一、项目简介

本发明属于作物遗传育种与农产品安全领域，具体涉及一种通过精准改造基因启动子来调控重金属转运蛋白表达，从而培育籽粒重金属低积累水稻新种质的方法与应用。随着土壤重金属污染问题日益突出，稻米镉超标已成为威胁粮食安全与人体健康的重大隐患。

传统降低作物重金属积累的方法（如土壤改良、农艺措施等）往往效果有限、成本高昂或难以大规模应用。基因编辑技术为从遗传根源解决该问题提供了新途径。然而，直接敲除重金属吸收相关基因可能导致植株必需微量元素缺乏或其他不良农艺性状。

本发明创新性地聚焦于重金属转运蛋白基因的启动子区域，通过CRISPR等基因编辑技术，对该区域进行精准突变，而非直接改变基因的编码序列。这种策略能够精确调控重金属转运蛋白的表达水平或表达模式（如在特定组织或发育阶段表达），从而减少重金属（尤其是镉）向稻米中的运输和积累，同时最大限度地保持作物正常的生长发育及产量品质。该方法为生产安全稻米提供了更为精准、可控且易被社会接受的技术解决方案，对在重金属污染产区实现“安全生产”具有重要意义。

二、专利摘要

本发明提供了一种启动子变体在植物育种中的应用，具体地，本发明首次筛到了一种NRAMP5基因启动子变体，该变体相对于野生型的NRAMP5基因的启动子(SEQ ID NO.1)的1644‑2004bp位发生突变，可显著改良植物农艺性状，包括：(a)不改变植物籽粒中的锰含量；(b)提高植物籽粒中的铁和镁含量；和(c)降低植物籽粒中镉、铅、砷重金属的含量。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请，申请号：202410126521.5，实质审查中；持有人项目编号：SIPPE23-17。

四、持有单位

中国科学院分子植物科学卓越创新中心。

五、合作方式

转让、许可或合作研发。

六、联系方式

张雯，wzhang@cemps.ac.cn，021-54924138。