马铃薯表观淀粉含量与直链淀粉含量相关性研究

测定了48个不同马铃薯品种表观淀粉含量以及块茎中和淀粉中直链淀粉含量,对表观淀粉含量和块茎中直链淀粉含量间,表观淀粉含量和淀粉粒直链淀粉含量间进行了相关分析。结果表明：表观淀粉含量和块茎中直链淀粉含量间相关显著,表观淀粉含量和淀粉粒直链淀粉含量间相关不显著,且中熟和晚熟基因型表观淀粉含量和淀粉粒直链淀粉含量间相关也不显著,这些结论将为淀粉生物合成的理论研究和淀粉品质改良提供基本的表型数据。     

玉米种子发育过程中直链淀粉积累规律的分析

淀粉是玉米种子的主要组成成分,它包括直链淀粉和支链淀粉。支链淀粉的合成需要淀粉合成酶、分支酶和脱支酶的共同作用,而直链淀粉的合成则是在颗粒结合型淀粉合成酶的作用下进行的。颗粒结合型淀粉合成酶基因的突变造成玉米种子的腊质（糯性）表型。与支链淀粉合成的分子机制的研究相比,目前对玉米种子中直链淀粉合成的分子机制了解相对较少。以野生型黄早4玉米自交系和突变体糯玉米为实验材料,研究了种子不同发育时期直链淀粉的积累规律。通过碘染色的方法,观察了玉米种子发育过程中淀粉积累的形态变化。定量分析表明,从授粉后10d至25d,黄早4种子中直链淀粉的含量逐渐增加,同时颗粒结合型淀粉合成酶（GBSS）的活性逐渐提高;而在糯玉米中,直链淀粉和GBSS活性均未检测到。进而,通过RT-PCR方法,从黄早4种子中分离出编码GBSSI的cDNA片段。在授粉后10d至25d的玉米胚乳中均可检测到GBSSI的表达,而在胚中直到授粉后25d才检测到该基因表达的微弱信号。在糯玉米种子中没有检测到该基因的表达。研究结果表明,在玉米种子发育过程中,GBSSI基因的表达通过控制GBSS的合成,最终控制直链淀粉的合成。研究工作为理解玉米种子中直链淀粉合成的分子机制提供了重要信息。     

胚乳中淀粉的合成

禾本科植物胚乳内所含有的淀粉根据其结构、组成可以分为两类：直链淀粉（由α-1,4糖苷键连接的多聚D-葡萄糖）和支链淀粉（在以α-1,4糖苷键连接的主链上通过形成α-1,6糖苷键引入支链的多聚D-葡萄糖）。前者是以一种线性无序状态存在,而支链淀粉则是构成淀粉半晶体结构的主要成分。其中,除了负责合成作为糖基直接供体的ADP—Glc的酶AGPase外,直链淀粉中链的延伸反应由GBSSI完成,而支链淀粉的合成则相对复杂,需要SS、SBE、DBE、SP等一些酶的协同调控来共同完成。本文综述了胚乳中淀粉合成过程中所涉及的一些关键酶的研究进展,并对此研究领域进行了展望。     

不同类型玉米籽粒的营养品质及其与籽粒质地的关系

测定普通玉米、爆裂玉米、糯玉米和甜玉米4种类型玉米籽粒不同发育时期的直链淀粉、支链淀粉、总淀粉、可溶性糖和蛋白的含量,分析这些营养物质与角质率的关系。结果表明：灌浆期间4种类型玉米的直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量呈上升趋势,总蛋白含量呈下降趋势,可溶性糖含量变化规律不明显。爆裂玉米的直链淀粉含量始终最高（4．7％-23．1％）,甜玉米（1．4％-4．6％）和糯玉米（2．3％-4．9％）的始终较低;甜玉米的支链淀粉含量一直最低（15．7％-35．5％）,除授粉10d以外,糯玉米的支链淀粉含量一直最高（65．5％-69．8％）;甜玉米总淀粉含量始终最低（17．1％36.1％）、总蛋白含量（15．2％-26．9％）和授粉30d后的可溶性糖含量最高（14．2％-17．6％）。高蛋白含量可能是爆裂玉米和甜玉米角质率高的原因,糯玉米的角质率低可能与支链淀粉含量高和蛋白积累少有关。     

萌发中食松幼苗淀粉合酶同工酶与淀粉成分的关系

利用14C－ADPG标定法测定可溶性及与淀粉粒结合的淀粉合酶活性,采用过氯酸抽提、DMSO玻璃纤维纸层析、硫酸水解法定量测定各类淀粉成分,探讨了食松（PinusedulisEngelm）幼苗生长过程中淀粉合酶与淀粉成分间的关系。结果表明,在胚根出现以后,淀粉含量迅速增加,伴随着淀粉颗粒数目和质量的增加,两类淀粉合酶活性的增加以及淀粉合酶免疫印迹图谱的变化。支链淀粉是食松淀粉的主要成分,占总淀粉的84％。可溶性淀粉合酶峰值比淀粉粒结合的淀粉合酶活性峰值高1．3倍,与支链淀粉和直链淀粉的比例相对应。结果支持食松可溶性淀粉合酶是负责支链淀粉合成的主要酶的假说,同时表明淀粉粒结合的淀粉合酶在支链淀粉的合成中也有作用。     

由α-淀粉酶催化的淀粉降解的产物究竟是什么?

我国现用的植物生理学教材中有些加入了植物碳水化合物代谢的内客,其中有关α-淀粉酶催化淀粉水解的内容在不同的教材中有不同的表述。潘瑞炽、董愚得合编的《植物生理学》上册(1979年高等学校试用教材)第161页和1983年该书第二版第152页:α-淀粉酶可作用于直链淀粉和支链淀粉,……α-淀粉酶可任意断裂螺旋构型的α-1,4-苷键,割裂出含6—7个葡萄糖单位组成的短链。由于这种酶的作用位置是在淀粉分子之内,故亦称为内淀粉酶(endoamylase)。α-淀粉酶不能水解α-1,6-苷键,故作用于支链淀粉时,就会余下1,6结合的分支部分。α-淀粉酶分解直链淀粉和支链淀粉所产     

植物颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)基因的表达调控机制研究进展

颗粒结合淀粉合成酶(granule-bound starch synthase,GBSS)是决定直链淀粉合成的关键酶,单子叶植物GBSS包含两种同工酶,分别是GBSSI和GBSSII,双子叶植物只有GBSSII一种同工酶。GBSSI基因的表达主要控制种子、胚、胚乳等贮藏器官中直链淀粉的合成,而GBSSII主要控制根、茎、叶等营养器官中直链淀粉的合成。综述了模式植物及农作物中GBSS基因表达调控机制的最新研究进展,以期为其他植物GBSS基因的研究提供借鉴。     

糯性水稻中蜡质基因第1内含子的剪接活性

以前的研究结果表明,非糯性的稻米中直链淀粉的含量与各品种中蜡质基因（Ｗｘ）第１内含子被剪接的效率有关,即剪接效率高的品种直链淀粉含量也高。为弄清糯米中不含直链淀粉是否也与此内含子剪接效率有关系,构建了蜡质基因启动子,（来自灿稻品种２３２）、蜡质基因第１内含子「来自籼稻品种２３２（高直链淀粉含量的品种）或粳稻品种寒丰６３６６（中、低直链淀粉含量的品种）或粳稻品种寒丰６３６６（中、低直链淀粉含量的品种     

Waxy基因的RNA沉默使转基因小麦种子中直链淀粉含量下降

通过RNAi策略转化小麦,以降低小麦种子中直链淀粉的含量。小麦中直链淀粉合成的关键酶是颗粒结合型淀粉合成酶（Granule—bound starch synthase l,GBSSI,即WAXY蛋白）,通过RT—PCR方法从小麦种子中分离出Waxy基因。Southern杂交分析表明,在基因组中存在3个Waxy基因。Northern杂交分析显示出在授粉后的小麦种子中检测到Waxy mRNA。利用RNA沉默策略,将Waxy编码区683bp的正向和反向片段以及150bp内含子,连接于表达载体pCAMBIA3300中玉米ubil启动子下游。以扬麦10号授粉后15d的幼胚为外植体,利用农杆菌介导的方法进行转化。通过PCR、RT-PCR和叶片离体褪绿实验鉴定出4株转基因植株。小麦胚乳I2-KI染色和直链淀粉含量测定表明这4株转基因植株直链淀粉含量明显下降。研究结果表明Waxy基因的RNA沉默使转基因小麦种子直链淀粉的含量下降。     

糯性和非糯性小麦灌浆期胚乳直/支链淀粉积累及其相关酶活性研究

选用3份糯性和2份非糯性小麦材料,通过田间试验在灌浆过程中分别检测了各材料的籽粒直链和支链淀粉积累量、淀粉积累速率及淀粉合成关键酶活性的动态变化过程,探讨籽粒淀粉累积与相关酶活性的关系.结果表明:(1)非糯小麦在花后7 d前均未检测到直链淀粉存在,而此时已经检测到支链淀粉含量,并且糯小麦仅含有支链淀粉,支链淀粉早于直链淀粉合成.(2)糯性和非糯性小麦灌浆期籽粒的直、支链淀粉积累速率均呈先增加后降低的趋势,且直、支链淀粉最终积累量取决于最大积累速率和平均积累速率的大小,而积累活跃期的调节作用较小;糯性和非糯性小麦在淀粉合成过程中的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SEB)活性均呈单峰曲线变化,活性峰值基本上都出现在花后20～25 d左右.(3)直链淀粉积累速率与AGPP、SSS、GBSS和SBE活性变化显著或极显著正相关,而支链淀粉积累速率仅与SSS活性变化极显著正相关,总淀粉积累速率与AGPP和SSS活性变化显著或极显著正相关.     

施氮量和花后土壤含水量对强筋小麦籽粒淀粉合成及品质的影响

以强筋小麦品种'济麦20'为材料,在防雨池栽培条件下研究了施氮量和花后土壤含水量对强筋小麦籽粒淀粉合成及其品质的影响,以明确强筋小麦获得高产优质的花后适宜土壤含水量及施氮量.结果表明:在同一施氮量下,适宜的花后土壤含水量(60%～70%)籽粒游离态淀粉合成酶(SSS)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性在籽粒发育过程中一直最高,有利于直链淀粉、支链淀粉的积累和支链淀粉/直链淀粉比的提高,提高峰值粘度、低谷粘度、最终粘度和衰减值;花后土壤含水量过高(80%～90%)或过低(40%～50%)均导致籽粒SSS和GBSS活性降低,从而使直链淀粉、支链淀粉的积累量降低,减小支链淀粉/直链淀粉比,使峰值粘度、低谷粘度、最终粘度降低.(2)在同一土壤含水量下,增施氮肥不利于灌浆前期SSS和GBSS活性和直链淀粉、支链淀粉积累量的提高,并且随着土壤含水量增加增施氮肥该趋势加重;适量增施氮肥能提高支链淀粉/直链淀粉比和峰值粘度、低谷粘度、最终粘度,过多或过少施氮则降低支/直比和峰值粘度、低谷粘度、最终粘度.研究认为,在本试验条件下,适量增施氮肥(纯氮225 kg/hm2)或适宜的花后土壤含水量(60%～70%)可促进强筋小麦籽粒淀粉的合成,有效改善其淀粉品质.     

植物支链淀粉生物合成研究进展

植物支链淀粉占贮存淀粉的70%～80%,是决定植物果实或种子品质的关键成分.对植物支链淀粉生物合成途径及其代谢酶基因的研究,可大大推动支链淀粉结构的改造和在食品工业上的应用.该文介绍了植物支链淀粉的结构组成,详细阐述了参与支链淀粉生物合成的三类酶,即淀粉分支酶(starch branchingenzyme,SBE)、可溶性淀粉合酶(soluble starch synthase,SSS)和淀粉脱支酶(starch debranching enzyme,SDBE)的编码基因、酶学特性及其在支链淀粉合成中的作用,并就植物支链淀粉的合成模型加以探讨.同时提出了该研究领域尚待解决的问题,对其应用前景作了展望.     

黄淮冬麦区不同时期主推品种淀粉合成酶基因分子标记鉴定

利用普通小麦直链淀粉合成酶GBSS基因及支链淀粉关键合成酶SSⅡ基因的特异分子标记鉴定了黄淮冬麦区自20世纪50年代以来253份主推品种,发现8份品种缺失Wx-B1基因,其中5份材料（小偃168、秦麦1号、83S502、山东935031、山东928802）是新发现的缺失Wx-B1基因的小麦品种,未发现Wx-A1、Wx-D1基因缺失类型品种;所鉴定253份品种的SSⅡ基因均为野生型,未发现缺失突变类型。通过对8份缺失Wx—B1基因品种直链淀粉含量分析,发现这些品种的直链淀粉含量差异较大．变异范围为19．9％-33．0％,其中豫麦47、83S502和中育5号3个品种的直链淀粉含量较低,分别为19．9％、21．3％和26．4％,可以用于优质面条小麦品质改良。     

小豆种质资源子粒淀粉和支链淀粉含量分析

对小豆主产区的325份种质资源的子粒总淀粉和支链淀粉相对含量进行了鉴定评价.结果表明:小豆子粒中总淀粉含量为44.79%～67.44%,平均为57.06%;支链淀粉相对含量为62.61%～98.94%,平均为82.24%;品种间差异均达极显著.筛选出总淀粉高于62.64%和支链淀粉相对含量高于93.57%的种质资源各16份、直链淀粉相对含量高于29.14%的种质资源13份.     

水稻胚乳中淀粉合成相关酶活性的变化对支链淀粉精细结构的影响

分析了水稻（Oryza sativa L．）籽粒发育过程淀粉生物合成途径中的关键酶——ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合酶、淀粉分支酶以及淀粉脱支酶活性变化,同时研究了淀粉结构形成动态．与野生型晚粳9522相比,转基因晚粳9522中直链淀粉的合成被显著抑制,而总淀粉含量和籽粒终重量没有改变．淀粉生物合成途径中关键酶活性表达时间不一致,存在明显的时段特征,这与淀粉积累动态密切相关．可溶性淀粉合酶活性表达最早,其在灌浆前期驱动淀粉合成起始;而淀粉粒结合态淀粉合酶在胚乳发育的中期活性最大．两水稻实验材料间,除淀粉脱支酶活性变化有所不同外,ADP-葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉分支酶活性的变化没有明显差异．并且,支链淀粉的分支模式在水稻籽粒发育过程中变化较大,且与品种有关．以上结果揭示,支链淀粉的合成要先于直链淀粉,并且在控制支链淀粉各分支的形成过程中有不同的酶在起特异的作用．     

3个香蕉品种的果实淀粉形状与含量及风味物质比较

采用扫描电子显微镜对巴西蕉、宝岛蕉、红香蕉3个品种(AAA基因型)的淀粉颗粒形状及大小进行观察,并测定果实中总淀粉、直链淀粉、支链淀粉及风味物质的含量,以揭示不同品种间香蕉果实品质差异的内在机理。结果显示:(1)巴西蕉、宝岛蕉、红香蕉淀粉颗粒的形状分别为不规则三角形、圆形、棒形,大小分别为8.20~35.70μm、6.90~29.80μm、5.47~23.80μm。(2)巴西蕉、宝岛蕉、红香蕉总淀粉含量分别为(66.93±2.48)%、(90.38±2.46)%、(48.91±2.49)%;直链淀粉含量分别为(20.48±1.09)%、(21.48±1.08)%、(14.67±1.10)%;支链淀粉含量分别为(46.45±1.85)%、(68.90±1.25)%、(34.24±1.45)%;且3个品种总淀粉、支链淀粉及直链淀粉含量差异均达到显著水平。(3)巴西蕉、宝岛蕉、红香蕉Vc含量分别为(15.54±1.10)、(17.63±1.14)、(16.76±1.03)mg/100g FM;可溶性固形物含量分别为(15.50±0.22)%、(15.67±0.30)%和(16.17±0.30)%;糖/酸比分别为2.75∶1、2.74∶1、3.15∶1;差异显著性分析发现,3个品种Vc及可溶性固形物含量差异分别达到极显著、显著水平;巴西蕉和宝岛蕉糖/酸比差异不显著。研究认为,同一基因型(AAA)不同品种香蕉果实的淀粉形状、大小、总淀粉、直链淀粉、支链淀粉以及Vc和可溶性固形物含量均存在明显差异,为解释不同品种间香蕉果实品质差异提供了理论依据。     

禾谷类作物胚乳的淀粉合成

禾谷类作物胚乳拥有独特的淀粉合成途径,需要多种特异性同工酶的参与,这些酶在禾谷类其他组织或非禾谷类作物中是不存在的。近来明确了单个淀粉同工酶的功能,这有助于我们更深入地了解禾谷类淀粉直链、支链的合成与分布。在对禾谷类淀粉合成进行遗传分析的基础上,提出了脱分支酶作用模型。以水稻全基因组序列草图为背景,本文首次全面分析了禾谷类作物的淀粉合成。     

用于筛选直链淀粉含量为中等的籼稻品种的分子标记

用PCR AccⅠ分子标记检测方法 ,检测了来自不同地区的 6 3个栽培水稻品种 (系 )蜡质基因第 1内含子剪接供体 1位碱基是G或是T。另外 ,还测定了这些水稻成熟种子的直链淀粉含量。结果显示该位置是G碱基的水稻品系成熟种子中直链淀粉含量均高于 2 0 % ,该位置是T的均低于 18%。在杂交育种过程中 ,这一分子标记可用于预测水稻植株种子的直链淀粉含量。对高直链淀粉含量的水稻亲本与中等直链淀粉含量的水稻亲本之间 5个籼型杂交组合F2 群体的分析表明 ,蜡质基因第 1内含子 1位碱基是G或是T与水稻种子中直链淀粉含量的高或低是紧密连锁 ,共同分离的。这些结果表明PCR AccⅠ分子标记检测方法可用于选育中等直链淀粉含量的籼稻新品系     

植物支链淀粉合成的关键酶——淀粉分支酶

支链淀粉是植物淀粉的主要成分,而淀粉分支酶是其合成的关键酶。淀粉分支酶可分为两同形体家族,本文从酶学特性、染色体定位、基因及基因表达方面阐明了它们之间的联系和区别,并证实不同同形体在植物支链淀粉合成和结构决定上所起作用不同。开展对该酶的深入研究不论是在基础理论研究领域还是在现实应用方面都具重要意义。     

葛根淀粉合成关键酶活性动态及其与块根产量和淀粉积累的相关性研究

为探讨葛根发育过程中淀粉合成关键酶活性与块根产量和淀粉积累的关系,以初步揭示其内在的生理机制。该研究以‘桂葛1号’粉葛和‘桂葛8号’野葛为材料,采取生理测定法对农艺性状、直链和支链淀粉的含量、淀粉合成关键酶活性等进行测定,并对葛根发育过程中淀粉合成关键酶活性、农艺性状和淀粉含量动态变化的关系进行相关性分析。结果表明：(1)块根发育过程中,两品种葛根腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、束缚性结合淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)的活性呈现先增大后降低的单峰曲线变化,与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量由缓慢增长到快速增长后趋于稳定的变化趋势基本一致,即在块根形成期至膨大期逐渐增长,至膨大后期达到最大,之后迅速下降,至成熟期缓慢下降,并维持在较高水平。(2)‘桂葛8号’的淀粉含量和产量显著高于‘桂葛1号’,其酶活性也均显著高于‘桂葛1号’。(3)葛块根的根长、根粗、单株重、干物质含量、产量表现为“缓慢-快速-稳定”的变化趋势,淀粉含量表现出类似变化。(4)相关性分析结果显示,4个淀粉合成关键酶活性与块根直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量、根长均呈显著或...