[發(fā)明專利]調(diào)節(jié)植物直鏈和支鏈淀粉含量的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110401231.X
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN103146756A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鵬;楊俊;趙姍姍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院
• 主分類號: C12N15/87
• 分類號: C12N15/87;C12N15/82;C12N15/84;A01H5/00;C12N15/113
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物學(xué)以及分子生物學(xué)領(lǐng)域；更具體地，本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)植物直鏈和支鏈淀粉含量的方法。

背景技術(shù)

淀粉(starch)是高等植物、藻類和一些微生物細(xì)胞的貯藏物質(zhì)，是無色無臭的白色粉末，廣泛存在于各種植物中。淀粉的性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，不同直鏈淀粉含量的淀粉在性質(zhì)上有著巨大的差異，直接影響著其在工業(yè)上的應(yīng)用。在淀粉的分布上，尤以植物種子(如米、麥、玉米)和塊根塊莖(如木薯、甘薯、馬鈴薯)含量豐富，可作為工業(yè)上制取淀粉的原料，例如可由玉米、甘薯、馬鈴薯、野生橡子、葛根等含淀粉的物質(zhì)中提取而得。淀粉除食用外，工業(yè)上用于制糊精、麥芽糖、葡萄糖，也用于調(diào)制印花漿、紡織品的上漿、紙張的上膠、藥物片劑的壓制等。

淀粉是由許多葡萄糖分子縮合而成的多糖，有直鏈和支鏈兩種。直鏈淀粉由α-1，4糖苷鍵連接的葡萄糖分子組成，呈線狀鏈；支鏈淀粉在分支處有α-1，6糖苷鍵連接，其直鏈部分也是α-1，4連接。一般的淀粉為直鏈及支鏈淀粉的混合物，直鏈淀粉和支鏈淀粉在淀粉中所占的比例隨植物的種類而異，在多數(shù)含有淀粉的植物中，通常含有20～30％直鏈淀粉、70～80％支鏈淀粉。在哺乳動物的消化道中，淀粉經(jīng)淀粉酶、麥芽糖酶等作用，水解為葡萄糖，被吸收利用。糧食作物食用品質(zhì)的優(yōu)劣在很大程度上與作物中淀粉的組成，即直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例有關(guān)。

目前，以植物塊根(如薯類植物塊根)為原料的淀粉加工業(yè)處于發(fā)展階段，但各種產(chǎn)品的加工對原材料的淀粉品質(zhì)(如直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量比例)提出了多樣化的需求。依靠傳統(tǒng)育種來改變淀粉品質(zhì)，耗時長，需要大量人力物力，難以滿足淀粉加工業(yè)的急切需求。

本領(lǐng)域人員已經(jīng)嘗試通過調(diào)節(jié)淀粉合成的主要基因來調(diào)節(jié)植物中淀粉的組成和含量，然而與淀粉合成相關(guān)的蛋白有許許多多，包括：右旋糖酐蔗糖酶(Dextransucrase，EC：2.4.1.5)、β-1，3-葡聚糖合成酶(1，3-beta-glucan?synthase，EC：2.4.1.34)、內(nèi)切-β-1，3-葡聚糖酶(glucan?endo-1，3-beta-D-glucosidase，EC：3.2.1.39)和外切-β-1，3-葡聚糖酶(glucan?1，3-beta-D-glucosidase，EC：3.2.1.58)、蔗糖磷酸合成酶(Sucrose?Phosphate?Synthase，SPS，EC：2.4.1.14)、蔗糖合成酶(Sucrose?Synthase，SuSy，EC：2.4.1.13)和外切型纖維素水解酶(Cellulose?1，4-beta-cellobiosidase，EC：3.2.1.91)、外切型纖維素水解酶(Cellulose?1，4-beta-cellobiosidase，EC：3.2.1.91)、葡萄糖-1-磷酸胞嘧啶轉(zhuǎn)移酶(glucose-1-phosphate?cytidylyltransferase，EC：2.7.7.33)、外切多聚半乳糖醛酸酶(galacturan?1，4-alpha-galacturonidase，exo-PG，EC：3.2.1.67)、淀粉分支酶(1，4-alpha-glucan?branching?enzyme，SBE，EC：2.4.1.18)和β-淀粉酶(beta-amylase，EC：3.2.1.2)等等。因此，找到適于基因工程操作的蛋白成為本領(lǐng)域發(fā)展的瓶頸。

綜上，通過基因工程手段培育直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例各不相同的植物對于淀粉工業(yè)化生產(chǎn)是迫切需要的。因此，如何找到合適的靶基因是值得深入研究的課題；如何找到合適的方法來調(diào)節(jié)相關(guān)基因也是值得深入研究的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供調(diào)節(jié)植物直鏈和支鏈淀粉含量的方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供調(diào)節(jié)植物直鏈和支鏈淀粉含量的構(gòu)建物。

在本發(fā)明的第一方面，提供一種調(diào)節(jié)植物中直鏈淀粉含量的方法，所述方法包括：抑制顆粒結(jié)合型淀粉合成酶I(Granule-Bound?Starch?Synthase?I，GBSSI)、淀粉分支酶I(SBEI)和/或淀粉分支酶II(SBEⅡ)的表達。

在一個優(yōu)選例中，所述的方法為提高植物中直鏈淀粉含量(即降低植物中支鏈淀粉含量)，包括：抑制淀粉分支酶I和/或淀粉分支酶II的表達。

在另一優(yōu)選例中，所述的方法為降低植物中直鏈淀粉含量(即提高植物中支鏈淀粉含量)，包括：抑制顆粒結(jié)合型淀粉合成酶I的表達。