发现选择性降低水稻镉积累的机制

　冈山大学学术研究院前沿研究领域（资源植物科学研究所）马建锋教授课题组联合中国科学院遗传与发育生物学研究所开展合作研究，借助碱基编辑诱变技术培育出低镉积累水稻，并阐明了其镉积累抑制机制。该研究成果已于6月19日刊登于美国国家科学院院刊『Proceedings of the National Academy of Sciences』。
　镉（Cd）是一类具有致癌性的重金属，也是痛痛病（日本著名公害病）的致病元凶。大米作为人类主食，是人体镉摄入的最主要来源，因此阻断土壤中镉向水稻籽粒迁移，是保障食品安全与人体健康的关键研究课题。
本研究靶向水稻根部负责吸收锰（Mn）与镉的关键转运基因OsNramp5，开展碱基编辑突变筛选。实验发现：第441位氨基酸发生单一位点替换（异亮氨酸突变为苏氨酸）后，水稻秸秆与糙米中的镉含量显著下降，且水稻产量、其他必需金属元素的积累均不受负面影响。进一步通过多种分析方法揭示了该突变选择性降低镉积累的分子机理。

◆研究者寄语

我们团队早在2012年就鉴定出水稻主要镉转运蛋白OsNramp5但该蛋白同时承担必需微量元素锰的转运功能，若直接破坏OsNramp5基因，会造成水稻减产，这是长期以来亟待攻克的技术瓶颈。全球科研界一直致力于开发仅阻断镉吸收的育种技术。本次研究通过基因组编辑技术对OsNramp5引入特异性点突变，成功攻克了这一难题。

马教授（左侧）与第一作者黄胜博士研究员究員

■论文信息
论文名：Genome-edited rice variety with low-cadmium accumulation in the grain
日文题目 「ゲノム編集によるカドミウム低集積イネの育成」
刊登：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America　
作者：Sheng Huang, Noriyuki Konishi, Weicai Chen, Naoki Yamaji, Jun Ge, Xiangbing Meng, Yanhui Jing, Yonghong Wang, Wenguang Wang, Hong Yu, Jian Feng Ma, Jiayang Li
D O I：10.1073/pnas.2610609123
U R L：https://doi.org/10.1073/pnas.2610609123

■研究资金
　本研究获得独立行政法人日本学术振兴会（JSPS）“科学研究费补助事业”（21H05034、25H01332、26K21758 研究代表：马建锋）的支援而实施。

＜详细研究内容＞
发现选择性降低水稻镉积累的机制

＜联系方式＞
冈山大学学术研究院前沿研究领域（资源植物科学研究所）
教授　马　建锋
（TEL）086-434-1209