cd的高度诱导；亚细胞定位分析显示OsABCC9定位于液泡膜上；植株实验分析表明OsABCC9基因具有转运Cd的作用。本发明专利技术的OsABCC9基因可做为一个镉转运蛋白，在水稻的解镉毒过程中发挥重要的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻OsABCC9基因及其在转运镉中的应用
本专利技术属于植物基因工程
，尤其涉及一种水稻OsABCC9基因及其在转运镉中的应用。
技术介绍
镉(Cadmium，Cd)是一种对动植物有剧毒的金属元素之一。土壤中过量的镉可被植物根系吸收，从而抑制植物生长，降低作物产量。而且，被根吸收的镉可以从根转移到地上部分，进而积累到果实、谷物中，并通过饮食摄入进入人体内，长时间的摄入有毒的镉可引起肾功能不全、骨折、癌症等多种疾病。因此，阐明植物体内Cd的转运过程和积累机制，有助于生产和开发低Cd作物，从而减少或降低人类对Cd的摄取量。Cd作为一种非必需元素，主要通过运输系统进入植物的根细胞，进入根细胞后的Cd主要有三种转运途径：排出体外、隔离到液泡中和转移到木质部中。例如，拟南芥中的AtPDR8(AtABCG36)已被报道参与了Cd或Cd复合物的外排，其过表达后增加了转基因植株中Cd的外排，降低了Cd的含量，从而增加了植株对Cd的耐受性。另外，Cd或Cd-复合物也可以通过液泡上的转运体被隔离到液泡中，以达到解Cd毒的作用。例如，水稻中的OsHMA3蛋白参与了Cd向液泡中的转运，从而降低了Cd对水稻的毒害，而OsHMA3突变的植株未能将Cd隔离到液泡中。此外，一些Cd也可以转移到木质部，进而运输到地上部分以及种子或果实中。在水稻中，OsHMA2已被报道参与了Cd和Zn向木质部的转运。OsHMA2主要表达于根的维管束中，其突变后降低了Cd和Zn从根到茎的转移。总的来说，Cd转运体对植物体内Cd的解毒和积累都发挥着重要作用。ATP结合盒式(ATP-bindingcassette，ABC)转运蛋白是在原核生物和真核生物中发现的一个蛋白超家族。根据转运蛋白的结构域和系统发育关系，将植物ABC转运蛋白分为8个亚科(A-G,I)。ABC蛋白转运底物种类繁多，包括脂类、金属和植物激素等。目前已有多种ABC转运蛋白被报道能够转运Cd或Cd-复合物。第一个被称为Cd转运体的ABC转运体是裂变酵母中的HMT1，它可以将PC-Cd复合物转运到液泡中已达到Cd解毒的作用。随后，在不同物种中发现了参与Cd转运的ABC转运蛋白。在拟南芥中，除了AtABCG36之外，三种C型ABC转运蛋白AtABCC1、AtABCC2和AtABCC3也通过将Cd或Cd复合物隔离在液泡中进而增强Cd的耐受性。在水稻中，有133个基因被注释为ABC转运体基因，其中2个基因被报道参与了Cd的耐受性。OsABCG43在水稻根系中受Cd诱导表达，在酵母中表达可以增加酵母的Cd耐受性，但其在水稻中的确切功能目前尚不清楚。OsABCG36在水稻的根中的表达，也受Cd的诱导，其定位于细胞膜上，OsABCG36突变后增加植株根中Cd的积累，因此OsABCG36被认为是通过从水稻的根细胞排出Cd或Cd复合物来增加对的Cd的耐受性。目前，现有报道中还未发现新的水稻ABC转运蛋白家族基因对镉耐受的报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种水稻OsABCC9基因及其在转运镉中的应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供了一种水稻OsABCC9基因，所述水稻OsABCC9基因的核苷酸序列如SEQIDNo.1所示。本专利技术还提供了上述技术方案所述的水稻OsABCC9基因在转运镉中的应用。本专利技术提供了一种水稻OsABCC9基因及其在转运镉中的应用。本专利技术提供的水稻OsABCC9基因具有转运镉的作用，所述水稻OsABCC9基因编码的蛋白在植物的解镉毒过程中发挥重要的作用。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术的水稻OsABCC9基因主要在根中表达，并且受Cd的高度诱导。(2)利用水稻原生质体细胞分析OsABCC9亚细胞定位情况，表明其定位于液泡膜上。(3)使用CRISPR-Cas9技术进行突变体植株的构建，筛选了两个不同突变位点的纯合突变体植株进行植株实验。突变体植株使用Cd处理后发现，突变体植株根和茎的干重、Cd含量显著性少于野生型，对Cd表现出敏感现象。结果表明，在水稻中OsABCC9参与了Cd的耐受性调控。并且，OsABCC9突变后，增加籽粒中的Cd含量，说明OsABCC9基因影响水稻种子中的Cd积累。因此，水稻OsABCC9是一个新的参与镉耐受性和镉积累的基因。附图说明图1为水稻和拟南芥中ABCC转运蛋白的进化树分析图；图2为OsABCC9基因结构图和纯合突变体植株类型；图3为OsABCC9在根和茎中的表达水平；图4为不同处理时间、不同Cd浓度处理对OsABCC9表达水平的影响；图5为OsABCC9在水稻原生质体中亚细胞定位情况；图6为OsABCC9突变体植株镉耐受性分析及Cd含量测定；图7为OsABCC9突变体植株种子中镉含量分析。具体实施方式本专利技术提供了一种水稻OsABCC9基因，所述水稻OsABCC9基因的核苷酸序列如SEQIDNo.1所示，具体如下：atgccgatgccggccacctcgctcccgtggtggctgtccaccaccgcgtgctccccgcctccgccgtcttcctcctccttctccctctccgaccgcctcgccttcctcttcctctccccatgcccgcagcgcgtggtcctcggcggcgccgtcgacctcgccttcctcctcgcggtggtgttcgtcgccgtccgcgctcgcttgtcgcggtcccggcgtgagggtatcgcgaacggcaacggggaccacgcggaggaggagcccctgctcgcgaagccgtctgtggtggctgcggtgcccccgccgcccccgcgcggggggttgcggcacgcgctcgcgctcgcggcgtccgtgtgtttcgcggccgcgtcgctcgtgctgctcgtgctcgcggtcgtgctgctcccgaggaccgcatggctcgccgcggagtgcgcgttcctcgtggcgcagttcgtggcgcacctcgccgctgtgggggtcgtcgtggcggagaaggcggccgcggcgcgttctcacccggcgcacctccgtctcttctgggctgggactgcggctctcgcggcgctcttctccggctccgcggctgcgcgctacgcggctcgcgagcccatcctccccgacgatgccgtcgcgttcgctgggctggtgatgtcgctccctcttctctacttctccgtcaccggctccaccggcctcggtggtgcggcgattcccgacggggaagaccgaagctgtgttccgggtcacgccgcggcggcggcgtcgtactcgacggcgtcgtggttgtcgctcgcgacgttcagctggatcaacccgctcatctcc本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水稻OsABCC9基因，其特征在于，所述水稻OsABCC9基因的核苷酸序列如SEQ IDNo.1所示。/n

【技术特征摘要】
1.一种水稻OsABCC9基因，其特征在于，所述水稻OsABCC9基因的核苷酸序列如SEQIDN...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏继星，付珊，黄晶晶，杨广哲，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45