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文檔簡(jiǎn)介
1、直鏈淀粉含量的高低是決定稻米品質(zhì)及其用途的重要因素。通過(guò)對(duì)水稻胚乳中淀粉合成相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控,可改變稻米中的直鏈淀粉含量,進(jìn)而選育優(yōu)質(zhì)或特用水稻新品種。為培育具高直鏈淀粉、高抗性淀粉含量的水稻新品種,本實(shí)驗(yàn)室在前期研究中構(gòu)建了可同時(shí)抑制淀粉分支酶Ⅰ(SBEⅠ,或SBE1)和淀粉分支酶Ⅱ b(SBEⅡb,或SBE3)表達(dá)的雙反義表達(dá)載體,通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)將雙反義Sbe基因?qū)肓硕i稻品種特青中。本研究的主要內(nèi)容即是在此基礎(chǔ)上,選育了含目的轉(zhuǎn)
2、基因、具有高直鏈淀粉與抗性淀粉含量的穩(wěn)定轉(zhuǎn)基因水稻新品系;采用現(xiàn)代儀器分析等技術(shù),較為詳細(xì)地研究了高直鏈淀粉轉(zhuǎn)基因水稻中淀粉的理化特性、精細(xì)結(jié)構(gòu)及其營(yíng)養(yǎng)功能特性。除直鏈淀粉外,支鏈淀粉的結(jié)構(gòu)也是影響稻米食味的另一重要因素。本研究還以3個(gè)具有不同食味品質(zhì)和粘滯特性的糯稻品種為材料,研究了不同處理對(duì)稻米粘滯性的影響,以期進(jìn)一步探討米粉粘滯特性與淀粉粘滯特性之間的關(guān)系。同時(shí),還分別測(cè)定了3個(gè)糯稻淀粉的精細(xì)結(jié)構(gòu),為揭示稻
米粘滯特
3、性與淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)間的關(guān)系提供依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
1、高直鏈淀粉轉(zhuǎn)基因水稻新品系的選育與分子鑒定。利用已獲得的特青來(lái)源的轉(zhuǎn)雙反義Sbe基因材料,經(jīng)PCR篩選鑒定,從其自交后代中選育到了多個(gè)純合轉(zhuǎn)基因系。分子鑒定結(jié)果顯示,多數(shù)轉(zhuǎn)基因水稻植株中整合有1~3個(gè)拷貝外源基因;轉(zhuǎn)基因純合系胚乳中SBE1和SBE3的表達(dá)量均明顯低于未轉(zhuǎn)化對(duì)照,而淀粉粒結(jié)合淀粉合成酶(GBSS)的表達(dá)不受影響;轉(zhuǎn)雙反義Sbe基因種子表觀直鏈淀粉含量
4、較未轉(zhuǎn)化對(duì)照有明顯的提高,用碘染色法測(cè)得最高的達(dá)45%左右,比未轉(zhuǎn)化對(duì)照(22%)提高了一倍以上;導(dǎo)入雙反義Sbe基因所引起的高直鏈淀粉含量性狀能在轉(zhuǎn)基因水稻中穩(wěn)定傳遞。
2、高直鏈淀粉轉(zhuǎn)基因稻米的淀粉組成與結(jié)構(gòu)特性。以選育的2個(gè)高直鏈淀粉含量轉(zhuǎn)基因水稻新品系及其未轉(zhuǎn)化對(duì)照為對(duì)象,從籽粒形態(tài)、淀粉形態(tài)、組成、晶體特性、粘性等理化特性、以及淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)等方面比較轉(zhuǎn)基因稻米與其親本間的差異。研究結(jié)果表明,轉(zhuǎn)基因水稻種子中兩個(gè)內(nèi)
5、源分支酶表達(dá)受抑制和表觀直鏈淀粉含量提高后:(1)抗性淀粉含量極顯著增加,與未轉(zhuǎn)化對(duì)照相比,平均增幅為14.5倍,蛋白質(zhì)含量等其它組分也有不同程度的改變,但變幅不大;(2)轉(zhuǎn)基因籽粒表現(xiàn)皺縮、糙米外觀發(fā)黃、堊白增大、粒重下降;(3)籽粒發(fā)育過(guò)程中,轉(zhuǎn)基因稻米及其對(duì)照胚乳干重增殖均呈“S”型曲線變化,花后第8天為轉(zhuǎn)基因稻米及其對(duì)照粒重產(chǎn)生差異的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn);(4)轉(zhuǎn)基因水稻籽粒內(nèi)部空隙增多,淀粉粒形態(tài)不規(guī)則、多數(shù)呈圓形和卵圓形,淀粉粒間
6、排布不緊密;(5)轉(zhuǎn)基因稻米淀粉的晶體類型仍然表現(xiàn)為與親本一致的A型,但結(jié)晶度降低;(6)轉(zhuǎn)基因稻米淀粉中含有較多的中長(zhǎng)鏈;(7)轉(zhuǎn)基因稻米的抗溶解和抗糊化特性明顯增強(qiáng)。
3、高直鏈淀粉轉(zhuǎn)基因稻米的功能特性。通過(guò)體內(nèi)和體外兩種方法分析高抗性淀粉稻米的營(yíng)養(yǎng)功能特性,結(jié)果顯示:(1)轉(zhuǎn)基因稻米淀粉和米粉中的總纖維含量分別為9.30%和15.21%,相比較對(duì)照分別增加了1.2倍和4.5倍,達(dá)到極顯著水平;(2)轉(zhuǎn)基因稻米粉及其純
7、化淀粉中的慢速消化淀粉組分極顯著下降,而快速消化淀粉組分和抗性淀粉組分極顯著上升;(3)與飼喂未轉(zhuǎn)化對(duì)照大米相比較,進(jìn)食高直鏈淀粉轉(zhuǎn)基因稻米飼料的大鼠,其體重增長(zhǎng)較慢,排泄物短鏈脂肪酸含量極顯著提高,糞便的pH值減低、糞便排泄量增加。
4、具不同粘滯特性糯稻品種淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)和理化特性的比較。以3個(gè)具有不同食味品質(zhì)和粘滯特性的糯稻品種(揚(yáng)輻糯4號(hào)、廣陵香糯和蘇御糯)為試材,借助淀粉粘度測(cè)定儀、差示掃描量熱儀和凝膠色譜儀等,詳
8、細(xì)比較了3個(gè)糯稻米粉及其純化淀粉的淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)和理化特性,研究結(jié)果顯示:(1)3個(gè)糯稻品種米粉的粘滯特性有很大差異,峰值粘度表現(xiàn)為:揚(yáng)輻糯4號(hào)>廣陵香糯>蘇御糯;(2)α-淀粉酶活性對(duì)米粉的峰值粘度具有抑制作用,而蛋白中的二硫鍵形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)于米粉的峰值粘度具有促進(jìn)作用;糯稻米粉中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和α-淀粉酶活性的差異是致使其米粉和淀粉粘滯特性之間產(chǎn)生差異的主要原因;(3)揚(yáng)輻糯4號(hào)淀粉具有較多的A+B1鏈、較長(zhǎng)的平均鏈長(zhǎng)和外側(cè)鏈長(zhǎng),容易
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