CN1482856A - 降低了ssii活性的大麦和降低了支链淀粉含量的淀粉和淀粉制品 - Google Patents
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Abstract
一种降低了SSII活性的大麦，其淀粉由于降低了支链淀粉的含量，而相应地提高了直链淀粉的含量。另外，其谷粒具有相对较高的β－葡聚糖含量。该淀粉的结构也可通过多种方式加以改变，其特点为，具有较低的胶化温度，却具有降低的膨胀性。淀粉中的胶化淀粉粘度也降低了。具有支链淀粉的链长分布和较低的淀粉结晶性。淀粉的另一特征是，具有较高的与淀粉相关的脂质含量，淀粉显示出很高的V－型淀粉结晶水平。淀粉的食用纤维含量较高。这对食物及食品加工来说是个有用的特征。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有降低了SSII酶活性的大麦植物，SSII酶活性的降低导致其所含淀粉具有较低的支链淀粉含量。本发明还涉及淀粉、谷粒以及由此获得的食品。
背景技术
营养科学里的一项发现表明，抗性淀粉对肠的健康尤其是大肠的健康有重要意义。抗性淀粉的这种良好效果来自于提供给大肠的一种营养物质。在大肠内，肠内微生物菌丛获得的一种能源经过发酵，形成特短链脂肪酸。这些短链脂肪酸为结肠粘膜细胞提供营养，提高大肠内部一些营养物质的摄取量，增强结肠的生理活性。一般而言，如果没有为结肠提供抗性淀粉或其他食用纤维，结肠的新陈代谢将变得相对不活泼。
最近几年以来，从各种来源为解决肠的健康问题提供抗性淀粉已经成为一种趋势。因此，有人发现高直链淀粉含量的淀粉存在一些谷粒如玉米里面，并且可以作为一种改善肠健康的方法用在食物中。
淀粉的物理结构对制作食物产品的淀粉的营养特性和处理性能有重要的影响。一些特征可以视为对淀粉结构的一种表示，其中包括支链淀粉链长分布、结晶度和结晶的形式，如淀粉结晶的V复合形式。这些特点的形式也可以视为对包含这些淀粉的食物所具有的营养特性或处理性能的指示。因此，很短的支链淀粉链长可能是低结晶度和低凝胶化作用的一种指示，也被认为和胶淀粉缩减退化有一种相互关系。另外，更短的胶淀粉链长被认为可以对包含有大量淀粉的食物的感官性能做出反应。一种淀粉的结晶度缩减也可能是该淀粉的凝胶温度降低的一种指示，另外也被看作和提高了的感官性能有关。V复合形式的结晶或其他与淀粉有关的脂质可以提高抗性淀粉的水平，并因此提高食用纤维的水平。
在过去，直链淀粉含量很高的大麦种类就已经被鉴定出来。这些大麦只是将直链淀粉含量相对地增加到了大约占总淀粉含量45％的水平，如大麦品种高直链冰川号(简称AC38)。这种直链淀粉含量较高的淀粉是有用的，但如果能获得直链淀粉含量更高的淀粉就更好，人们正培育着一些种类的谷物，以期获得90％这样更高直链含量的淀粉。这些淀粉对人体消化有很强的抵抗作用，将会带来更好的健康效果。
提供直链淀粉含量高的淀粉时出现一个问题，即已知的直链淀粉含量高的淀粉还有一个高凝胶化温度。凝胶化温度可以反映出加工这些食物所需的粉碎能量。所以，在正常条件下，把谷粒或面粉进行加工，使谷粒或淀粉制成食物需要更高的温度。另外，直链淀粉含量更高的产品价格一般更高。同样，从消费者的角度看，生产制成食品可能需要更长时间和更高温度，或者把含有直链淀粉含量高的淀粉的面粉制成食物可能需要更长时间和更高温度。因此，直链淀粉含量高的淀粉食物的供应处于一个重大的劣势。
谷物，特别是大麦的另一种营养成份是β-葡聚糖。β-葡聚糖由通过β(1-4)和/或β(1-3)糖苷键结合的葡萄糖单元组成，不能被人体消化酶降解，使之成为一种合适的食用纤维的来源。β-葡聚糖能够部分地被内生结肠细菌消化，这种发酵过程产生的短链脂肪酸(主要是醋酸盐、丙酸盐和丁酸盐)对沿肠管和结肠排列的粘膜细胞有益。(Sakata and Engelhard Comp.Biochem Physiol.74a：459-462(1983))
β-葡聚糖的摄取还可以取得提高胆汁酸的排泄量并因此降低血清胆固醇总量和低密度脂蛋白(LDL)水平以及降低冠心病危险的效果。类似地，β-葡聚糖通过减弱饭后血糖浓度的偏移而发挥作用。一般认为，这两种效果都是以胃肠内物质的粘性的增加为基础。
这些包含淀粉的食物的构成和这些淀粉与其他营养成份或别的成份的密切关系，对这些食物的营养价值或食物的制作或结构中的功能特性有重要的影响。
像改性淀粉或β-葡聚糖这样的物质可以用于能提供一般不能由未改性物质提供的一种功能性的食物，而这种加工过程具有如下缺点：或是改变其他有价值的成份，或是在改性过程中产生的不合需要的感觉。因此，最好是提供一些能以未改性形式用于食物的成份来源。
大麦类型MK6827属于大麦种质系列(USDA-ARS全国小粒谷类作物种质研究机构，美国爱达荷州阿伯丁市831290)。MK6827的谷粒退缩，外壳的颜色鲜艳，呈细长的形状。在发明家的手中，这种谷粒很难进行加工，其中包括非常地耐磨碎。MK6827谷粒的这些性能以前还没有被确认，物种突变的本质也没有确定，也被认为不能用来进行食品生产。
发明内容
本发明起因于大麦植物的SSII突变变种的分离和表征，该大麦植物的谷粒被发现含有一种淀粉，这种淀粉具有较少的支链淀粉含量，因而具有相对含量水平较高的直链淀粉，并因此提高了食用纤维的含量水平。
这一突变变种的谷粒和通过回交获得某些遗传背景的谷粒还含有含量已经提高了的β-葡聚糖。含量已经提高了的β-葡聚糖和形成含量高的食用纤维的抗性淀粉的结合被发明家们看作本发明的一大特色。
另外，人们发现至少在一些遗传背景中源于这些突变变种的谷粒含有的淀粉有相对水平高的直链淀粉和低凝胶化温度。这种淀粉在凝胶化作用的同时以及在此之后的低膨胀特性在某些食用食物加工应用中也具有优势。
另外，源于这些突变变种的谷粒被发现包含的淀粉含有相对水平高的直链淀粉。所发现的直链淀粉的水平超过50％的淀粉含量，这种水平以前从未在源于大麦的未改性淀粉中被发现过。
突变变种的淀粉和源于突变变种的回交种类(就已被测试的回交而言)显示出一种抗性淀粉。该抗性淀粉具有一种由下列一个或一个以上的具体物理特性指示的已改变的结构：相对含量水平较高的直链淀粉、高β-葡聚糖含量引起的物理上的不易接近性、已改变的颗粒形态、以及与淀粉有关的脂质，该抗性淀粉还具有一种由下列一个或一个以上的特性指示的已改变的结构：低结晶度、缩减的支链淀粉的链长分布和可观的与淀粉有关的脂质。
另外，迄今为止，源于突变变种大麦植物的谷粒可以容易地应用于食品加工过程中。
一方面，本发明可以说是在于从一种大麦植物谷粒中获得的淀粉，这种大麦植物具有较低的SSII活性水平，上述淀粉颗粒则因为降低了支链淀粉含量而具有含量很高的直链淀粉。
从另一更广泛的方面，本发明可以说是在于从一种大麦植物中获得的适合食品生产的一种谷粒。这种大麦植物具有降低了的SSII活性水平，上述谷粒中的淀粉则因为降低了支链淀粉含量而具有含量很高的直链淀粉。
从另一个更深更广的方面说，本发明在于一种具有降低了的SSII活性水平的大麦植物。这种大麦植物能够结出谷粒，所述谷粒中的淀粉则因为降低了支链淀粉含量而具有含量很高的直链淀粉，而所述谷粒本身适合食品生产。
换言之，本发明可以说在于编码为SSII的大麦的蛋白质的一种离析出来的核酸分子。该核酸能够在严格的条件下与SEQ ID NO 1.或携带所述核酸分子可复制重组载体的细胞进行杂交。更进一步说，本发明是一种能与SEQ ID NO 1.特定杂交的离析出来的核酸分子。
附图说明
为了便于理解，本发明将提供一些参照例子进行描述。
图1 在90％DMSO(二甲基亚砜)中的淀粉的HPLC(高
性能液体色谱)分离测定的淀粉分子大小分布分析。
(a)喜马拉雅(b)AC38(c)342(d)292
图2 显示突变变种和母本品种的颗粒形态的图片。(a)
喜马拉雅(b)AC38(c)292(d)Waxiro(e)342
(f)坦坦加拉(g)MK6827(h)Sloop。颗粒的长度
(L)，宽度(W)，厚度(T)的尺寸在照片(a)
中用图解说明。
图3 采用荧光团辅助碳水化合物电泳(FACE)对各种突
变变种和野生型淀粉的链长分布的分析。(a)正常
化的链长分布(b)不同区的链长分布的对照。样
品有342(■)，292(●)，坦坦加拉(s)，
AC38
，MK6827(◆)和喜马拉雅(+)。
图4 大麦淀粉样品的RVA分析。样品有喜马拉雅
Namoi(△)，AC38(○)，342()，292(▲)和
MK6827(■)。纵断面图中使用的温度曲线由一根
连续的线条表示。
图5 突变变种和野生型的X-射线衍射数据
图6 离析出来的大麦淀粉扫描的电子显微照片。(a)
喜马拉雅(b)Waxiro(c)AC38(d)292(e)342
(f)MK6827
图7 大麦染色体7H的位置图，显示nud1和sex6的
位置相近(
http：//wheat.pw.usda.gov/)大麦形
态基因，7H图，作者：Franckowiak JD。
图8 292x坦坦加拉双倍单倍体类型的种子尺寸和淀
粉链长分布的关系。(+)组成的线条表示喜马拉
雅PCR，(○)组成的线条表示292 PCR。图(A)，
DP(聚合度)在6和11之间淀粉链的百分率划分
的种子长度与厚度之比；图(B)，DP(聚合度)
在6和11之间淀粉链的百分率划分的种子重量。
图9 源于栽培变种植物喜马拉雅(Himalaya)的一种
大麦SSII的cDNA序列(SEQ ID NO 1)。
图10 来自(1)T.tauschii(二倍体小麦)，(2)
大麦栽培变种植物Morex的SSII基因结构。粗线
条表示外显子，细线条表示内含子。每个样品下面
的直线表示基因序列所处的区域。点线表示来自内
含子7的大麦SSII基因的区域，该基因还未经过
排序，但根据PCR分析确定长度大约为3kb。
图11 MK6827(SEQ ID NO 2)，Morex(SEQ ID NO 3)
和292(SEQ ID NO 4)预知的SSII cDNAs，以及
喜马拉雅(SEQ ID NO 1)的cDNA序列对比。预知
的序列通过鉴定存在于喜马拉雅SSII cDNA中的
染色体组序列所处的区域产生。ATG起始密码子和
野生型终止密码子的表示方法和分别存在于
MK6827(#)和292(&)中的额外终止密码子一样。
图12 从大麦类型292(SEQ ID NO 7)，Morex(SEQ ID
NO 5)，MK6827(SEQ ID NO 8)，喜马拉雅(SEQ ID
NO 8)中为SSII编码的基因推演出来的氨基酸序
列的对比分析。存在于292 and MK6827中的额外
终止密码子分别由符号(&)和(#)表示。
图13 MK6827(SEQ ID NO 2)和292(SEQ ID NO 4)
中的大麦SSII基因突变的位置。
图14 对292突变的PCR化验的进展和用途。(a)被
ZLSS2P4和ZLBSSIIP5两个引子放大的喜马拉雅的
SSII区域图示。(b)被ZLSS2P4和ZLBSSIIP5放
大的292的SSII基因区域图示，显示一个NlaIV
点的缺失。(c)大麦经过消化后的NlaIV产物的
琼脂糖凝胶体电泳现象；列M；DNA标记梯，列1
是MK6824，列2是喜马拉雅；列3是坦坦加拉；列
4是292；列5是342。
图15 淀粉粒蛋白质的SDS-PAGE电泳现象。图(A)中，
8％的丙烯酰胺(37.5∶1 Acryl/Bis)SDS-PAGE凝胶
体，用一种从小麦中产生的与纯净颗粒结合的SSII
蛋白质相对的SSII抗体进行电吸和探测。图(B)
中，12.5％丙烯酰胺(30∶0.135 Acryl/Bis)，
涂银。确定质量的分子重量标准的迁移(单位为kd)
于图表的每一面表示。
图16 DNA构成物的图示用来规范大麦稳定转变后的
SSII表达。(1)核苷1至2972中的SSII基因(序
列参见图表9)插于视觉方向的启动基因和终止基
因之间。(2)核苷2972至1中SSII基因插于反
定向觉的启动基因和终止基因之间(序列参见图表
9)。(3)二重构成物中，Morex SSII染色体组
序列的大麦SSII基因(核苷1559和2851之间)
的内含子3插于喜马拉雅大麦SSII cDNA(图表9
中核苷363至1157)的外显子2和3之间。
具体实施方式
几个定义
糖血指标：一种受试验食物如白面包或葡萄糖对血糖浓度的偏移的效果的对比。糖血指标是测量有关食物对饭后血清葡萄糖浓度的效果一种量度标准，也是测量维持血糖动态平衡所需的胰岛素的一种量度标准。
抗性淀粉：没有被健康人的小肠所吸收而是进入大肠的淀粉和淀粉消化产物的总和。因此，抗性淀粉不包括消化掉的和被小肠吸收的产物。
抗性淀粉可以分为四组。
抗性淀粉1，物理上难以获取的淀粉：这种形式的淀粉如存在于淀粉残留在蛋白质或类似的胞间质内，或植物细胞壁内；或者存在于谷粒的不完全碾碎颗粒中，或冷冻后的豆科植物中。
抗性淀粉2，抗性颗粒：这通常指粗淀粉，如产生于生土豆或绿香蕉的粗淀粉，以及一些豆类植物和高直链淀粉含量的淀粉中。
抗性淀粉3，退化淀粉：这种淀粉产生于淀粉的热/湿处理中或存在于如煮熟并冷却的土豆、面包和脆玉米片等淀粉食品中。
抗性淀粉4，经过化学改性的淀粉：这种淀粉的产生是由于化学改性，如替代或交联的原因。这种形式的淀粉经常用于加工的食品中。
食用纤维：在这里规定为没有被健康人的小肠所吸收而是进入大肠的碳水化合物或碳水化合物消化产物的总和，包括抗性淀粉，β-葡聚糖和其他可溶和不可溶的碳水化合物聚合体。食用纤维意味着包含大肠微生物菌丛可发酵的至少是部分可发酵的碳水化合物。
胶凝作用：指淀粉粒内部的分子顺序的崩溃(瓦解)，同时伴随着性质上不可逆转的改变，如颗粒膨胀，微晶熔化，双折射丧失，粘性增加以及淀粉溶解。
本发明源于对SSII突变变种大麦植物的分离和表征。根据发现，这种植物的谷粒所含的淀粉支链淀粉含量减少和由此产生的相对含量水平高的直链淀粉，并含有很高水平的食用纤维。
根据发现，这些突变变种植物具有许多理想的十分喜人的特点，而且已经证实：与其杂交生成的其他各种各样的基因背景仍然保持至少部分所述理想特点。
这种突变变种的谷粒和杂交生成的一些基因背景的谷粒具有额外的高水平的-葡聚糖含量，其所具有的-葡聚糖含量水平提高和食用纤维含量水平提高两个特点的结合，被发明者们认为是本发明的特色。
此外，至少在一些基因背景里人们发现源于这些突变变种的谷粒所含的淀粉具有相对水平高的直链淀粉和低胶凝温度。这种淀粉胶凝的膨胀特点有低膨胀的好处，这使得在一些食物和食物加工应用中具有优势。
另外，源于这些突变变种的谷粒含的淀粉含有相对水平高的直链淀粉，超过淀粉含量的50％，这种水平以前从未在源于大麦的未改性淀粉中发现过。
根据对回交的测试，突变变种的淀粉表现出这样一种抗性淀粉，该抗性淀粉具有一种由下列一个或一个以上的具体物理特性指示的已改变的结构：相对含量水平较高的直链淀粉、高β-葡聚糖含量引起的物理上的不易接近性、已改变的颗粒形态、以及与淀粉有关的脂质，该抗性淀粉还具有一种由下列一个或一个以上的特性指示的已改变的结构：低结晶度、缩减的支链淀粉的链长分布和可观的与淀粉有关的脂质。
另外，迄今为止，从突变大麦植物的谷粒可以容易地应用于食品加工过程中。
源于这些突变变种的一种形式的谷粒含的淀粉具有相对水平高的食用纤维，尤其是直链淀粉和含量提高的β-葡聚糖。含量提高的β-葡聚糖和高食用纤维相结合，被发明者当作本发明的一个特色，同时是提供β-葡聚糖和抗性淀粉相结合的一个独特的来源，至少在本发明广泛的形式范围内，不需将β-葡聚糖和可溶的食用纤维混合起来，也不需对组成成分作出改性。
据发明者所知，本发明的大麦植物是首次发现，在该大麦谷粒的抗性淀粉中，相对提高了直链淀粉的含量水平，相对提高了食用纤维的含量水平，也提高了β-葡聚糖的含量水平，其β-葡聚糖含量处于一般的β-葡聚糖含量的高位或者高于这个水平。β-葡聚糖含量更高的谷粒属于蜡质表现型，因此它的直链淀粉水平低。
已知大麦中的β--葡聚糖含量的变化幅度很大，以大麦重量计算，在4％左右到18％左右之间的范围，不过更普遍的是在4％到8％左右之间(Izydorcyk等人，2000农艺和食品化学杂志48，982-989；Zheng等人，2000谷物化学77，140-144 Elfverson等人，1999谷物化学76，434-438；Andersson等人，1999食品农艺科学杂志79，979-986；Oscarsson等人；1996谷物科学杂志24，161-170；Fastnaught等人；1996作物学36，941-946)。改良后的大麦品种已经研制出来，如Prowashonupana，所含β-葡聚糖的重量占15％左右到18％左右，但它属于一种蜡质表现型。这些改良品种以SustagrainTM的名称进行销售，(ConAgraTM特殊谷类产品公司，美国内布拉斯加奥马哈)。
本发明预期的β-葡聚糖含量水平可能依赖于遗传背景，支链淀粉合成酶的活性在该遗传背景中被降低。然而支链淀粉合成酶活性的降低又被认为能够提升食用纤维的相对水平以及β-葡聚糖水平，食用纤维部分表现为直链淀粉。对于相对直链淀粉水平升高后β-葡聚糖水平的伴随升高的一种解释是，这种升高可能是胚乳减少后浓度效应的结果，也可能是通过由淀粉合成到β-葡聚糖合成的碳转换，β-葡聚糖含量水平进一步升高。
这样，大麦谷粒的β-葡聚糖比较适宜的含量是大于未脱壳谷粒重量的6％，甚至7％，最好是能超过8％，然而蜡质突变变种中的β-葡聚糖水平经测量高达15％到18％，而本发明大麦预期β-葡聚糖含量水平与蜡质突变变种相比可达同样高的水平，甚至更高。
在第二种可取形式中，除了具有相对高的直链淀粉含量之外，大麦谷粒的凝胶作用温度也更低(通过差示扫描量热法测定)。在为用于例证的大麦所显示的资料中，此凝胶作用温度不只是在跟直链淀粉含量稍微升高的大麦所产生的淀粉相比时降低了，跟具有正常直链淀粉含量的淀粉相比时，凝胶作用温度也降低了。因此本发明预期较低的凝胶化温度既是相对于直链淀粉含量高的淀粉而言，也是相对于直链淀粉含量正常的淀粉而言，
另外迄今为止，在遗传背景中，已校验的淀粉还有一个明显特征，即在加热的过剩的水中的膨胀性比其它所测试淀粉的膨胀性要低。
在第三种可取形式中，淀粉的直链淀粉水平高于淀粉含量的50％，在源自于大麦的非改性淀粉中，这种水平以前是从未有过的。
本发明的大麦淀粉相对直链淀粉含量很高，并且比SSII基因或其它淀粉合酶基因突变变种可以预料的含量高得多。SSII中的小麦突变变种导致直链淀粉水平约为达淀粉的35％。普通大麦谷粒淀粉中的直链淀粉含量大约为25％，当含量大大超过25％时(如30％)，淀粉中的直链淀粉含量可以认为被提高了。被认为是高直链淀粉的已知大麦的含量为35-45％。然而，本发明提供了直链淀粉含量大于50％的大麦，这在源自于大麦的非改性淀粉来说是一个前所未有的水平。
相对直链淀粉含量可能大于60％甚至70％。还可以指望它为更高水平，这样就可能通过繁殖单个变异在其它植物中达到更高水平，此类水平接近90％。这样本发明的直链淀粉水平可以大于80％，甚至大于90％。
在第四可取形式中，淀粉具有改变了的结构，这种结构改变产生了抗性淀粉。这可能因高直链淀粉含量而引起。抗性淀粉还可能由于β-葡聚糖处于一个较高的水平而产生，并且很可能由于β-葡聚糖跟淀粉粒的联合而产生的保护作用，紧密的联合潜在地为淀粉提供了保护作用，从而提供抵抗力，该抵抗力可能由RS1形式特征化，一定程度上不易消化。同样道理，由V-复合结度测量的淀粉跟脂质的联合也可能对抵抗性淀粉的水平有所作用。既然这样，因为脂质的存在，淀粉变得难以接近，从而很可能产生抵抗性，因而这可能被看作是RS1淀粉。已经知道V复杂结构的退化淀粉极不易于消化，从而估计构成V复杂结晶结构一部分的支链淀粉也会极不易于吸收。由于淀粉粒结构，例示的大麦谷粒的淀粉可能难于吸收，从而可能有RS2淀粉。这些特性可能个别出现，也可能两个或多个同时出现。
提高的食物纤维最少也可能部分地表现为抗性淀粉形式，该淀粉可能含有很高的以上提到的淀粉粒的直链淀粉。
直链淀粉相对含量可能大于60％甚至70％。还可望是更高水平，这样就可能通过单突变繁殖其他植物以达到更高水平，此类水平接近90％。这样本发明的直链淀粉水平可能大于80％，甚至大于90％。
可望大麦还能够表达一种或多种直链淀粉合成酶或其它酶的活性水平改变，从而进一步提高直链淀粉的相对水平。这样大麦可能携带另一种能够进一步降低或改变支链淀粉生物合成的突变，或者携带能够增加直链淀粉生物合成的突变或遗传背景。例如，大麦可能显示一种直链淀粉添加物基因型，如携带有amo1突变的大麦。此类植物的例子有AC38品种(即冰川号高直链淀粉)。
可以理解，在此所提到的直链淀粉的相对水平跟淀粉整体含量有关，因而淀粉剩余物可能主要是淀粉的中间型，或支链淀粉，或两者的混合物。在所分析的大麦中，提高的直链淀粉水平是由降低的支链淀粉水平产生的，因而直链淀粉相对水平不是由提高的合成直链淀粉产生的。
已经知道β-葡聚糖具有减慢小肠中的消化作用的效果，只要有它和另一种食物成分存在即可。同样地，已经知道跟淀粉粒紧密毗邻的具有抵抗力的分子有助于掩蔽淀粉，并使其难以接近从而增强其抵抗性。因为跟脂质的结合使直链淀粉和其他形式淀粉的抗性水平得到提高，通过具有抵抗力的分子与淀粉粒的物理毗邻性将进一步提高。这样就大大增强了抗性淀粉的效果，并提供了由高β-葡聚糖水平产生的其它有益效果。
另外已经知道抗性淀粉及β-葡聚糖的有益效果有一个剂量反应，因而认为β-葡聚糖的提高水平加之抗性淀粉增强水平将增强对健康的好处。
至少是本发明可选形式的β-葡聚糖及抗性淀粉高含量水平的结合以前未被发现过，当然不是来自于一个没有修改或净化的来源，这样本发明的这种形式为这些好处提供了单一的实用来源。
此淀粉的另一个可贵方面就是，尽管直链淀粉相对含量高，由差示扫描量热法测量的凝胶作用温度仍然很低。这和普通发现形成对比，即高直链淀粉趋向于具有较高的凝胶作用温度，该温度限制了利用高直链淀粉的淀粉的方法。在针对例示大麦所显示的资料中，凝胶作用温度不仅和直链淀粉含量稍微提高的淀粉相比降低了，而且跟具有正常直链淀粉水平的淀粉相比，凝胶作用温度也降低了。同时，本发明的一个可取方面预期了相对于高直链淀粉淀粉具有较低的凝胶作用温度，它还可以预期相对于具有正常直链淀粉水平的淀粉具有较低的凝胶作用温度。对于高直链淀粉淀粉，加工方面需要更高的温度及更多的能量输入，这不仅需要较高成本，而且可能损害其它食物成分的功能性。同样地，从最终消费者的角度来说，高直链淀粉淀粉食物还可能更不方便，因为准备时需要更高的温度及更长的时间。这样，例如，在本发明的这种可选形式中，现在可以提供一种产品如面条，需要向容器如茶杯中加入开水或热水，而不需要再加热一段时间，即可将抵抗性淀粉及其它有营养价值的成分提供给大肠。
这些淀粉的低凝胶温度的主要作用体现在食物的低温度要求以及食物粉碎的能量要求低。其必然结果是，食物加工及混合可在室温下进行，然后对混合物进行加热，低凝胶温度还缩短了达到凝胶所需要的时间。另外，当温度低于正常淀粉完全凝胶所需温度时，本发明将比常规淀粉有更完整的凝胶。
凝胶能力的测定之一反映在由DSC(差示扫描量热法)测量的热性能上。DSC第一顶点(凝胶顶点)的开始可能低于53摄氏度，低于50摄氏度更好，最好是低于47摄氏度。第一顶点的开始可以看作是凝胶作用的开始。由大麦谷粒产生的淀粉第一顶点可能大约低于60摄氏度，低于55摄氏度更好，最好是低于52摄氏度。第一顶点的H(焓)可能低于3.5，低于1.0更好，最好是低于0.5。
包含本发明的淀粉的面粉的凝胶作用的另一发现是它们表现了较低的膨胀性。膨胀性典型的测量方法是把淀粉或面粉跟过剩的水混合，加热升高温度，通常大于90摄氏度。然后通过离心过滤法收集样品，膨胀量用沉淀物的质量除以样品干重的值来表示。源于蜡质的和普通的大麦的淀粉的膨胀量约大于5.5。由直链淀粉含量高的谷粒(AC38)制成的面粉的膨胀量大约为3.75。然而，所测验的突变变种和杂交体的谷粒的膨胀量小于3.2，小于3.0的更多，但通常大于2。
在提高食物制备特别是含水食物制备中淀粉的含量时，凝胶作用的低膨胀性特别有用。在当前的情况下，它可能要用于升高溶胶或其它液体制备中的食物纤维的含量，对食物制备的输送可能另有限制。
如果需要快速制备食物如方便汤，方便面等，此特性跟淀粉所显示的降低的凝胶温度相结合，就可以大大增强食物的营养效果。
假定凝胶温度效果是谷粒胚乳中支链淀粉结构变化的结果，对该结构的度量方法之一就是由异淀粉酶去枝后的淀粉分子的链长分布(聚合程度)。例示SSII突变变种淀粉中的支链淀粉的链长分析显示，在去枝后，它们的链长分布为5到60，比去枝后无突变变种所产生的淀粉的长度分配更短。链长更短的淀粉的分支频率也将适当增加。这样淀粉还可能有更短的支链淀粉链长分布。聚合度为6至11的淀粉链的比例可能大于25％，大于30％更好，最好大于35％。聚合度为12-30的淀粉链的比例可能低于65％，低于60％更好，最好低于大约55。聚合度为31-60的淀粉链的比例可能低于10％，低于8％更好，而且高于5％，最好是高于约6％。三种链长范围比例综合考虑更胜于单独考虑，并可用于判断一类淀粉是否符合本发明。
链长分布的降低很可能会造成更低的凝胶作用温度。链长减小还被认为可以增强淀粉的器官感觉性，尤其是口感，这样就可以达到更滑溜的产品。另外，支链淀粉链长减小还被假定可能降低支链淀粉退化的程度，这种退化对食物质量造成影响，例如，它被认为对面包老化起非常重要作用。
另外，例示淀粉中的淀粉结构又显示出结晶度的变化，因为和从大麦中分离出来的普通淀粉相比结晶度降低了。当和降低了的支链淀粉链长分布相结合时，降低了的颗粒结晶度可能显示凝胶温度将会更低。淀粉降低了结晶度还被认为跟加强器官感觉性相关，而且更短的支链淀粉链长可以使滑溜的口感更好。这样，由于一个或多个支链淀粉合成酶的活性水平降低了，淀粉可能还会表现出更低的结晶度。淀粉表现出的结晶度的比例可能低于约20％，最好是低于15％。
还有一种测量淀粉的性能的方法就是测量其粘性。通过使用快速粘性分析器(RVA)发现，本发明的淀粉的粘性和得自于大麦的普通淀粉，蜡质淀粉，及高直链淀粉的粘性大不一样。这些测量是用粗面粉做的，淀粉的这种特性将在这些测量中占支配地位。普通及蜡质淀粉的最高粘性约为900到500RVA单位，已知的高直链淀粉的最高粘性大于200，而根据本发明大麦的最高粘性低于100，多数低于50，在有些植物中还只有10RVA单位。擅长此技术的人都能理解，引用的实验单元参数及引用的结果都是用于通过RVA(快速粘性分析器)或类似的仪器如粘焙力测量器显示这些淀粉的相对性能。
除了以上提到的结晶度，淀粉还可能由于淀粉以V综合形式存在而表现出明显特性。发明者认为这是第一次淀粉以这种形式和可感知的数量显示在谷物的淀粉粒中。淀粉的这种形式通常跟退化的淀粉相关联，尤其是在跟脂质有接触的情况下。在本发明中，假定淀粉结构允许植物脂质和淀粉之间亲密关系的形成，这就导致了V综合结构。淀粉的这种形式还被认为具有保健效果，因为它降低了消化性，因而可能形成抗性淀粉。
其它结构形式也可以由脂质淀粉相互作用产生，且包括非结晶脂质淀粉联合体。这样本发明也可以说是在于，大麦植物中，由于一个或多个支链淀粉合成酶的活性水平降低了，该大麦植物在谷粒胚乳淀粉含量中展示了可感知数量的淀粉脂质联合体。包含淀粉脂质联合体的淀粉，包括那些表现V综合结构的淀粉，通常对消化也有抵抗性，因而可以提高食物纤维的水平。表现淀粉脂质联合体的结晶形式的结晶淀粉的比例最好是大于50％，大于80％更好。
具有V综合形式的淀粉也可能不展示可感知数量的淀粉的A综合形式。如果没有A综合形式，可能表明本发明淀粉的存在。还发现由本发明的谷粒制成的淀粉及产品的粘合温度大大升高了。已知淀粉的粘合温度低于70摄氏度，这适合于普通直链淀粉含量及高直链淀粉含量的淀粉。然而本发明的淀粉表明的粘合温度高于75摄氏度，高于80摄氏度更好。要注意这些都是实验式测量，相对于其它淀粉的测量法。
发现例示大麦的淀粉有大量的食物纤维及抗性淀粉，这种增长可能至少部分地是因为直链淀粉的相对含量水平高的结果，然而也可能有食物纤维的作用，由于淀粉脂质联合体的存在，包括V型综合结构，或因为直链淀粉或支链淀粉和β-葡聚糖的紧密联合。同样地，升高的β-葡聚糖水平也可能对食物纤维的升高起了重大作用。
所举大麦的胚乳中的直链淀粉相对水平的升高十有八九是因为支链淀粉生成变化造成的，而支链淀粉的生成变化又是SSII酶的活性降低的结果。
具有上述编码酶的基因中的突变可能会显示出升高的直链淀粉含量，和/或降低的支链淀粉水平。如果只有支链淀粉合成降低了，淀粉会表现出相对升高的直链淀粉水平。
支链淀粉合成酶的活性降低可以通过相应基因内适当的突变或基因的调节序列来达到。基因被抑制的程度将在一定程度上确定所制出的淀粉的特性。作为大麦中的SSII突变，本发明的例示突变是截断突变体，而且已经知道这些对淀粉的性质有重大影响，然而遗漏突变体也可能改变支链淀粉的结构，该遗漏突变体能有效降低支链淀粉合成酶活性以提供大麦的淀粉或颗粒中的有益特性。其它染色体重排也可能有效，包括缺失，倒位，重复，或点突变。
此类突变可以引入到想要的遗传背景中，通过诱变有益品种，更可靠的是通过把突变变种和具有想要的遗传背景的植物杂交，并进行适当数量的回交，以去除本不想要的母体背景。可通过对诱变植物进行筛选来实现突变分离。
分子生物法可作为传统方法的替补选择性方法。SSII序列呈现在此规格中。携带有想要的突变的载体以及可选择的标志物可能被导入到组织培养植物或适当的植物系统中，如原生质体。对于突变已经被结合到染色体以替代现有的野生型等位基因的植物，可以使用适当的专用于突变及表型观测的核酸探测器来进行筛选。单子叶植物(如大麦)的转化方法以及源于原生质体或植物未成熟的胚胎的植物再生方法在此技术中非常有名，见Nehra提出的《加拿大专利申请2092588》，加拿大国家研究委员会提出的《澳大利亚专利61781/94号申请》，日本烟草公司提出的《澳大利亚专利667939》，和Monsanto(孟山都)公司提出的《国际专利PCT/US97/10621号申请》，其它方法在《WO99/14314专利说明》中作了描述。
除了使用突变，也可以采用其它知道的方法来改变支链淀粉合成酶的活性。这样，例如，通过适当的反义分子的表达，可以干挠对支链淀粉合成酶进行编码的单个或多个基因的转录和处理。这些可能基于在此为大麦SSII基因所说明的DNA序列。这些反义序列可用于结构基因或对基因表达及粘接活动进行控制的序列。这些序列在上文中已经提到。设计反义序列的方法在此技术中非常有名，可提供例子的有《美国5190131专利》，《欧洲0467349AI专利说明》，《欧洲0223399AI专利说明》，及《欧洲0240208专利说明》，在此根据它们提供执行反义技术的方法的情况把它们合成一体。在植物中导入及维护此类序列的方法已经出版，因而是已知的。
反义技术的变化就是利用核糖酶。核糖酶是带有酶功能的RNA分子，可以在反义序列指定的位置切割其它的RNA分子。RNA切割妨碍目标基因的表达。参考文件包括《欧洲0321201专利说明》及《WO97/45545说明》。
另一个可能用到的分子生物方法就是共同抑制。共同抑制的机制不是很好理解，但它涉及把额外的基因复制放入到正常倾向的植物中。在有些情况下，额外的基因复制会干涉目标植物基因表达。对于执行共同抑制的方法，参考文件包括《WO97/20936专利说明》及《欧洲0465572专利说明》。
另一种可能用到的使用DNA序列的方法是双链RNA中介基因抑制。在该方法中，DNA用于指引双链RNA产品的合成。双链分子的存在引发了植物防卫系统的反应，破坏了双链RNA及来自于目标植物基因的RAN，有效地降低或消除了目标基因的活性。关于执行此技术的方法，参考文件包括《澳大利亚99。292514-A专利说明》及《WO99/53050专利说明》。
可以认为，本发明可能产生于使用分子生物方法降低两个或两个以上提到的基因的活性水平的结果。
一种被特别正视为高直链淀粉及高β-葡聚糖含量结果的重要产品是降低了糖血指数的低热量产品。低热量产品可能基于由碾碎了的颗粒制成的面粉的内含物。然而，人们也许希望首先对谷粒进行颗粒化加工，除去谷粒总重量的10％或20％，因此清除糊粉层，同时以更大的程度消除胚。颗粒化加工的效果是降低脂质含量，从而降低食物的热量值。此类食物将可以充饥，增强肠胃健康，降低餐后血清葡萄糖水平以及脂质浓度，并提供低热量食物。使用颗粒化产品将降低由糊粉层及胚提供的营养成分。由颗粒化产品制成的面粉很可能具有更好的外观，因为这样制成的产品总是看起来更白。
本发明的某些方面也来源于糊粉层和胚的结合以及高水平的食物纤维。特别是来源于存在于所给例子谷粒中的相对较高的糊粉层及胚。首先，大麦有比其它商业谷物高得多的糊粉层，这是因为它有三细胞糊粉层。其次，例子大麦颗粒会收缩，这就意味着胚乳数量减少，这就导致糊粉层及胚的相对数量增大。这样在抗性淀粉输送系统中的混合中，大麦就有相对高水平的特定的有益元素或维生素，包括二价阳离子(如生物可提供的Ca++)，维生素(如叶酸)，及抗氧化剂(如维生素E和生育三烯酚)。这样，在为骨头及其它钙化组织的生长及沉积提供材料时就确定了钙，从而降低了晚年得骨质疏松症的危险。当叶酸只是以接近概念式的方式消耗时，它能够针对神经管缺陷提供保护作用，降低心血管病的危险，从而提高抵抗性淀粉和β-葡聚糖结合的效果。叶酸还被认为能够降低特定癌症的风险。维生素E及生育三烯粉携带有抗氧化剂的好处，因而被认为能够降低得癌症及心脏病的风险，并且具有降低食物成分中不想要的氧化作用的效果，例如能导致臭败的脂肪酸。当大麦颗粒或由其制成的产品的这种可选形式的这些成分和一种颗粒构成一种便利包装时，碾磨过的产品的一种特殊形式可能就是糊粉层包括在碾磨过的产品之中。可能采取特殊的碾磨方法以提高碾磨过产品中的糊粉层的数量。此类方法在Fenech以及其他人((1999)J Nutr 129：1114-1119)中提到。这样，源于碾磨过的或其它形式加工的谷物的任何产品都将包括糊粉层和胚，从而具有额外的营养成分，而不需要从其它来源再向产品加入这些元素。
要知道，本发明的大麦植物是具有更适合于生产食物，尤其适合于商品食品生产的谷物。这种生产可包括面粉或其它用于商品食品生产的配料产品。低一级的用途是其含量大约12％或超过15％的淀粉。或者，这种生产类似地包括可把谷物磨成粉；因此，虽然大多数形状的谷物均可磨成珠状大麦产品，而某些谷物的结构则特别不适合磨成粉。影响谷物的商业加工品种的另一个特点是，生产出来的产品会变色。因此，谷物的表皮或其它部分明显地显色，比如紫色，而这些与产品混在一起，并限制其适当的商业应用，比如，其带颜色的粗面粉用作面包的配料。一般来说，无皮的大麦用起来也更方便，因为，大麦谷物上的表皮给谷物加工造成更大的困难。提高大麦植物的价值的另一个方面是，从谷物中提取淀粉，而提取率越高，越有用。谷物的形状是影响谷物的商业用途的另一个特征，而谷物的形状可影响加工难度，或使其很难磨成粉。例如MK6827的谷粒形状异常地长，以至于很难磨成粉或加工。这种拉长的形状及其可用性的简便的量度标准是谷物的两个形态特征长度与其厚度的比例(L/T比例)。该比例往往由淀粉的特性决定。发明人发现，MK6827所具有的L/T比例大于6。因此，所筛选的具有突变变种SSII基因的大麦植物的L/T比例在大约4至5的范围之内，尽管预计其范围扩大到更大的比例，也许到小于5.8或至少5.5之后，仍可使用。
理想的基因背景将包括考虑商业收益及其它特性。这种特性可包括是否要冬季或春季大麦品种，农耕性能，抗病能力及对非生物性压力的抵抗能力。在澳大利亚，人们可能要斯鲁普(Sloop)、斯库尼尔(Schooner)、魁北克(Chebec)、弗兰克林(Franklin)、阿拉派尔斯(Arapiles)、坦坦加拉(Tantangara)、加里恩(Galleon)、盖尔德尼尔(Gairdner)或皮考拉(Picola)等大麦杂交栽培变种。上述品种适合于澳大利亚产区，而其它品种适合其它产区。
要想获取更大的收益，就需要更饱满的谷粒，而本项发明的某些效益也可由此获得，例如，生产直链淀粉含量高的淀粉或改变链条长度分布的淀粉。而本项发明的其它方面，则可通过不饱满的谷粒得到更好的实现。由于不饱满的谷粒中，糊粉层或胚与淀粉之间的比例可能更高，所以，可提供糊粉层的有效组成成分含量更高的大麦面粉或其它产品。这种糊粉层含量高的产品可能具有更高的叶酸等维生素含量，或者更高的钙等矿物质含量，而这些维生素和矿物质与更高的抗性淀粉含量和/或更高的β-葡聚糖含量相结合，就可提供配合的效果，例如在大肠中促进矿物质的吸收等。
为了使直链淀粉达到最大数量，也可以使大麦植物具有其它的补充显型特征，以便降低一个或多个支链淀粉合成酶的活性，使其遗传背景具有更高的直链淀粉显型，例如AC38中的amo1变种(因果基因未知)和蜡质变种(例如瓦克希罗品种中的变种)。另外，在因果基因不详的其它收缩胚乳大麦突变变种中可进行双重突变。
进而，本发明还在于所述大麦的谷粒。
本项发明还包括经过加工的谷粒，其中包括磨成粉、磨碎、粗磨、颗粒化或碾轧的谷粒，以及在加工过程中所获得的其它产品和上述完整的谷粒。这些产品可用于各种食品，例如面包、蛋糕、饼干等含有谷粉的产品，或浓缩济等添加剂，或制成麦芽或其它大麦饮料、面条和方便汤。
本项发明也可包括从上述大麦植物的谷粒中分离出的淀粉。淀粉可通过已知的技术分离出来。
本项发明的一个优点是提供具有特殊营养的一个或多个产品，而且不需要对大麦谷物的淀粉或其它成分进行改性。
但是，也可能有必要改变谷粒的淀粉、-葡聚糖或其它成分，本项发明中包括这些改性内容。
改性方法采用已知的方法，包括用传统的方法提取淀粉、-葡聚糖或其它成分，以及将淀粉改性，使其具有所要的抵抗性。
因此，淀粉或-葡聚糖可单独或多重地通过选用的处理方法来改性，这种处理包括而且不局限于：热和/或水分处理、物理处理(例如球磨粉)、酶处理(例如采用或-葡聚糖、pullalanase等)、化学水解(用液体或气体试剂弄湿或弄干)、氧化、双官能的试剂的交叉结合(例如三偏磷酸钠、氯氧化磷)，或羧基甲基化。
例示大麦谷粒中的食物纤维含量并不只是因为相对提高了胚乳直链淀粉含量而提高。其首要原因是，高含量的-葡聚糖对食物纤维含量的影响很大。-葡聚糖与淀粉颗粒的结合也很可能具有保护作用，其结合密度对淀粉具有潜在的保护作用，以至于像RS1的结构特性具有抵抗性，使其无法消化。其次，通过V-复合结晶测量的淀粉-脂质的结合也很可能具有抵抗性的碳水化合物。在这种情况下，抵抗性很可能是由于脂质的存在所引起的物理上的不易接近性而产生的，并由此可断定一个RS1淀粉。因此，具有V-复合结构的退化淀粉对消化具有很高的抵抗性，并由此预计，构成具有V-复合结晶结构的淀粉粒的部分的支链淀粉提高了消化抵抗性。再次，例示大麦植物的淀粉可能由于其淀粉粒结构中具有RS2淀粉而对消化具有抵抗性。
虽然对本项发明的各个方面进行了各种说明，但是，本项发明还在于上述两个或更多方面的结合。
实例1
背景
高级植物胚乳中的淀粉合成是通过一组酶来完成的，其过程共分4个关键性的步骤。第一步，ADP葡萄糖通过从G-1-P和ATP的ADP葡萄糖的合成来激活淀粉的单体前体。第二步，被激活的葡萄糖供体ADP葡萄糖通过淀粉合成转化成预先存在的1-4联接的非还原性末端。第三步，淀粉分叉酶通过1，4联接的葡萄糖的一个区域的分裂而产生分叉点，进而从分裂链条转化成受体链条，形成一个新的1，6联接。最后，遗传学研究表明，在高级植物中，淀粉去枝酶对淀粉的正常数量的合成是最为重要的，但是，去枝酶的作用机理尚未得到解答(麦尔斯等，2000)。
高级植物的正常淀粉粒合成显然需要上述4种活动，而在高级植物的胚乳中发现了这4种活动的每一种的多重异构体，每一个异构体在突变分析上(王氏等，1998；布里恩等，1998)或通过转基因方法的基因符号的变化上(阿贝尔等，1996；乔布林等，1999；斯科沃尔等，2000)所起的作用是不同的。但是，每一种活动中的每一个异构体对淀粉的生物合成所起的准确的作用尚不可知，也不知道其作用在不同物种之间的区别有多大。在谷类的胚乳中，存在两种ADP葡萄糖热磷酸化酶异构体，一个在淀粉质里，另一个在细胞质里(德尼尔等，1996；陶尔波乔尔森等，1996)。每一种异构体均有两个分支形态。玉米的收缩突变变种(sh2)和易碎突变变种(bt2)各自代表大小分支的变异(基罗兹和哈纳，1994)。在谷类的胚乳中发现了4类的淀粉合成，一个专门位于淀粉颗粒里面的异构体、颗粒范围的淀粉合成(GBSS)、介于颗粒与可溶性部分之间的两种形式(SSI，李氏等，1999a；SSII，李氏等，1999b)和完全位于可溶性部分的第四种形式，SSIII(曹氏等，2000；李氏等，1999b；李氏等，2000)。据显示，GBSS是直链淀粉合成的基本要素(苏尔等，1983)，而SSII和SSIII中的突变可改变支链淀粉结构(高氏等，1998；克雷戈等，1998)。SSI活动所起的突变作用尚无描述。
谷类的胚乳中表现出三种形式的分支酶，分支酶I(BEI)、分支酶Iia(BEIIa)和分支酶IIb(BEIIb)(海德曼和包耶，1982；包耶和普雷斯，1978；米朱诺等，1992；孙氏等，1997)。在玉米和水稻中，高直链淀粉显型已显示出BEIIb基因里的变异结果(包耶和普雷斯，1981；米朱诺等，1993)。在这些突变变种中，直链淀粉含量显著地提高，而剩余支链淀粉的分支频率却减少了。另外，定义为直链淀粉和支链淀粉之间的“中间体”的物质明显地堆积了(包耶等，1980；塔克达等，1993)。明确说明BEIIa和BEI的突变尚无描述，尽管在马铃薯中，仅仅BEI的降低会引起淀粉结构的极微影响(费尔普斯等，1996)。但是，在马铃薯中，BEII和BEI的降低的结合比单单BEII的降低产生更高的直链淀粉含量(斯科沃尔等，2000)。在高级植物中，存在两种类型的去枝酶，其定义是基于其酶作用物特性、异淀粉酶类型去枝酶和pullulanase类型去枝酶做出的(麦尔等，2000)。玉米和水稻中的Sugary-1突变与缺少两种去枝酶有关(詹姆斯等，1995；库伯等，1999)，但是，其因果突变图的位置与异淀粉酶类型去枝酶基因相同。在衣藻sta-7突变(谋伊勒等1996)，玉米Sugary-1突变的相似体中，只有异淀粉酶的活性降低了。
在大麦淀粉结构中的已知的变种与玉米的变种相比是有限的。最具特色的突变是叫做AC38的蜡质高直链淀粉突变。也培育并分析了双突变变种(斯肯德尔梅尔等，1992；富士田等，1999)。对淀粉结构及特征(促察骄瓦斯卡等，1992；斯肯德尔梅尔等，1992；瓦山坦和巴蒂，1995；默利森等，1984；格林和德哈斯，1974；邦克斯等，1971；皮尔森和克里斯蒂尔森，1997；瓦山坦和巴蒂，1998；促察骄瓦斯卡等，1998；宋氏和简，2000；安德里夫等，1999；Yoshimoto等，2000)和谷物特征(斯万森，1992；阿克卡斯，1979；奥斯卡尔森等，1997；奥斯卡尔森等，1998；安德森等，1999；埃尔夫佛森等，1999；巴蒂，1999；郑氏等，2000；伊基多尔基克等，2000；安德森等，2000)都进行了广泛的变种特性报告，并对突变变种在动物饲料中试验(薛氏等，1996；牛曼等，1978；卡尔佛特等，1976；维尔森等，1975；山德伯格等，1998；伯格等，1999)，人类食品(斯万森等，1995；法斯特诺特等，1996；皮尔森等，1996；坡默兰茨等，1972)和人类营养(坡默兰茨，1992；格兰菲尔德等，1994；奥斯卡尔森等，1996；阿克伯格等，1998)中的应用进行了研究。
在本实例中，我们从大麦中分离出了神奇级别的高直链淀粉突变变种。该突变变种品种所具有的直链淀粉含量(65％-70％)超过那些已知的高直链淀粉突变变种冰川(AC38)(45％-48％)(沃尔克等，1968)，而且具有淀粉分支频率提高的支链淀粉结构的淀粉，这与玉米的直链淀粉扩展突变变种相关的分支频率的减少形成对照(塔克达等，1993)。
对本项发明的突变变种的谷粒和淀粉特性进行了具体的研究并绘制了因果突变图。分离出的变种与已知的大麦收缩突变变种sex6是等位基因的，而且显示因果突变位于淀粉合成II基因里。这一突变的结果为淀粉的生物合成过程提供了新的提示，并显示不同物种的具体基因中的突变对淀粉结构有什么不同的影响。
材料及方法
突变的诱发及筛选
无皮大麦品种“喜马拉雅”是根据兹瓦尔和山德勒(1995)的方法，用叠氮化钠诱发突变的。变化谷物形状的品种是根据格林等(1997)的方法选择的。根据格林等(1997)的方法识别并保留了总计75个具有收缩胚乳显型的品种。
淀粉的分离
淀粉采用斯库尔曼等(1991)的方法从大麦谷物中分离出来。
直链淀粉的确定方法
直链淀粉/支链淀粉比例的确定是根据巴铁和克尔廷(1996)描述的方法，采用HPLC方法进行去枝淀粉的分离，并采用了碘控制方法。直链淀粉/支链淀粉比例的分析是根据凯斯等(1998)的方法，通过分析非去枝淀粉方法进行的。
淀粉含量的测定
淀粉采用大酶(Megazyme)(布雷，科维克楼，爱尔兰共和国)所提供的总淀粉分析工具包来确定的。
蛋白质含量
氮采用凯氏法确定，蛋白质含量采用5.7的系数来计算。
β-葡聚糖含量
β-葡聚糖采用大酶(Megazyme)(布雷，科维克楼，爱尔兰共和国)所提供的工具包来确定的。
淀粉链长度分布
淀粉根据默来尔等(1998)的方法，采用荧光团辅助碳水化合物电泳(FACE)，用毛细管电泳进行去枝和链条长度分布分析。
DSC
胶化采用一个Pyris1差别扫描热量仪(坡尔金 埃尔玛，美国挪斯沃克CT)进行测量。淀粉按2份水∶1份淀粉的比例用水搅拌，将混合物(40-50mg，精确称重)放置在不锈钢锅里，然后密封钢锅。样品从20℃至140℃，按每分钟10℃进行扫描，并与空的不锈钢锅进行了比较。采用Pyris软件确定了胶化温度和热函。
RVA分析
粘度采用快速粘度分析器(RVA，新港科学Pty有限公司，悉尼沃利武德)，用巴铁等(1997)报告的粗面粉条件进行测量。为了抑制-淀粉酶，在所有的化验中都加入了浓度为12mM的硝酸银。所测量的参数为高峰粘度(热面团的最高粘度)、保持粘度、最终粘度和面团温度。另外，计算了下降粘度(高峰粘度减去保持粘度)和反弹粘度(最终粘度减去保持粘度)。
面粉的膨胀
面粉的膨胀量是根据科尼克-罗斯等(2001)的方法进行确定的。
X-射线数据
X-光衍射数据是采用标准工艺(布里恩等，1998)收集的。
电子显微镜扫描
用Joe1 JSM 35C仪器进行了电子显微镜扫描。对纯化的淀粉进行了镀金喷涂，并在室温下以15kV进行了扫描。
双单倍体的生产
从292与坦坦加拉(澳大利亚阿德来得维特学院的P戴维斯博士的Hordeum culgare cv Tantanjara)之间和342与坦坦加拉之间的杂交所产生的F1植物中生产出了双单倍体。
关系分析
用Map Manager计算了遗传关系数据。
大麦cDNA库的建立
从开花10、12、15天后的大麦胚乳组织中分别收集了5毫克的polyA+mRNA，用来进行按照规定(“生命技术”)的cDNA合成。NotI-(dT)18引子(Pharmacia Biotech)用于第一步的cDNA合成。在cDNA与NotI接合并产生大小分别(SizeSep 400 spun Column ofPharmacia Biotech)之后，将双链cDNA与SalI-XhoI接合济(Stratagene)轧接并克隆到ZipLox(“生命技术”)的SalI-NotI臂上。扎接的cDNA用GigapackIII黄金包装提取物(Stratagene)进行包扎。用E.coli的Y1090(ZL)应变测试的文库滴定度为2×106pfu。
用PCR克隆大麦淀粉合酶II的具体cDNA区域
为了筛选大麦的cDNA文库，采用了cDNA克隆wSSIIp1。cDNA克隆wSSIIp1，是由PCR，采用引子ssIIa(TGTTGAGGTTCCATGGCACGTTCSEQ.ID.NO 9)和ssIIb(AGTCGTTCTGCCGTATGATGTCG SEQ.ID.NO 10)，放大wSSIIA(基因库，接入号：AF155217)的核苷位1,435和1,835之间区域来引发的。
放大采用了一个FTS-1热定序器(科贝特，澳大利亚)，95℃中1次循环2分钟，95℃中35次循环30秒，60℃中1分钟，72℃中2分钟，25℃中1次循环1分钟。碎片wSSIIp1克隆到一个pGEM-T矢量(Promega)里。
大麦cDNA库的筛选
对从大麦变异系数(cv)喜玛拉雅的胚乳的RNA中建立起来的cDNA文库，采用已描述过(拉合曼等，1998)的347-bp cDNA碎片wSSIIp，在杂交条件下进行了筛选。通过50％甲酰胺，6×SSPE，0.5％SDS，5×Denhardt’s，和1.7μg/mL鲑鱼精子DNA，在42℃进行16小时杂交，然后在65℃下进行3洗×2×SSC(含0.1％SDS)，每次洗1小时。
大麦基因组库的筛选
基本按照顾布勒等(2000)描述的方法，采用大麦SSII cDNA作为试样建立并筛选了大麦(大麦变异系数(cv)Morex)基因组文库。
基因组克隆的定序
Morex SSII基因亚克隆到质体矢量里并进行了定序。292和MK6827基因采用根据Morex顺序设计的引子，通过基因重叠区域的PCR放大进行定序。PCR碎片要么直接定序，要么进行亚克隆之后，从质体定序。
表达区域的识别
参考喜玛拉雅的cDNA顺序和Morex基因组顺序，定义了预计存在于cDNA里的292和MK6827基因组顺序的区域。
SSII基因中G至A的突变的PCR分析
设计了放大292中识别的含有G至A的转移突变区域的PCR引子。该引子的顺序是：ZLSS2P4(CCTGGAACACTTCAGACTGTACG SEQ.ID.NO 11)和ZLBSSII5(CTTCAGGGAGAAGTTGGTGTAGC SEQ ID NO 12)。采用一个FTS-1热定序器(科贝特，澳大利亚)，95℃中1次循环2分钟，95℃中35次循环30秒，60℃中1分钟，72℃中2分钟，25℃中1次循环1分钟。
大麦胚乳蛋白的SDS-PAGE分析
从成熟过程中和成熟的大麦和小麦胚乳中提取了淀粉，并按照描述(拉合曼等，1995)，用蛋白酶K去除了表面蛋白。用含有50mM Tris，pH6.8，10％SDS和10％2-巯基乙醇的0.5毫升提取缓冲济，从20毫克的干淀粉中提取了淀粉粒蛋白。经过煮10分钟的胶化之后，每一道上放置15毫升的上层清液来进行离心分离，并收集了淀粉。
双单倍体的生产
从292与坦坦加拉(澳大利亚阿德来得维特学院的P戴维斯博士的Hordeum culgare cv Tantanjara)之间和342与坦坦加拉之间的杂交所产生的F1植物中生产出了双单倍体。
逆交策略
292和Hordeum vulgare cv Sloop之间进行杂交而产生F1种子。对F1种子长出的植物进行近亲繁殖来产生F2种子的种群。采用PCR化验，测试F2种子长出的植物，而同型结合成292突变的植物与Sloop(BC1)进行逆交。从BC1中产生的F1植物又用PCR测试，挑选了同型结合成292突变的植物，并与Sloop(BC2)进行回交。从BC2长出的F1植物又一次进行PCR分析，并挑选了同型结合成292突变的植物。这些植物要么进行近亲繁殖以便产生BC2F2种群，要么与Sloop(BC3)进行再次杂交。从BC3中产生的F1植物再一次进行PCR分析，并挑选同型结合成292突变的植物。这些植物进行近亲繁殖以便产生BC3F2种群。这些种子长出的植物进行了PCR测试，挑选了同型结合成292突变的植物，用作单一种子系和种子扩大。
结果
突变变种的选择兹沃(Zwar)和禅德勒(Chankler)已报告(1995)了用叠氮化钠从无壳或无皮大麦品种“喜马拉雅”中导出各种突变变种的辨别方法。发明家们辨认出了一组75种收缩的谷物突变变种，而收缩的种子中，淀粉的直链淀粉含量是用HPLC(图1)来确定的。两个种类，292和342，发现各自含有71％和62.5％的直链淀粉含量(图1)。292和342的直链淀粉含量明显高于以前特性良好的AC38种类(直链淀粉47％，见图1)。这项研究明确说明292和342表现出的奇高的直链淀粉表现形态的基因基础，并说明谷粒和淀粉结构及功能上的因果突变结果。
谷粒特性
谷粒大小及形态：
谷粒重量和形态上的突变结果是显著的(表2)。谷粒重量从母种“喜马拉雅”的51毫克减少到292的32毫克和342的35毫克。突变变种保留了野生品种的长度和宽度，但相比之下，变得扁平(从喜马拉雅的2.82毫米平均厚度变成292的1.58毫米和342的1.75毫米)，而且中央部分基本不饱满。图2表示突变变种和野生品种谷粒的照片。其大小采用常规方法测量的，图2中显示谷粒长度(L)，最宽点的谷粒宽度(W)和厚度(T)。谷粒长度(L)与厚度(T)之间的比例有助于辨别物种突变，发现292或342物种突变的种子一般具有的值＞3.5，而非突变变种大麦的值＜3.5。
谷粒成分：
突变变种的淀粉含量从喜马拉雅的49.0％减少到292的17.7％和342的21.9％(见表1)。谷粒总重量中的淀粉重量的减少以提供谷粒的非淀粉总含量，表明淀粉含量的损失相当于谷粒重量的损失，喜马拉雅、292和342的非淀粉重量分别为26.0、26.3和27.3毫克。
292和342的蛋白质含量比母种喜马拉雅提高了(表1)，而这一结果是由于谷粒损失淀粉引起的，而不是由于每一颖果的蛋白质合成的提高引起的。
292和342突变变种的β-葡聚糖水平也提高了，而且从淀粉含量的减少(表1)的结果所预期的要高。在两种情况下，每颖果的β-葡聚糖含量提高了约20％，这可能表示一小部分碳从淀粉合成转移到了β-葡聚糖的合成。
淀粉成分及功能
直链淀粉及支链淀粉含量
直链淀粉的含量是用两种技术确定的，第一种是90％(v/v)DMSO(二甲基亚砜)中的尺寸排除法，第二种是碘蓝色值法。用两种方法确定的直链淀粉含量很接近，HPLC(高性能液体色谱)数据列在表1中。
从突变变种和野生品种的谷粒重量和直链淀粉含量数据中，可以算出每粒中淀积的直链淀粉数量。该分析表明，每粒的直链淀粉从喜马拉雅的6.2毫克/颖果减少到292的4.0毫克/颖果和342的4.8毫克/颖果。相比之下，每粒颖果的支链淀粉合成显著减少，从喜马拉雅的18.7毫克减少到292的1.6毫克和342的2.9毫克。
链长分布
经异淀粉酶去枝的淀粉链长分布采用荧光团辅助碳水化合物电泳(膜面)进行。292、342突变变种和喜马拉雅的链条长度分布列在图3a中。图3b表示一个差别图表，其中292和342突变变种的标准化链条长度分布是从喜马拉雅的标准化分布中减去的。从DP6-11，DP12-30和DP31-65中算出的链条长度百分比列在表3。292和342突变变种的链条长度分布有明显的变化，以致于DP6-11的区域中比DP12-30有更高的链条百分比。
差示扫描量热法测定
采用差示扫描量热法测定方法研究了突变变种的胶凝温度，并将数据列在表4。292和342所产淀粉的胶凝温度在胶凝最高峰的开始、最高峰及最终温度方面都明显比喜马拉雅低。292和342突变变种的胶凝最高峰的热函也明显低于野生品种。292和342突变变种的直链淀粉/脂质最高峰开始温度也降低了，但是，热函却提高了，与突变变种的直链淀粉含量的提高相一致。
依据RVA的淀粉粘性
为了观察糊状粘性，进行了大麦粗面粉样品的RVA分析。以前的研究已表明，粗面粉样品的分析与分离的淀粉的分析紧密相关(贝蒂等，1997)。分析显示，所研究的大麦基因型之间存在着较大的差异(见表5和图4)。含有野生品种淀粉的喜马拉雅和纳莫伊两种大麦品种显示出了典型的RVA曲线，有一个突出的粘性高峰，其次是粘性下降到固定的强度，最后，随着温度的下降，粘性提高到最终粘度。与一般观察到的大麦淀粉一样，野生品种淀粉的最终粘度相当于，或低于高峰粘度(表5)。在AC38中，得到了突出的高峰粘度，但是，由于该品种的高直链淀粉含量，所以，所得到的最终粘度比高峰粘度要大。然而，在292、342和MK6827中得到了很不相同的曲线。没有得到与其它大麦淀粉的高峰粘度相应的明显的粘性初始提高，因此，无法计算细分值。表5所列的292、342和MK6927的高峰粘度值是喜马拉雅(Himalaya)高峰粘度时所记录的粘度。与其它粗面粉样品相比，292、342和MK6827的粘度是在整个分析过程中一直提高，直到最终粘度。如果根据淀粉含量进行标准化，292和342的淀粉具有很高的最终粘度(见图5)。
膨胀性是测量面粉和淀粉特性的方法，用以探索材料接触热和过剩的水分时的表现。通过在规定温度下，把样品与水搅拌成胶状材料前后，对其分别称重来测量其增加的吸水量。分析表明，控制样品喜马拉雅和坦坦加拉(Tantangara)膨胀至干燥重量的6至8倍，相比之下，292和342只膨胀至干燥重量的2-3倍(表9)。
结晶性
通过X-射线结晶照相，进一步研究了淀粉的结构(见表6)。喜马拉雅(Himalaya)显示了预期的谷物淀粉的图案，具有占优势的“A”型结晶性，而AC38和瓦克希罗(Waxiro)都显示了很相似的X-光衍射图案，只不过AC38的结晶性水平较低，而瓦克希罗(Waxiro)的结晶性水平较高。292和342突变变种的X-光衍射图案则变成V型和B型的混合型。除了衍射图案的变化之外，292和342突变变种的结晶数量急剧下降，分别为9％和12％。这与292和342淀粉的低支链淀粉含量相一致。
颗粒形态
用电子扫描显微镜观察了淀粉的颗粒形态(图6)。喜马拉雅(Himalaya)(图6，A栏)，腊质大麦(Waxiro，图6，b栏)和AC38(图6，c栏)的颗粒大小和形状与以前发表的正常大麦品种的淀粉颗粒观察相一致。突变变种292(图6，d栏)，342(图6，e栏)和MK6827(图6，f栏)的“A”型淀粉颗粒形状发生了明显的变化，与正常大麦光滑的小扁豆似的形状相比，其颗粒表面变得复杂。
食物纤维
按照AOAC程序，进行了食物纤维分析，发现292和342具有增加的食物纤维，增加的食物纤维是由于不能溶解的食物纤维的增加所导致的，而不是由于可溶性食物纤维的增加所导致的(表1)，这与食物纤维为抵抗性淀粉和β-葡聚糖相一致。值得注意的是，食物纤维的这种测量方法是化学确定方法，从营养学的角度看，与生理学的方法相比更加清楚。
突变变种的基因基础
分离比率
大麦品种的突变杂交不显示收缩的292和342胚乳显型，证明突变是直接的逆行突变，显示异型杂交种群的F2种子的收缩率为3∶1(正常∶收缩)，而沿着单异型杂交发展的双单倍体种群种子的收缩率为1∶1(正常∶收缩)(见表6)。正常的定义为种子的L/T(长度/厚度)＜3.5，收缩的定义为种子的L/T＞3.5。
突变变种的等位基因特性
通过292和342的杂交后代的分析，292和342的突变显示出具有等位基因。通过逆向杂交得到的所有F1种子的谷粒重量和形状都在母系292和342品种的大小及形状范围之内，却在母系喜马拉雅(Himalaya)种子的大小及形状范围之外。另外，通过292×342 F1植物得到的所有F2种子均表现出了292和342突变变种的典型的收缩种子显型。
大麦种质集(USDA-ARS，国家小谷物种质研究机构，美国爱达荷州83210，阿伯迪因)中所找到的收缩谷粒突变变种系列的谷粒形状和淀粉特性的分析表明，具有sex6突变的品种MK6827(BGS31，也称GSHO2476)显示了一组与292和342突变很相似的淀粉和谷粒特性。292和MK6827之间进行杂交之后，所有的F1谷粒在谷粒重量和收缩种子显型方面均显示出了典型的292显型。292×MK6827 F1植物所得的F2种子均显示出了L/T比例＞4的收缩的胚乳显型。相比之下，292和商用大麦栽培突变斯鲁普(Sloop)杂交所得的F2种子产生了两种方式的分布，收缩和饱满的种子变异比例为3∶1(表6)。292与其它5种收缩胚乳显型(BGS 380，收缩胚乳4，7HL(扎维等，1975)；BGS 381，收缩胚乳5，7HS(扎维等，1975)；BGS 382，sex1，6HL(埃斯里克和莱斯，1976)；BGS 396，收缩胚乳6，3HL(拉马智和埃斯里克，1975)；BGS 397，收缩胚乳7，未绘制，(拉马智和埃斯里克，1975))之间杂交所得的F1种子均产生了饱满谷粒形状。基于此，可认定292、342和MK6827突变为等位基因的，而基于以前发表的sex6位置图，292和342突变预测为大麦染色体7H的短臂，从着丝点约4cM(尼茨维塔夫，1990；尼茨维塔夫和克里斯丁科夫，1993；比亚谢夫等，1986；尼茨维塔夫，1992)。
连锁分析
通过292与拥有90个后代品种的商用大麦品种坦坦加拉(Tantangara)之间杂交，产生了双单倍体种群(表8)。
这些品种按种子形状(饱满或收缩)，依据膜面的链条长度分布(具有DP6-11的链条的百分比)，种子外部(裸的或去壳的)，以及PCR标记(见下)做了记录。其数据列在表8。在这一种群中，收缩的种子特性和292的膜面分布准确地发生了相同变异，这与谷粒大小和形状的变化是淀粉堆积变化的结果的预期是相同的。特性的相同变异在图8中列出。A栏表示淀粉链条长度(用DP6-11之间的链条百分比列出)与长度比厚度的比例之间的关系。打开的圆圈表示具有292突变PCR标记的品种，十字型表示具有野生品种PCR标记的品种。这两个品种之间，存在明显的区别。图8的B栏表示淀粉链条长度与种子重量之间的关系，并表示突变的种子重量比长度对厚度的比例更难辨别。
大麦有没有皮取决于位于染色体7H的nud部位，而由于坦坦加拉(Tantangara)为有皮大麦，而292为无皮大麦，这一特性可以记录在双单倍体后代里。对无皮/有皮特性与膜面数据之间的联系的分析表明，在这一杂交中，292突变绘制在nud部位的16.3cM以内。这一位置符合以前绘制的等位基因sex6突变的数据(尼茨维塔夫，1990，尼茨维塔夫和克里斯丁科夫，1993，比亚谢夫等，1986，尼茨维塔夫，1992)。
因果基因的识别
据显示，nud基因位于大麦染色体7H(图8，菲达克等，1972)。在小麦中，3个淀粉合酶(GBSS，SSI和SSII)和一个异淀粉酶型去枝酶(S.拉赫曼，个人通讯)位于染色体7(同源染色体)的短臂上(山森和恩多，1996；李氏等，1999a；李氏等，1999b；李氏等，2000)。Nud部位的紧密的关联性暗示了最为可能的候选基因为SSII基因。小麦的SSII基因是在cDNA级别(李氏等，1996b；基因库添加号AF155217)和染色体组级别(李氏等，个人通讯)上无性繁殖，而一个大麦的cDNA是独立并无性繁殖的(图9)。大麦和小麦的SSII染色体组顺序排列表明，其基因有很相似的编码顺序/基因内区结构，但是，顺序之间的基因内区长度有所不同(图10)。喜马拉雅(Himalaya)的摩力克斯(Morex)染色体组顺序与cDNA顺序的对照(图9)导致从摩力克斯(Morex)、292和MK2827演绎出的cDNA顺序的识别。
图11表示从对应于1829排列位置的292的SSII基因中发现的G至A的过渡突变。该突变将一个停止基码导入292的SSII开放阅读结构(图12)。坦坦加拉和喜马拉雅的顺序分析表明，两种野生品种的基因在该区域是相同的，而且292和342都包含了相同的G至A的过渡突变。导入的停止基码截短基因成分，使整个淀粉合酶II基因的C-终端接触反映的范围无法解释，因此，所有的SSII的活动很可能被这个突变取消。
图11表示，G至A的过渡也存在于MK6827的排列位置242，而喜马拉雅的cDNA顺序列在图9。该突变也把一个停止基码导入292的SSII开放阅读框架(图12)，并防止超过90％的SSII基因的解释，取消由该基因编码的SSII活性。
292中的G至A的过渡中断了大麦SSII基因中的限制部位(NlaIV)。辨别NlaIV部位的位置列在图14，(a)栏和(b)栏。图14c表示大麦的NlaIV分类成分的琼脂糖凝胶体电泳，表明292突变的辨别图案是在292和342，却不在MK6827、喜马拉雅(Himalaya)或坦坦加拉(Tantangara)。
对292×坦坦加拉(Tantangara)双单倍体种群的90个品种记录了G至A的过渡的PCR标记，而且发现与收缩种子和膜面链条长度分布显型准确地相同变异，表明292突变完全与该淀粉显型相连，并且，这一突变很可能是潜伏在292显型下面的因果突变。图14d表示源自292×坦坦加拉(Tantangara)双单倍体种群的品种的分析。
SSII活性降低的生化证明
用一系列的凝胶体电泳技术，研究了突变变种和正常大麦品种的淀粉生物合成酶的成分。发育着的胚乳可溶性部分分析证明，所有的品种都含有BEI、BEIIa、BEIIb、SSI和SSIII，而且，这些BE和SS的相同形态的内容在本质上都没有改变。但是，淀粉颗粒的分析表明，缺少几个带。首先，SDS-PAGE分析(图16，B栏)表明，292、342或MK6827都没有90kD的一个带，而喜马拉雅(Himalaya)、坦坦加拉(Tantangara)和AC38则都有。免疫吸收法显示，该带拥有SSII(图16，B栏)、BEIIa和BEIIb。发现BEIIa和BEIIb存在于可溶性部分，而不存在于颗粒中，这表明292、342和MK6827突变变种中的这些酶的分布有所改变，而不是取消表达的突变。相比之下，在可溶性或颗粒部分(图16，A栏和B栏)中都没有发现有SSII表达的证据，这与292、342和MK6827中可直接把SSII突变与所观察到的显型相连的基因证据相一致。
具有292突变的品种的栽培
为了把292突变转变成选择性的大麦基因型，采用了两种策略。
在第一个例子中，从292和坦坦加拉(Tantangara)的杂交中产生了双单倍体品种。表8中列出了包括种子重量、L∶T比例、链条长度分布及SSII DNA标记状态数据。表9对这些品种做出了更综合性的分析，包括RVA分析，β-葡聚糖含量及面粉膨胀体积。数据显示，具有292突变的品种具有明显不同的RVA参数(例如，高峰/最终粘度比例)，更高的β-葡聚糖含量和面粉膨胀体积变化。
在第二个例子中，通过进行从292到具有正常淀粉特性的一个栽培变种(cv Sloop)的两个回交来转变了突变。收集了产自三个回交2F1植物的F2种子，以供分析。F2种子分成L∶T比例＞3.5和L∶T比例＜3.5。两类种子的分布符合单一隐性基因的要求。产自每一种植物的种子类型的面粉膨胀体积列在图10，表明通过具有平均75％的斯鲁普(Sloop)背景的品种栽培过程，淀粉的膨胀特性得到了明显的转变。
讨论
我们描述具有收缩的胚乳显型的大麦的神奇突变变种292和342的变异。谷粒成分的分析证明，收缩的显型是由于淀粉含量的显著的减少，而淀粉成分的分析表明，这种减少是以因减少支链淀粉的合成所导致的高直链淀粉的显型来表现的。
292和342突变变种具有独特的谷粒和淀粉特性的结合，含有更多的β-葡聚糖和抵抗性淀粉。该品种的β-葡聚糖含量大约提高了15％，这是淀粉含量的减少所导致的预期的结果，表明不能转化成淀粉的碳转化为β-葡聚糖的合成。食物纤维含量的确定表明，突变变种的谷粒有更多的食物纤维，而这种增加是由于不能溶解的食物纤维的增加所导致的。
这种特性的组合表明，这种突变变种可能具有成为人类食物的组成部分的很有趣的潜力。首先，较高的β-葡聚糖含量意味着这些品种可能有助于通过精心安排β-葡聚糖的作用来降低胆固醇的含量。其次，抵抗性淀粉的存在意味着这些品种可能有助于肠道健康，利用其抵抗性淀粉的功能来提高结肠内的发酵(托平等，1997；托平，1999)。再次，谷粒的成分表明，这些品种会有较低的能量密度，消化速度可能较慢，意味着它们可能会提供低糖类食物。
例示品种的淀粉特性也很独特，有较高的直链淀粉，而直链淀粉又有较低的胶化温度。这一点与通过突变分枝酶IIb来提高直链淀粉含量时胶化温度一般升高的其它变种形成对照，比如，增加直链淀粉的玉米变种(Ng等，1997；卡茨等，1993；科鲁格等，1987；弗瓦等，1999)。虽然292的直链淀粉含量相当于其它增加直链淀粉的品种，但其淀粉的支链淀粉结构却明显不同(王氏等，1993)。在292和342中，支链淀粉的链条长度分布朝着低聚合程度方向变化，而在增加直链淀粉的品种中，链条长度分布是朝着高聚合程度方向变化。这意味着，不是直链淀粉的含量，而是支链淀粉才是确定胶化温度重要因素，而这一效果是通过支链淀粉分子的外部链条之间的相互作用力来获得的。简等人于1999年注意到了多种淀粉的类似的效果。
RVA分析的粘度数据表明，SSII突变变种的淀粉与正常大麦和AC38有所不同。SSII突变变种没有像一般品种那样，随着温度提高到95℃时，在RVA温度曲线的开头部分出现粘度高峰。相反，这些突变变种的粘度是逐渐上升的，直至最终粘度。这些数据与其颗粒的低支链淀粉含量、颗粒中的低支链淀粉结晶量，以及用差别扫描热量计所观察到的低胶化温度和热函是相一致的。在水中加热、搅动，使其颗粒中的直链淀粉被释放出来时，可达到较高的最终粘度。这种RVA特性在谷物淀粉中是独特的，可为需要低糊状粘度和高最终粘度的食品及工业应用提供神奇的淀粉来源。
DSC的胶化温度的观察是从X-光衍射研究结果中反映出来。292和342的颗粒的结晶量减少了，而晶体形状从谷物淀粉的典型的A型变成V型和B型的混合型。V型是直链淀粉的典型的形状，反映出淀粉中与脂肪酸合成的直链淀粉的成分，而B型衍生自支链淀粉，预计反映出淀粉的残留支链淀粉含量(布里恩等，1998)。
对292和342突变变种的基因基础的分析表明，突变是简单的逆向突变，在异型杂交实验中，表现出典型的孟德尔比率。杂交研究表明，292和342是等位基因的。对292与其它收缩胚乳变种之间在杂交实验中的相互作用的进一步的分析表明，292/342变种与MK6827品种的Sex6也是等位基因。这一变种以前已经绘制出来，表明其位置在染色体7H短臂上，离着丝点3cM以内的位置(尼茨维塔夫，1990；尼茨维塔夫和克里斯丁科夫，1993；比亚谢夫等，1986；尼茨维塔夫，1992)。
在有皮大麦坦坦加拉(Tantangara)与无皮的292突变变种之间建立了双单倍体种群，其收缩胚乳变种绘制在染色体7H的短臂上，离nud基因16cM之内的位置，该位置与Sex6变种的绘制位置相一致。
在染色体7H短臂上，靠近着丝点的基因定位表明，因果突变(sex6)是在一个不同的基因里，朝着引起绘制在染色体1H(斯肯德尔梅尔等，1992)的AC38(amo1)的高直链淀粉显型的突变。绘图位置暗示着sex6/292变种中中断的一个基因候选是淀粉合酶II，小麦的淀粉合酶II也位于染色体的该相同位置(山森和恩多，1996；李氏等，1999b)。292和342变种的排列分析表明，在基因中有G至A的过渡突变，引起基因的切断，使含有酶的活性部位的C-端区无法解读，可能导致完全不活跃的蛋白合成。另外，MK6827的SSII基因排列显示了在242位置上的G至A的过渡突变，这也会引起基因的切断。这一结果确认292和MK6827变种的等位基因特性。
SSII基因中的突变的识别引发了292中突变的PCR标记辨别的发展。这一PCR标记的记录穿过292×坦坦加拉种群的91后代，而且发生了与淀粉的收缩胚乳显型和减少链条长度分布显型百分之百地相同的变异。在不同背景的大麦(292和MK6827)的SSII基因中发现引起相似的显型的等位基因突变，以及发现变种与收缩谷粒显型的密切关系，有力地证明292、342和MK6827的SSII基因中存在的突变是导致收缩胚乳特征的因果突变。
在此观察的大麦中SSII突变的显型，在某些方面，与其它植物的SSII突变显型很相似，但是，SSII突变没有像292/342中所发现的突变那样显著地提高了直链淀粉的含量。发现豌豆(rug5，克雷戈等，1998)和衣藻(方泰因等，1993)也有SSII突变，而且，正如在此观察到的一样，提高了支链淀粉含量，减少的链条长度分布。也有证据表明，玉米的收缩-2突变是通过SSII基因的突变产生的，但这一结论尚未得到证明(哈恩等，1998；奈特等，1998)。玉米的收缩-2突变产生具有胶化温度降低的淀粉(坎贝尔等，1994)。山森在小麦中培育出了缺少Sgp-1蛋白的三无品种(山森，1998)，而李氏等人(李氏等，1996b)证明了该品种为SSII基因产品。在小麦中，直链淀粉含量提高到约35％，并观察到了不正常淀粉颗粒，结晶变化以及胶化温度变化(山森，1998)。大麦的SSII突变与其它物种的SSII突变之间的特征差异非常出人意外。
SSII突变说明可通过栽培从一个基因背景转化成另一个，并产生原有292、342和MK6827的典型的辨别颗粒形状和成分。表9的292×坦坦加拉(Tantangara)双单倍体品种的数据中，L/T比率、β-葡聚糖含量、链条长度分布、RVA和面粉膨胀体积参数证明，具有292突变的品种表现出典型的292母种的显型。进而，292与斯鲁普(Sloop)的第二次逆向杂交的近亲繁殖后代所产生的种子的变异显示了正常显型(74粒种子的L/T比例＜3.5)和收缩显型(21粒种子的L/T比例＞3.5)变异的3∶1变异率。
SSII基因排列和大麦转化体系的获得，提供了用基因抑制技术打开SSII基因所需的工具，用来产生可与SSII突变相媲美的显型。最近开发的高效策略是，生产一种发夹结构用以产生一个能够抑制内源性SSII活性的双链RNA。虽然在此描述的类似突变的突变变种的完全打开会令人感兴趣，但具有不同促进济的DNA结构的使用及具有不同水平的发夹结构表达的基因转移的恢复，使得采用滴定法测量从正常水平到完全打开水平的基因的表达影响可以得到评估。
突变表示，能够从292转移至其它大麦基因背景，同时保留原始292突变的基本特征。表9和表10中列出了292×坦坦加拉(Tantangara)双单倍体后代和与斯鲁普(Sloop)逆向杂交二代种子的显型数据，表明显型是在栽培过程中转移的。
表1
大麦谷粒成分
a％谷粒重量，14％水分b％淀粉总含量的n.d.未确定
| 淀粉含量(％)a | 按照HPLC的直链淀粉含量(％)b | 按照碘胶合的直链淀粉含量(％) | 蛋白质含量(％)a | β-葡聚糖(％)a | 总食物纤维a(％) | 不可溶性食物纤维a(％) | 可溶性食物纤维a(％) | |
| 冰川 | n.d. | 31.0 | .n.d. | 11.5 | 4.3 | 21.6 | 16.6 | 5 |
| AC38 | 47 | 47.4 | 60.6 | 10.4 | 5.8 | 24.9 | 28.8 | 6.1 |
| 喜马拉雅 | 49 | 25 | 25.4 | 10.0 | 4.8 | 27.1 | 18.1 | 9 |
| 292 | 17.7 | 71 | 68.9 | 15.0 | 9.5 | 30.3 | 21.4 | 8.9 |
| 342 | 21.9 | 62.5 | 71.7 | 15.7 | 8.3 | 28.3 | 19.4 | 8.9 |
| MK6827 | 10.2 | n.d. | 44.4 | 21.3 | n.d. | n.d. | n.d. | n.d. |
| 瓦克希罗 | 42.8 | n.d. | 5.0 | 14.6 | n.d. | 19.8 | 12.7 | 7.1. |
| 坦坦加拉 | 51.6 | n.d. | 29.5 | 14.6 | n.d. | 17.2 | 12.7 | 4.5. |
表2
谷粒规格
N＝50，除非标明a，n＝200
| 谷粒重量(mg) | 谷粒长度(mm) | 谷粒宽度(mm) | 谷粒厚度(mm) | L/T比率 | |
| 喜马拉雅 | 51.016.63a | 7.010.51 | 3.580.34 | 2.820.36 | 2.48 |
| 坦坦加拉 | 50.406.51a | 7.220.98 | 3.600.25 | 2.730.21 | 2.64 |
| 瓦克希罗 | 45.715.21 | 7.540.47 | 3.400.20 | 2.670.19 | 2.82 |
| AC38 | 50.798.22 | 7.620.65 | 3.350.27 | 2.640.25 | 2.89 |
| 292 | 32.134.67a | 7.050.49 | 3.630.55 | 1.580.20 | 4.46 |
| 342 | 35.456.01 | 7.280.55 | 3.760.38 | 1.750.18 | 4.16 |
| MK6827 | 44.893.78 | 11.200.58 | 3.630.27 | 1.770.33 | 6.33 |
表3
异淀粉酶去枝淀粉的链长分布
a聚合度b以摩尔表示的低聚糖分布比例
| Dpa | 喜马拉雅％b | 坦坦加拉％b | AC38％b | 342％b | 292％b | MK6827％b |
| DP6-11 | 24.15 | 22.40 | 26.33 | 38.18 | 38.96 | 37.98 |
| DP12-30 | 69.12 | 67.59 | 67.62 | 54.14 | 53.42 | 55.60 |
| DP31-60 | 6.73 | 10.01 | 6.05 | 7.68 | 7.62 | 6.42 |
表4
用DSC测量的大麦淀粉温度特征
| 最高峰1 | 最高峰2 | |||||||
| 开始 | 最高峰 | 最终 | H | 开始 | 最高峰 | 最终 | H | |
| 冰川 | 55.4 | 59.3 | 65.3 | 4.2 | 93.9 | 101.4 | 107.7 | 0.87 |
| AC38 | 55.0 | 62.2 | 68.2 | 3.9 | 89.3 | 100.1 | 106.9 | 1.195 |
| 喜马拉雅 | 56.8 | 60.9 | 68.0 | 4.5 | 93.1 | 101.8 | 108.3 | 0.78 |
| 292 | 46.0 | 51.2 | 58.1 | 0.29 | 88.7 | 97.7 | 104.9 | 1.34 |
| 342 | 45.2 | 50.4 | 56.8 | 0.47 | 86.5 | 97.0 | 105.0 | 1.59 |
表5
大麦淀粉的RVA参数
* 粗面粉的淀粉含量来区分的最终粘度** 在高峰粘度时记录的喜马拉雅数值*** 数值小于零n.d. 未确定
| 高峰粘度 | 破裂 | 持续强度 | 逆转 | 最终粘度 | 标准化的最终粘度* | 糊状温度(C) | |
| 喜马拉雅 | 871.5 | 653.1 | 218.4 | 235.8 | 454.2 | 926 | 64.9 |
| 纳摩伊Namoi | 621.7 | 367.5 | 254.2 | 375.3 | 629.5 | 1284 | 65.9 |
| AC38 | 226.7 | 87.3 | 139.4 | 188.4 | 327.8 | 697 | 68.9 |
| 292 | 92.1** | *** | 133.9 | 230 | 363.9 | 2055 | 89.5 |
| 342 | 110.9** | *** | 144.9 | 264.5 | 409.4 | 1869 | 87.9 |
| MK6827 | 18.2** | *** | 25.7 | 43.3 | 69 | 676 | n.d. |
表6
淀粉结晶数据
(* ±5％)
| 样品 | ％H2O(W.B) | 结晶％* | A％* | B％* | V％* |
| 292 | 29.6 | 9 | - | 13 | 87 |
| 342 | 35.8 | 12 | - | 18 | 81 |
| AC38 | 26.1 | 19 | 93 | 7 | (微量) |
| 喜马拉雅 | 27.7 | 27 | 93 | 7 | (微量) |
| 瓦克希罗 | 29.7 | 41 | 94 | 6 | - |
表7
后代分析
a 标准杂交产生的后代b 双单倍体后代c 在每一种情况下，2(0.05)，df＝1＝3.84，因此，292×斯鲁普种群符合
| 杂交 | 收缩 | 饱满 | 计算的2值c |
| 292×斯鲁普a | 45 | 155 | 2(3∶1)＝1.0 |
| 292×坦坦加拉b | 45 | 46 | 2(1∶1)＝0.01 |
3∶1变异，而292×坦坦加拉双单倍体种群符合1∶1变异。
表8
292×坦坦加拉双单倍体品种记录
品种号a 表皮b 种子重量 L/T比率c DP6-11 直链淀粉 PCRf
(mg) (％)d 含量e
1 N 26 3.8 35.87 50.2 292
2 N 24 4.21 36.87 56.2 292
3 H 43 3.32 25.45 18.3 Wt
5 N 40 4.58 39.47 55.5 292
7 N 34 4.28 19.63 43.0 292
8 H 48 3.02 21.6 46.7 Wt
9 N 31 2.76 22.89 25.9 Wt
10 N 26 3.02 27.56 21.1 Wt
11 N 34 3.55 37.90 44.7 292
12 H 50 2.94 26.37 32.8 Wt
13 N 27 4.29 38.68 48.4 292
14 H 56 3.07 22.98 20.8 Wt
15 H 46 2.74 24.88 22.9 Wt
16 H 43 2.78 25.40 18.3 Wt
17 N 31 3.8 37.37 54.2 292
18 N 31 4.51 37.46 57.5 292
19 H 26 3.1 29.57 22.7 Wt
20 H 53 3.04 25.42 23.8 Wt
21 N 31 4.5 38.51 59.1 292
22 N 27 4.63 37.25 27.2 292
23 H 47 2.73 24.11 21.2 Wt
24 N 27 4.58 36.89 42.0 292
26 H 35 3.57 19.50 15.1 Wt
27 H 22 4.3 36.81 48.6 292
28 N 31 4.34 38.88 37.0 292
30 N 30 4.04 38.05 48.4 292
31 N 23 4.25 37.07 51.7 292
32 H 48 2.62 20.67 13.0 Wt
33 N 25 4.92 35.68 33.3 292
34 N 31 4.01 38.34 46.1 292
35 H 43 3.16 20.07 23.6 Wt
36 N 26 4.33 36.93 29.7 292
38 H 38 3.01 21.11 9.1 Wt
39 H 33 2.92 20.49 23.5 Wt
40 H 36 2.99 19.57 2.2 Wt
41 N 30 4.05 37.82 40.9 292
42 H 47 2.95 20.80 11.9 Wt
43 N 40 3.24 21.97 18.1 Wt
45 H 52 2.78 19.97 14.5 Wt
46 N 29 4.44 35.87 32.1 292
47 N 35 3.69 36.34 92.9 292
48 H 31 2.54 20.27 13.4 Wt
49 H 54 2.94 22.29 19.3 Wt
50 H 50 2.94 21.92 20.6 Wt
51 H 43 3.73 20.59 18.1 Wt
53 N 31 4.12 36.52 55.3 292
54 N 34 4.02 35.17 57.1 292
55 H 32 4.19 41.35 60.4 292
56 N 29 3.17 21.48 18.1 Wt
57 H 30 4.85 36.66 46.3 292
58 N 32 2.97 23.83 13.8 Wt
59 N 46 2.91 24.15 9.2 Wt
60 H 44 2.74 22.39 13.5 Wt
61 N 31 4.47 35.67 61.3 292
63 N 32 4.3 36.94 39.4 292
64 H 39 2.93 21.95 20.5 Wt
65 N 26 3.87 37.51 20.7 292
66 N 30 4.03 36.89 48.7 292
67 H 36 3.17 20.24 14.4 Wt
68 N 43 2.65 22.53 8.4 Wt
69 N 32 3.93 36.34 54.7 292
70 H 43 2.77 22.28 17.6 Wt
71 N 29 3.73 38.73 31.5 292
72 H 47 2.65 22.00 20.8 Wt
73 N 36 4.09 39.58 49.0 292
74 N 24 4.18 36.15 47.8 292
75 H 34 2.99 24.42 14.2 Wt
76 N 31 4.35 35.95 49.9 292
77 H 49 3.19 21.22 17.0 Wt
78 H 33 2.78 21.27 15.6 Wt
79 H 31 2.85 23.04 21.2 Wt
80 H 38 3.18 19.88 18.9 Wt
81 H 37 2.84 24.22 16.2 Wt
82 H 33 4.64 39.99 45.3 292
84 N 28 3.62 36.98 28.9 292
85 N 26 6.44 44.43 41.3 292
86 H 32 2.87 30.73 16.1 Wt
88 N 26 4.62 46.12 39.3 292
89 H 38 2.88 31.25 16.3 Wt
90 H 32 3.19 31.11 13.8 Wt
91 N 31 4.17 42.86 37.3 292
92 N 27 3.99 45.30 44.6 292
93 H 37 2.99 30.77 12.5 Wt
94 H 43 3.67 29.46 21.9 Wt
96 N 33 5.69 47.34 52.2 292
97 N 23 3.41 31.36 17.1 Wt
98 N 32 5.95 45.27 52.4 292
99 N 19 3.68 38.36 1.7 292
100 H 36 3.1 31.92 15.4 Wt
101 N 58 3.29 24.71 2.9 Wta 292×坦坦加拉双单倍体品种b 表皮显型。N表示无皮；H表示有皮。c L/T比率：长度与厚度比率。d DP6至DP11的去枝淀粉中，链条的百分比，以摩尔基础作为DP6与DP65之间的链条百分比，通过DP6与DP65之间的洗提来计算的。e 通过碘蓝色值确定直链淀粉含量f PCR记录。292，PCR反应产生可在NlaIV煮解上生成169bp带，加上103bp的带；Wt，PCR反应产生可在NlaIV上生成111bp，103bp和57bp的带。
表9
双单倍体品种的具体分析
n.d.未确定
| 品种 | L/T比率 | 膜面 | RVA高峰粘度(RVA单位) | RVA最终粘度(RVA单位) | 高峰/最终粘度比率 | β-葡聚糖含量(％) | 面粉膨胀量 |
| 控制 | |||||||
| 斯鲁普(Sloop) | 2.78 | 23.5 | 535.8 | 483.5 | 1.11 | 2.3 | 7.54 |
| 坦坦加拉(Tantangara) | 2.64 | 22.4 | 507 | 395.1 | 1.28 | 5.16 | 5.97 |
| 喜马拉雅(Himalaya) | 2.48 | 24.2 | 873.9 | 449.3 | 1.94 | 8.53 | 8.18 |
| AC38 | 2.89 | 26.33 | 226.7 | 327.8 | 0.69 | 5.8 | 3.75 |
| 292 | 4.46 | 38.9 | 92.1 | 363.9 | 0.25 | 13.09 | 2.00 |
| MK6827 | 6.33 | 37.98 | 18.2 | 69 | 0.26 | n.d. | 2.11 |
| 双单倍体品种 | |||||||
| 野生品种 | |||||||
| 8 | 3.02 | 21.6 | 527.9 | 431.3 | 1.22 | 8.9 | 6.47 |
| 43 | 3.24 | 25.4 | 566.6 | 527.4 | 1.07 | 7.77 | 6.04 |
| 56 | 3.17 | 24.9 | 703.1 | 523.5 | 1.34 | 7.81 | 6.95 |
| 58 | 2.97 | 27.9 | 726.8 | 588.8 | 1.23 | 9.65 | 6.23 |
| 59 | 2.91 | 27.0 | 655 | 435.8 | 1.50 | 7.16 | 7.21 |
| 68 | 2.65 | 22.5 | 876.3 | 465.5 | 1.88 | 8.87 | 8.63 |
| 101 | 3.29 | 34.71 | 471.3 | 410.3 | 1.15 | 6.54 | 6.26 |
| 突变变种SSII |
| 5 | 4.58 | 39.5 | 68.7 | 316.6 | 0.217 | 9.87 | 2.55 |
| 11 | 3.55 | 48.2 | 51.5 | 240.8 | 0.21 | 8.36 | 2.58 |
| 13 | 4.29 | 38.7 | 43.7 | 265.5 | 0.16 | 11.13 | 2.92 |
| 27 | 4.30 | 36.8 | 20.3 | 96.6 | 0.21 | 13.11 | 2.71 |
| 30 | 4.04 | 38.05 | 57.3 | 251.1 | 0.23 | 10.56 | 2.27 |
| 31 | 4.25 | 37.1 | 17.6 | 124.5 | 0.14 | 11.35 | 2.48 |
| 33 | 4.92 | 35.7 | 11.7 | 83.5 | 0.14 | 7.22 | 2.13 |
| 36 | 4.33 | 36.9 | 14.5 | 93.6 | 0.15 | 7.20 | 2.20 |
| 46 | 4.44 | 35.9 | 31.3 | 175.8 | 0.18 | 10.02 | 2.32 |
| 91 | 4.17 | 42.9 | 35.8 | 189.5 | 0.19 | 11.3 | 2.43 |
表10
BC2F2种子的面粉膨胀数据
| 品种 | 膨胀体积 |
| C5/1植物1 L∶T＞3.5 | 2.118 |
| C5/1植物1 L∶T＜3.5 | 6.913 |
| 65/2植物1 L∶T＞3.5 | 2.382 |
| 65/2植物1 L∶T＜3.5 | 7.565 |
| 65/2植物2 L∶T＞3.5 | 2.409 |
| 65/2植物2 L∶T＜3.5 | 6.707 |
实例2
载体的设计及构造
把大麦SSII基因区域(图15中确定)克隆到载体里进行转化。根据基因抑制策略，为每一个基因对象准备三种结构成分，(1)感觉联合抑制，(2)抗感觉，(3)双重调节抑制。
图16列出了为抑制内源性对象基因表达而设计的DNA结构成分的排列配置。促进济可选用胚乳专用启动子(例如，高分子重量麦谷蛋白启动子，小麦SSI启动子，小麦BEII启动子)或者非胚乳专用启动子(例如，ubiquitin或者355)。结构成分中还可含有提高转换的其它成分，例如OCS的nos3成分。将所列DNA区域混入含有适当、可选的标记基因排列和其它成分的载体里面，或者与含有这些排列的载体共同转化的载体里面。
谷物的转化
对大麦(廷吉等，1997；万氏等，1994)，燕麦(萨默斯等，1992，1994；格里斯等，1998；张氏等，1999；草氏等，1999)和黑麦(卡斯蒂罗等，1994；皮娜等，1984)的转化方法进行了描述，可用以转化产生转基因植物的DNA结构成分。
转基因的分析
通过PCR或南方杂交的DNA结构成分的DNA的辨别，进行了转基因植物的辨别。通过分别进行北方杂交和西方吸取等标准工艺，在mRNA和蛋白水平，测量了个别大麦淀粉生物合成基因的标记水平。用实例1中例示的标准的工艺等测量了淀粉和谷粒含量及成分。
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顺序列表<110>联邦科学和工业研究机构，<120>降低了SSII活性的大麦和降低了支链淀粉含量的淀粉和淀粉制品<160>12<210>1<211>2920<212>DNA<213>Hordeum vulgare<220><223>SSII cDNA<400>1cctcgaggtg cgtttacccc acacagagta cactccaact ccagtccaat ccagcccact 60gccgcttctg cccgcccatc gtaccgtcgc ccgccccgat cccggccgcc gccatgtcgt 120cggcggtcgc gtcccccgcg tccttcctcg cgctcgcgtc cgcctcgccc gggagatcat 180cacggaggag ggcgagggtg ggcgcgtcgc caacccgcgc tggggccggc aggctgcaat 240ggcggccgtc gccgctgcag cgcacggctc gcgacggagc ggtggccgcg cgcgccgccg 300ggatcgacga cgccgcgccc ggtaggcagc cccgcgctcg ccgctatggc gccgccacca 360aggtcgcgga tcccgtcaag acgctcgatc gcgacgccgc ggaaggtggt gggccgtccc 420cgccggcacc gaggcaggac gccgcccgtc tgccgagtaa gaacggcacg ctgatcaacg 480gtgagaacaa acctaccggc ggcggtggcg cgactaaaga cagcgggctt gccacacccg 540cacgcgcgcc ccatctgtca atccaaaaca gagtaccggt gaacggtgaa aacaaacata 600aggtcgcctc gccgccgacc agcatagtgg atgtcgcgtc tccgggttcc gcagctaaca 660tttccatcag taacaaggtg ccgccgtccg ttgtcccagc caagaagacg ccgccgtcgt 720ccgttttccc ggccaagaag acgctgccgt cgtccggctc aaattttgtg tcctcggcct 780ctgctcccag gctggacact gtcagcgatg tggaacttgc acagaagaag gatgcgctga 840ttgtcaaaga agctccaaaa ccaaaggctc tttcggcccc tgcagccccc gctgtacaag 900aagacctttg ggatttcaag aaatacattg gtttcgagga gcccgtggag gccaaggatg 960atggctcggc tgttgcagat gatgcgggtt cctttgaaca tcaccagaat catgattccg 1020gacctttggc aggggagaac gtcatgaacg tggtcgtcgt tgctgctgaa tgttctccct 1080ggtgcaaaac aggtggtctt ggagatgttg cgggtgcttt gcccaaggct ttggctaaga 1140gaggacatcg tgttatggtt gtggtaccaa ggtatgggga ctatgaggaa gcctacgatg 1200tcggagtccg aaaatactac aaggctgctg gacaggatat ggaagtgaat tatttccatg 1260cttatatcga tggagtggat tttgtgttca ttgacgctcc tctcttccga caccgtcagc 1320aagacattta tgggggcagc agacaggaaa ttatgaagcg catgattttg ttctgcaagg 1380ccgctgtcga ggttccttgg cacgttccat gcggcggtgt cccttacggg gatggaaatc 1440tggtcttcat tgcaaatgat tggcacacgg cactcctgcc tgtctatctg aaagcatatt 1500acagggacca tggtttgatg caatacagtc gctccgttat ggtgatacat aacatcgctc 1560accagggccg tggccctgta gatgaattcc cgttcaccga gttgcctgag 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2460gctgggaaca tgccgccaag ctctacgagg acgtcctcgt ccaggccaag taccagtggt 2520gaacgctgct acccggtcca gccccgcatg cgtgcatgag aggatggaaa tgcgcattgc 2580gcacttgcag atttggcgca cgcaggaacg tgccgtcctt cttgatgaga acgccggcat 2640ccgcgaggtt gagacgctga ttccgatctg gtccgtcgca gagtagagtg aaacgctcct 2700tgttgcaggt atatgggaat gttttttttc cttttttttt gcgagggagg tatatgggaa 2760tgttaacttg gtattgtaat gtggtatgct gtgtgcatta ttacatcggt tgttgttgct 2820tattcttgct agctaagtcg gaggccaaga gcgaaagcta gctcacatgt ctgatgtatg 2880caagtgacat ggttggtttg aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa 2920<210> 2<211>2950<212>DNA<213>Hordeum vulgare<220><221>mutation<222>235<223>Barley Line MK6827 cDNA of SSII gene<400>2gtgcgtttac cccacacaga gtacactcca actccagtcc agtccagccc actgccgctt 60ctgcccgccc atcgtaccgt cgcccgcccc gatcccggcc gccgccatgt cgtcggcggt 120cgcgtccccc gcgtccttcc tcgcgctcgc gtccgcctcg cccgggagat catcacggag 180gagggcgagg gtgggcgcgt cgccaacccg cgctggggcc ggcaggctgc aatgacggcc 240gtcgccgctg cagcgcacgg ctcgcgacgg agcggtggcc gcgcgcgccg ccgggatcga 300cgacgccgcg cccggtaggc agccccgcgc tcgccgctat ggcgccgcca ccaaggtcgc 360ggatcccgtc aagacgctcg atcgcgacgc cgcggaaggt ggtgggccgt ccccgccggc 420accgaggcag gacgccgccc gtctgccgag taagaacggc acgctgatca acggtgagaa 480caaacctacc ggcggcggtg gcgcgactaa agacagcggg ctgcccacac ccgcacgcgc 540gccccatctg tcaatccaga acagagtacc ggtgaacggt gaaaacaaac ataaggtcgc 600ctcgccgccg accagcatag tggatgtcgc gtctccgggt tccgcagcta acatttccat 660cagtaacaag gtgccgccgt ccgttgtccc agccaagaag acgccgccgt cgtccgtttt 720cccggccaag aaggcgccgc cgtcgtccgt tgtcccggcc aagaagacgc tgccgtcgtc 780cggctcaaat tttgtgtcct cggcctctgc tcccaggctg gacactgtca gcgatgtgga 840acttgcacag aagaaggatg cgctgattgt caaagaagct ccaaaaccaa aggctctttc 900ggcccctgca gcccccgctg tacaagaaga cctttgggat ttcaagaaat acattggttt 960cgaggagccc gtggaggcca aggatgatgg ctcggctgtt gcagatgatg cgggttcctt 1020tgaacatcac cagaatcatg attccggacc tttggcaggg gagaacgtca tgaacgtggt 1080cgtcgttgct gctgaatgtt ctccctggtg caaaacaggt ggtcttggag atattgcggg 1140tgctttgccc aaggctttgg 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Claims (143)
1.一种从大麦植物的谷粒淀粉粒中获取的淀粉，其特征在于，所述大麦植物具有降低了的SSII活性，所述淀粉粒由于支链淀粉含量的降低而具有高直链淀粉含量。
2.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，所述的淀粉还具有较低的胶化温度。
3.根据权利要求2所述的淀粉，其特征在于，通过差示扫描量热法检测到的第一高峰的开始值降低了。
4.根据权利要求2所述的淀粉，其特征在于，通过差示扫描量热法检测到的第一高峰降低了。
5.根据权利要求2所述的淀粉，其特征在于，第一高峰的热函(H)降低了。
6.根据权利要求2所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉具有较低的膨胀量。
7.根据权利要求6所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉具有小于大约3.2的膨胀体积。
8.根据权利要求6所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉具有小于大约3.0的膨胀体积。
9.根据权利要求6所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉具有高于大约2.0的膨胀体积。
10.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉胶化时，显示出降低了的最大粘度。
11.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，其糊状温度高于80℃。
12.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，其糊状温度高于75℃。
13.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉的谷粒中的直链淀粉含量高于淀粉含量的30％(w/w)。
14.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，其谷粒中的直链淀粉含量高于淀粉含量的50％(w/w)。
15.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，其谷粒中的直链淀粉含量高于淀粉含量的60％(w/w)。
16.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，其谷粒中的直链淀粉含量高于淀粉含量的70％(w/w)。
17.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉中包含一定数量的与淀粉相关的脂质。
18.根据权利要求17所述的淀粉，其特征在于，所述与淀粉相关的脂质测定表现为V-复合结晶。
19.根据权利要求18所述的淀粉，其特征在于，显示V-复合结晶的淀粉大约占淀粉结晶的10％以上。
20.根据权利要求18所述的淀粉，其特征在于，显示V-复合结晶的淀粉大约占淀粉结晶的50％以上。
21.根据权利要求18所述的淀粉，其特征在于，显示V-复合结晶的淀粉大约占淀粉结晶的80％以上。
22.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，其中没有可评估的淀粉A-复合结晶。
23.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉显示出低结晶性。
24.根据权利要求23所述的淀粉，其特征在于，显示结晶的淀粉比例小于大约20％。
25.根据权利要求23所述的淀粉，其特征在于，其显结晶的淀粉比例小于大约20％。
26.根据权利要求1所述的淀粉，其特征在于，其显示的支链淀粉的链长分布降低了。
27.根据权利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在6至11范围残留物的淀粉链比例大于25％。
28.根据权利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在6至11范围残留物的淀粉链比例大于30％。
29.根据权利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在6至11范围残留物的淀粉链比例大于35％。
30.根据权利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在12至30范围残留物的淀粉链比例小于65％。
31.根据权利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在12-30范围残留物的淀粉链比例小于60％。
32.根据权利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在12-30范围残留物的淀粉链比例小于55％。
33.根据权利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链比例小于约10％。
34.根据权利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链比例小于约8％。
35.根据权利要求34所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链比例大于约5％。
36.根据权利要求34所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链比例大于约6％。
37.一种用于食品生产的大麦谷粒，其特征在于，所述大麦植物具有降低的SSII活性水平，所述谷物的淀粉由于减少了支链淀粉含量而具有较高的直链淀粉含量。
38.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉具有较低的胶化温度。
39.根据权利要求38所述的谷粒，其特征在于，所述淀粉通过差示扫描量热法检测到的第一高峰的开始值降低了。
40.根据权利要求38所述的谷粒，其特征在于，所述淀粉通过差示扫描量热法检测到的第一峰值降低了。
41.根据权利要求38所述的谷粒，其特征在于，所述第一峰值的热函(ΔH)降低了。
42.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，所述淀粉在胶化时显示出较低的膨胀性。
43.根据权利要求42所述的谷粒，其特征在于，用所述谷粒制作的面粉或粗面粉的膨胀量小于大约3.2。
44.根据权利要求43所述的谷粒，其特征在于，用所述谷粒制作的面粉的膨胀量小于大约3.0。
45.根据权利要求43所述的谷粒，其特征在于，用所述谷粒制作的面粉的膨胀量大于大约2.0。
46.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉在胶化时显示出降低的粘度。
47.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉在胶化时显示出降低的峰值粘度。
48.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉的糊状温度提高了。
49.根据权利要求48所述的谷粒，其特征在于，其淀粉的糊状温度高于75℃。
50.根据权利要求48所述的谷粒，其特征在于，其淀粉的糊状温度高于80℃。
51.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其具有提高了的β-葡聚糖含量。
52.根据权利要求51所述的谷粒，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脱壳谷粒总重量的6％。
53.根据权利要求51所述的谷粒，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脱壳谷粒总重量的7％。
54.根据权利要求51所述的谷粒，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脱壳谷粒总重量的8％。
55.根据权利要求51所述的谷粒，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脱壳谷粒总重量的约15％。
56.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其直链淀粉含量高于淀粉量的30％(w/w)。
57.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其直链淀粉含量高于淀粉量的50％(w/w)。
58.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其直链淀粉含量高于淀粉量的60％(w/w)。
59.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其直链淀粉含量高于淀粉量的70％(w/w)。
60.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，所述谷粒显示出一定量的与淀粉相关的脂质。
61.根据权利要求56所述的谷粒，其特征在于，所述与淀粉相关的脂质测定显示为V-复合结晶。
62.根据权利要求56所述的谷粒，其特征在于，其V-复合结晶所占的比例大于淀粉结晶的大约10％。
63.根据权利要求56所述的谷粒，其特征在于，其V-复合结晶所占的比例大于淀粉结晶的大约50％。
64.根据权利要求56所述的谷粒，其特征在于，其V-复合结晶所占的比例大于淀粉结晶的大约80％。
65.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉中没有可评估的A-复合结晶。
66.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉具有较低的结晶性。
67.根据权利要求66所述的谷粒，其特征在于，其淀粉中显示结晶的比例小于大约20％。
68.根据权利要求66所述的谷粒，其特征在于，其淀粉中显示结晶的比例小于大约20％。
69.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉显示出降低的支链淀粉链长分布。
70.根据权利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在6-11范围残留物的淀粉链比例大于25％。
71.根据权利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在6-11范围残留物的淀粉链比例大于30％。
72.根据权利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度在6-11范围残留物的淀粉链比例大于35％。
73.根据权利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在12-30范围残留物的淀粉链比例小于65％。
74.根据权利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在12-30范围残留物的淀粉链比例小于60％。
75.根据权利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在12-30范围残留物的淀粉链比例小于55％。
76.根据权利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链比例小于大约10％。
77.根据权利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链比例小于大约8％。
78.根据权利要求77所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链比例大于大约5％。
79.根据权利要求77所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链比例大于大约6％。
80.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其状态可以为磨成粉、碾碎、珠状或滚轧状、粗磨状、破裂状，或者整粒状中的任意一种。
81.根据权利要求80所述的谷粒，其特征在于，其谷粒磨成粉以便提高糊粉层数量。
82.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其具有的长度与厚度之比不大于4。
83.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其具有的长度与厚度之比小于大约5.8。
84.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其具有的长度与厚度之比小于大约5.5。
85.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，其不显示具有特征意义的颜色。
86.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，所述谷粒可以为无壳的谷物。
87.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，所述的谷粒具有的淀粉含量大于无壳谷粒的大约12％。
88.根据权利要求37所述的谷粒，其特征在于，所述的谷粒具有的淀粉含量大于无壳谷粒的大约15％。
89.一种具有降低的SSII活性的大麦植物，其特征在于，所述大麦植物能够产生谷粒，所述谷粒的淀粉由于减少了支链淀粉的含量而具有较高的直链淀粉含量，所述谷粒适合于食品生产。
90.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，所述淀粉具有低的胶化温度。
91.根据权利要求90所述的大麦植物，其特征在于，所述谷粒通过差示扫描量热法检测到的第一高峰的开始值降低了。
92.根据权利要求90所述的大麦植物，其特征在于，所述淀粉通过差示扫描量热法检测到的第一峰值降低了。
93.根据权利要求90所述的大麦植物，其特征在于，所述淀粉第一峰值的热函(ΔH)降低了。
94.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其淀粉显示出低的胶化膨胀性。
95.根据权利要求94所述的大麦植物，其特征在于，用其谷粒制作的面粉的膨胀量小于大约3.2。
96.根据权利要求94所述的大麦植物，其特征在于，用其谷粒制作的面粉的膨胀量小于大约3.0。
97.根据权利要求94所述的大麦植物，其特征在于，用其谷物制作的面粉的膨胀量高于大约2.0。
98.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其淀粉在胶化时显示出降低的峰值粘度。
99.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其淀粉的糊状温度提高了。
100.根据权利要求99所述的大麦植物，其特征在于，其淀粉的糊状温度高于75℃。
101.根据权利要求99所述的大麦植物，其特征在于，其淀粉的糊状温度高于80℃ 。
102.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其谷粒具有提高了含量的β-葡聚糖。
103.根据权利要求102所述的大麦植物，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脱壳谷粒总重量的6％。
104.根据权利要求102所述的大麦植物，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脱壳谷粒总重量的7％。
105.根据权利要求102所述的大麦植物，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脱壳谷粒总重量的8％。
106.根据权利要求102所述的大麦植物，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脱壳谷粒总重量的大约15％。
107.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其直链淀粉含量高于淀粉含量的30％(w/w)。
108.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其直链淀粉含量高于淀粉含量的50％(w/w)。
109.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其直链淀粉含量高于淀粉含量的60％(w/w)。
110.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其直链淀粉含量高于淀粉含量的70％(w/w)。
111.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其显示出一定量的与淀粉相关的脂质。
112.根据权利要求111所述的大麦植物，其特征在于，其与淀粉相关的脂质测定表现为V-复合结晶。
113.根据权利要求111所述的大麦植物，其特征在于，所述V-复合结晶大于淀粉结晶的大约10％。
114.根据权利要求111所述的大麦植物，其特征在于，所述V-复合结晶大于淀粉结晶的大约50％。
115.根据权利要求111所述的大麦植物，其特征在于，所述V-复合结晶大于淀粉结晶的大约80％。
116.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其淀粉中没有可评估的数量的A-复合结晶。
117.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其淀粉具有低的结晶性。
118.根据权利要求117所述的大麦植物，其特征在于，其显示结晶性的淀粉比例小于大约20％。
119.根据权利要求117所述的大麦植物，其特征在于，其显示结晶性的淀粉比例小于大约20％。
120.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其淀粉显示出降低的支链淀粉链长分布。
121.根据权利要求120所述的大麦植物，其特征在于，聚合度落在6-11范围残留物的淀粉链所占比例大于25％。
122.根据权利要求120所述的大麦植物，其特征在于，聚合度落在6-11范围残留物的淀粉链所占比例大于30％。
123.根据权利要求120所述的大麦植物，其特征在于，聚合度落在6-11范围残留物的淀粉链所占比例大于35％。
124.根据权利要求120所述的大麦植物，其特征在于，聚合度落在12-30范围残留物的淀粉链所占比例小于65％。
125.根据权利要求120所述的大麦植物，其特征在于，聚合度落在12-30范围残留物的淀粉链所占比例小于60％。
126.根据权利要求120所述的大麦植物，其特征在于，聚合度落在12-30范围残留物的淀粉链所占比例小于55％。
127.根据权利要求120所述的大麦植物，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链所占比例小于10％。
128.根据权利要求120所述的大麦植物，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链所占比例小于8％。
129.根据权利要求128所述的大麦植物，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链所占比例大于5％。
130.根据权利要求128所述的大麦植物，其特征在于，聚合度落在31-60范围残留物的淀粉链所占比例大于6％。
131.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其状态可选择磨成粉、碾碎、珠状或滚轧状、粗磨状、破裂状，或者整粒状的任意一种。
132.根据权利要求131所述的大麦植物，其特征在于，其谷粒磨成粉以便提高糊粉层数量。
133.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其谷粒具有的长度与厚度之比小于等于4。
134.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其谷粒具有的长度与厚度比例小于大约5.8。
135.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其谷粒具有的长度与厚度比例小于大约5.5。
136.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其谷粒不显示具有特征意义的颜色。
137.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其谷粒可以为无壳的谷粒。
138.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其谷粒具有的淀粉含量大于无壳谷粒的大约12％。
139.根据权利要求89所述的大麦植物，其特征在于，其谷粒具有的淀粉含量大于无壳谷粒的大约15％。
140.一种编码为SSII的大麦的蛋白质的一种离析出来的核酸分子，其特征在于，所述核酸可在严格的条件下与SEQ ID NO 1杂交。
141.一种离析出来的核酸分子，其特征在于，所述核酸分子可活泼地与SEQ ID NO 1特定杂交以抑制SSII的表达。
142.一种细胞，携带可复制的重组载体，所述载体携带权利要求140所述的核酸分子。
143.一种大麦的谷粒，其特征在于，所述大麦携带权利要求141所述的核酸，具有降低了的SSII活性，所述谷粒的淀粉由于减少了支链淀粉的含量而具有较高的直链淀粉含量。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |