[发明专利]一种提高薯类块根抗性淀粉含量的方法及应用

说明书

本发明涉及一种提高薯类块根抗性淀粉含量的方法及应用。本发明通过改变一种抗性淀粉相关基因在薯类植物中的表达，显著调节薯类植物的抗性淀粉性状以及其它一些淀粉相关性状，在植物品质的遗传改良上具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术以及植物学领域，更具体地，本发明涉及一种提高薯类块根抗性淀粉含量的方法及应用。

背景技术

薯类植物主要指具有可供食用块根或地下茎的一类陆生作物。有块根、块茎类，如番薯(红薯、甘薯)、木薯、马铃薯、薯蓣(山药)、脚板薯等，多行无性繁殖，只留薯块作种，并可以用藤本进行繁殖。这类植物一般耐寒力较弱，多在无霜季节栽培，低温会抑制薯类作物的生长，造成块根或块茎的减产，因此种植薯类作物尽量避免长时间的低温期；此外，疏松、肥沃、深厚的土壤和多量钾肥有利于提高薯类作物产量及品质。

Englyst等根据人体对淀粉消化释放葡萄糖时间的快慢将淀粉分成三种：(1)快速消化淀粉(RDS，rapiddigestiable starch)是指那些能在人体小肠中被快速消化吸收的淀粉，20min内消化完全；(2)慢消化淀粉(SRS，slowlydigestiable starch)是指那些能在人体小肠中被完全消化吸收但是速度较慢的淀粉，20～120min时间段内消化；(3)抗性淀粉(RS，resistant starch)是指在人体小肠内无法消化吸收，被排到大肠，类似膳食纤维，能被大肠内的微生物发酵利用。影响淀粉消化性与生理反应的主要因素有淀粉来源、颗粒结构、结晶性质、直链淀粉和支链淀粉的比率以及与淀粉结合的其它成分如蛋白质、脂类等。

这种淀粉较其他淀粉在体内消化、吸收和进入血液较缓慢，具有类似膳食纤维的功能特性。但抗性淀粉本身仍然是淀粉，其化学结构不同于纤维。作为一种新型功能型添加剂，抗性淀粉对人体健康有重要作用，它能降低血糖和胰岛素的反应，适合肥胖病人和糖尿病人食用。动物实验表明，抗性淀粉还具有降低血清胆固醇、防治心血管疾病的作用。此外，抗性淀粉还具有比传统膳食纤维更好的加工特性，特别是在膨胀度、黏度、凝胶能力、持水性等方面。作为一种新型的膳食纤维，抗性淀粉具有类似于传统膳食纤维的生理功能，在大肠中，经微生物发酵，它的产短链脂肪酸尤其是丁酸的能力远远高于普通膳食纤维。而且，将抗性淀粉添加到食品中，不会影响食物的风味、质地和外观，在许多应用中，甚至可以提高最终产品的风味。因此RS已作为保健营养成分应用于面包、谷物早餐、面条等普通食品和减肥食品等特殊食品中。

薯类植物作为一种富含淀粉的植物，有必要研究、改变其淀粉品质，获得更优的品种，例如抗性淀粉含量高的品种。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高薯类块根抗性淀粉含量的方法及应用。

在本发明的第一方面，提供一种提高薯类植物的块根中的抗性淀粉含量或改变淀粉相关性状的方法，所述方法包括：下调薯类植物中抗性淀粉相关多肽的表达或活性；

其中，所述的抗性淀粉相关多肽选自下组：

(a)如SEQ ID NO:2氨基酸序列的多肽；

(b)将SEQ ID NO:2氨基酸序列经过一个或多个(如1-20个；较佳地1-10；更佳地1-5个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(a)多肽功能的由(a)衍生的多肽；或

(c)与(a)限定的多肽序列有85％以上(较佳地90％以上，更佳地95％以上，如98％以上，99％以上)同源性且具有(a)多肽功能的由(a)衍生的多肽。

在一个优选例中，所述的薯类植物是具有抗性淀粉相关多肽或其同源蛋白的植物。

在另一优选例中，所述的薯类植物包括(但不限于)：木薯，甘薯、马铃薯、山药、芋头、葛根、魔芋、洋姜、雪莲果。

在另一优选例中，所述降低植物中抗性淀粉相关多肽的表达包括：将干扰所述抗性淀粉相关多肽表达的干扰分子转入植物。