镉（Cd）的摄入对人体健康有害，稻谷中的镉污染对以大米为主食的人构成了严重威胁。敲除镉载体是减少水稻籽粒中镉积累的一种有前景的策略。OsNRAMP5是水稻吸收镉和锰的主要载体。然而，在不影响植株生长和粮食产量的前提下，OsNRAMP5基因敲除是否适用于生产低镉水稻尚不确定。本研究采用基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术，敲除两个粳稻品种的OsNRAMP5。我们生成三个独立的无转基因osnramp5突变型，并研究了osnramp5突变对镉积累和植物生长的影响。水培试验表明，在低锰条件下，Osnramp5突变型植株生长和叶绿素含量显著降低，而高锰的供应可以完全挽救突变体的这种缺陷生长。与野生型相比，突变型在根和芽中的镉和锰积累明显减少。在稻田试验中，虽然osnramp5突变型的标志叶和籽粒中镉含量大大降低，但突变型中的一些农艺性状，包括株高、结实率和每穗粒数都受到了影响，最终导致谷物产量略有下降。突变型植物生长的减缓可归因于锰积累的显著下降。我们的研究结果表明，OsNRAMP5的操作应谨慎对待：在评估osnramp5突变型的适用性时，需要考虑稻田的土壤酸碱度和土壤含水量，因为它们可能影响土壤中锰的可利用水平，从而决定了突变对谷物产量的影响。
