一種減輕重金屬鎘污染的水稻育種方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種減輕重金屬鎘污染的水稻育種方法，本發(fā)明利用水稻自身基因差異來培育低鎘大米，能夠在土壤、水體治理周期長和成本高的情況下有效選育出低鎘積累的水稻品種，降低稻米中重金屬含量，達到了健康、環(huán)保、綠色的要求。本發(fā)明所培育的低鎘大米品種可有效減少人類的重金屬攝入量，增進人體健康。
【專利說明】一種減輕重金屬鎘污染的水稻育種方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー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(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]水稻是我國最重要的糧食作物。然而，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，受エ業(yè)“三廢”和農(nóng)業(yè)活動自身的影響，我國稻田重金屬污染問題日趨嚴(yán)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，土壌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(zhì)，還可能產(chǎn)生骨骼、腎臟疾病甚至引起癌癥，嚴(yán)重威脅國人健康。
[0003]在稻田重金屬污染中又以鎘(Cd，Cadmium)污染最為嚴(yán)重，鎘作為ー種重金屬元素，在冶金、塑料、電子等行業(yè)非常重要，使用廣泛，它通過廢水排入環(huán)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(wèi)生組織)對鎘安全標(biāo)準(zhǔn)上限的是每周姆公斤體重7微克(mg)。這相當(dāng)于ー個60公斤(kg)的人,姆天不超過60mg。鎘成分嚴(yán)重超標(biāo)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(chǎn)自廣東、湖南等南方稻區(qū)，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(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定大米中的限量為0.2mg每公斤。
[0004]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?shù)街仓觏敹诵枰?jīng)過許多細胞壁及細胞膜障礙。進ー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(xiàn)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(zhuǎn)運差異引起的，受基因所控制，直到最近日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)位于水稻第7染色體的0sHMA3(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 (日本睛)之間谷粒中85.6%的鎘含量差異。0sHMA3對鉛、鋅等重金屬的積累也有降低作用，但是對水稻發(fā)育所必需的氮離子、鉀離子、鈣離子的吸收不存在影響。
[0005]因此，在治理土壤及灌溉水中鎘污染需要ー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(chǔ)，降低其鎘等重金屬的積累，是ー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(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)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。
[0007]本發(fā)明一方面涉及ー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:
[0008](I)以如下引物為分子標(biāo)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(chǎn)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;
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一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(biāo)記，以受體和供體的cDNA為模版進行PCR擴增，通過凝膠電泳檢測擴增片段，如果產(chǎn)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；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的育種方法，所述的方法還包括如下步驟: 將BC5F2中單株種植成小區(qū)，測定各小區(qū)水稻糙米中鎘的含量；根據(jù)綜合產(chǎn)量、品質(zhì)性狀選擇低鎘大米的優(yōu)良株系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的育種方法，所述的I型品種為秈稻品種，優(yōu)選為Habataki, II型品種為粳稻品種，優(yōu)選為日本睛(Nipponbare)。
【文檔編號】A01H1/04GK103444516SQ201310379342
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】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 申請人:江蘇豐源種業(yè)有限公司