摘要
直链淀粉含量的高低是决定稻米品质及其用途的重要因素。高直链淀粉是天然抗性淀粉的主要来源，具有促进人体健康的功能。利用反义RNA技术，抑制水稻淀粉分支酶Sbel/3基因的表达，培育了一个高直链淀粉水稻(transgenic rice line，TRS)。本研究从TRS及其亲本特青(Teping，TQ)成熟籽粒和发育籽粒中分离淀粉粒，应用形态观察和波谱分析技术，系统研究了TRS淀粉粒的结构特性和发育，为高直链淀粉作物的培育以及高直链淀粉的开发和应用提供参考作用。主要研究结果如下： TRS高直链淀粉粒的结构特性各种显微镜的观察结果表明，TQ淀粉粒为复粒淀粉，TRS淀粉粒为半复粒淀粉。TRS半复粒淀粉粒由多个亚颗粒聚集形成，位于外周的亚颗粒彼此相互结合，形成连续的环带包围其内部的亚颗粒。直链淀粉分子荧光探针APTS染色表明，TQ淀粉粒脐点处直链淀粉含量较高，而TRS淀粉亚颗粒的脐点和外周环带处直链淀粉含量较高。波谱分析结果表明，TQ淀粉为典型的A-型晶体，而TRS淀粉为C-型晶体，由A-型和B-型晶体组成。为了进一步查明TRS淀粉中A-型和B-型晶体的分布，TRS淀粉粒用盐酸水解。形态观察表明，酸水解从TRS半复粒淀粉亚颗粒的中央开始，向四周水解，而亚颗粒的四周和半复粒淀粉的外围环带不被水解。波谱分析表明，伴随酸水解的进行，TRS淀粉由C-型晶体转变为B-型晶体。这些结果表明，TRS C-型淀粉中A-型晶体位于淀粉亚颗粒的内部，而B-型晶体位于亚颗粒的四周和外围的环带。α-淀粉水解酶的结果表明，TQ淀粉易被降解，而TRS淀粉具有较强的抗酶解特性。与TQ相比，TRS淀粉具有高的糊化温度和低的糊化热焓与膨胀势。TQ淀粉在70℃以后，体积迅速膨胀，随着温度升高，逐渐瓦解，而TRS淀粉粒在加热过程中，外围的环带抑制淀粉粒体积膨胀。TQ淀粉在75℃以后，晶体由A-型变为无定形，而TRS淀粉在75℃以后由C-型晶体逐渐变为B-型，95℃变为无定形淀粉，表明TRS淀粉具有抗糊化的特性。 TRS高直链淀粉粒的发育在胚乳发育早期，TRS淀粉亚颗粒在淀粉体内独立存在，每个亚颗粒有一个脐点。随着发育进行，淀粉体内的亚颗粒逐渐相互连接，在外围形成环带，以半复粒淀粉状态存在于淀粉体内，最后淀粉体被膜降解消失。波谱分析表明，早期发育的TRS淀粉粒为A-型晶体，随着发育进行，B-型淀粉晶体开始积累，淀粉表现为C-型淀粉。伴随胚乳发育的进程，TRS淀粉粒的直链淀粉含量不断提高。根据上述结果，提出了一个高直链半复粒C-型淀粉粒的发育模式。
NETL