[发明专利]提高植物直链淀粉含量的方法

说明书

本发明是申请号为CN201110401231.X的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于植物学以及分子生物学领域；更具体地，本发明涉及调节植物直链和支链淀粉含量的方法。

背景技术

淀粉(starch)是高等植物、藻类和一些微生物细胞的贮藏物质，是无色无臭的白色粉末，广泛存在于各种植物中。淀粉的性质与其结构有着密切的关系，不同直链淀粉含量的淀粉在性质上有着巨大的差异，直接影响着其在工业上的应用。在淀粉的分布上，尤以植物种子(如米、麦、玉米)和块根块茎(如木薯、甘薯、马铃薯)含量丰富，可作为工业上制取淀粉的原料，例如可由玉米、甘薯、马铃薯、野生橡子、葛根等含淀粉的物质中提取而得。淀粉除食用外，工业上用于制糊精、麦芽糖、葡萄糖，也用于调制印花浆、纺织品的上浆、纸张的上胶、药物片剂的压制等。

淀粉是由许多葡萄糖分子缩合而成的多糖，有直链和支链两种。直链淀粉由α-1，4糖苷键连接的葡萄糖分子组成，呈线状链；支链淀粉在分支处有α-1，6糖苷键连接，其直链部分也是α-1，4连接。一般的淀粉为直链及支链淀粉的混合物，直链淀粉和支链淀粉在淀粉中所占的比例随植物的种类而异，在多数含有淀粉的植物中，通常含有20～30％直链淀粉、70～80％支链淀粉。在哺乳动物的消化道中，淀粉经淀粉酶、麦芽糖酶等作用，水解为葡萄糖，被吸收利用。粮食作物食用品质的优劣在很大程度上与作物中淀粉的组成，即直链淀粉与支链淀粉的比例有关。

目前，以植物块根(如薯类植物块根)为原料的淀粉加工业处于发展阶段，但各种产品的加工对原材料的淀粉品质(如直链淀粉和支链淀粉的含量比例)提出了多样化的需求。依靠传统育种来改变淀粉品质，耗时长，需要大量人力物力，难以满足淀粉加工业的急切需求。

本领域人员已经尝试通过调节淀粉合成的主要基因来调节植物中淀粉的组成和含量，然而与淀粉合成相关的蛋白有许许多多，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)、内切-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(glucan1,3-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)和外切型纤维素水解酶(Cellulose1,4-beta-cellobiosidase，EC:3.2.1.91)、外切型纤维素水解酶(Cellulose1,4-beta-cellobiosidase，EC:3.2.1.91)、葡萄糖-1-磷酸胞嘧啶转移酶(glucose-1-phosphate cytidylyltransferase，EC:2.7.7.33)、外切多聚半乳糖醛酸酶(galacturan1,4-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，找到适于基因工程操作的蛋白成为本领域发展的瓶颈。

综上，通过基因工程手段培育直链淀粉和支链淀粉的比例各不相同的植物对于淀粉工业化生产是迫切需要的。因此，如何找到合适的靶基因是值得深入研究的课题；如何找到合适的方法来调节相关基因也是值得深入研究的。

发明内容

本发明的目的在于提供调节植物直链和支链淀粉含量的方法。

本发明的另一目的在于提供调节植物直链和支链淀粉含量的构建物。

在本发明的第一方面，提供一种调节植物中直链淀粉含量的方法，所述方法包括：抑制颗粒结合型淀粉合成酶I(Granule-Bound Starch Synthase I，GBSSI)、淀粉分支酶I(SBEI)和/或淀粉分支酶II(SBEⅡ)的表达。

在一个优选例中，所述的方法为提高植物中直链淀粉含量(即降低植物中支链淀粉含量)，包括：抑制淀粉分支酶I和/或淀粉分支酶II的表达。

在另一优选例中，所述的方法为降低植物中直链淀粉含量(即提高植物中支链淀粉含量)，包括：抑制颗粒结合型淀粉合成酶I的表达。