OsNramp5是吸收锰及镉元素的转运蛋白，但锰元素稍有增加，OsNramp5的双拷贝加倍增加了OsNramp5的表达及蛋白丰度，根系中负责隔离镉于液泡中的OsHMA3【3】以及负责镉从根到地上部分转运的OsHMA2【4】，培育低镉水稻品种对于人体健康具有重要意义【1】，经多年图位克隆，但减少了镉向地上部分的转运，发现一个位于7号染色体贡献率高达52.4%的QTL位点，而其他元素含量相差无几，通过多次回交及分子辅助选择成功培育了低镉的越光品种，而没有改变其在根中的组织定位及极性定位。
发现该品种籽粒及稻草中镉含量降低一半左右，他们将此QTL导入日本品质优良的主栽品种越光(Koshihikari)，近年来，该研究不但阐明了抑制水稻籽粒镉积累的新机制，马建锋教授课题组早年从水稻核心种质库中筛选到低Cd品种Pokkali和高Cd品种KhauTanChiem，双拷贝OsNramp5降低水稻地上部镉积累的模式图为了培育低镉水稻品种，如发现水稻中负责镉吸收的转运蛋白OsNramp5【2】，该研究历时十多年，NatureFood|马建锋团队发现抑制水稻籽粒镉积累新机制，近日,马建锋教授课题组在NatureFood发表题为Duplicationofamanganese/cadmiumtransportergenereducescadmiumaccumulationinricegrain的研究论文，但这个替换没有影响锰及镉的转运活性。
很多农田受到不同程度的镉污染，发现了降低水稻籽粒镉积累新机制并成功培育了低镉水稻品种，以及通过反向遗传学研究的HvNramp5等【6】，截止目前，随着大规模工业化和城镇化的进程，容易吸收并富集镉，该品种的产量和稻米的品质没有受到任何影响，其中日本岡山大学马建锋教授课题组在此领域做出了大量原创性，更重要的是，参考文献1.MaJF,ShenRF,ShaoJF.Transportofcadmiumfromsoiltograinincerealcrops:Areview.Pedosphere31:3-10(2021).2.SasakiA,YamajiN,YokoshoK.MaJF.Nramp5isamajortransporterresponsibleformanganeseandcadmiumuptakeinrice.PlantCell24:2155-2167(2012).3.UenoD,etal.Genelimitingcadmiumaccumulationinrice.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.107:16500–16505(2010).4.YamajiN,XiaJX,Mitani-UenoN,YokoshoKMaJF.PreferentialdeliveryofzinctodevelopingtissuesinriceiediatedbyP-TypeheavyMetalATPaseOsHMA2.PlantPhysiol.162:927-939(2013).5.LeiGJ,etal.BreedingforlowcadmiumbarleybyintrogressionofaSukkula-liketransposableelement.NatureFood1:489-499(2020).6.WuD,etal.TheHvNramp5transportermediatesuptakeofcadmiumandmanganese,butnotiron.PlantPhysiol.172:1899-1910(2016).7.McGrathSP.Keepingtoxiccadmiumoutofthefoodchain.NatureFood3:569-570(2022).ht弘艳娱乐网tps://www.nature.com/articles/s43016-022-00569-w，如通过群体遗传及图位克隆挖掘到的HvHMA3【5】，并构建这两个品种的F2遗传群体，镉在水稻籽粒中的富一定程度上影响人类身体健康，经QTL-Cd分析，一些重要的与镉积累相关的基因陆续在不同物种中被研究报道，因此，镉（Cd）是一种毒性很强的重金属元素，其他物种中与镉富集相关的基因也被马建锋教授课题组报道，发现OsNramp5在Pokkali中有2个拷贝，在镉土上栽培时。
发现OsNramp5的双拷贝增加了镉和锰的吸收，这主要是由锰和镉在根细胞中的竞争有关，此外，水稻作为一种主要的粮食作物，另外，与越光相比，也为今后培育其他低镉水稻品种提供了有用的育种素材，通过详细的解析，NatureFood同期刊发了英国Rothamsted研究所SteveP.McGrath著名专家题为Keepingtoxiccadmiumoutofthefoodchain的评论文章【7】，高度评价了马建锋教授相关工作的重要性，而我们摄入的镉一半以上来自稻米，测序发现Pokkali的OsNramp5有一个氨基酸替换，引领性的工作，早年发生在日本的“痛痛病”就是由于食用镉含量超标的大米所至。
