摘要:
淀粉是高等植物中碳水化合物的主要贮藏形式,也是粮食作物产品的最主要成分.淀粉虽然都由直链淀粉和枝链淀粉组成,但在不同作物中两者的比例和枝链淀粉结构的存在很大差异.现已明确,直链淀粉是在颗粒结合淀粉合成酶(granule-bound starch synthase,GBSS)催化下合成的,而枝链淀粉是四种酶共同作用的结果,它们分别是腺嘌呤-葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase,AGP),可溶性淀粉合成酶(soluble starchsynthase,SSS),淀粉分枝酶(starch branching enzyme,SBE)和脱分枝酶(starch debranching enzyme,DBE).一方面,在不同作物中,这些酶本身存在多种形式,如在玉米胚乳中,AGP有大亚基和小亚基之分,SBE又可分BE1,BEⅡa,BEⅡb 3种,SSS也可分为SSⅠ和SSⅢ(或SSⅡa)两种,而DBE也有异淀粉酶(isoamylase)和限制性糊精酶(pullu-lanase)两种.另一方面,控制特定酶的基因,在不同作物甚至在同一种作物的不同品种中也可能存在不同的复等位基因,如籼稻和粳稻的GBSS分别由蜡质基因Wxa和Wxb控制,两者编码的GBSS活性差异显著.此外,环境条件也可通过影响基因的转录使酶的含量或催化性能发生变化.迄今,国内外已获得多种马铃薯和水稻的转基因材料,对淀粉合成进行修饰,试图培育优质品种,产生多样化的淀粉.本文对近几年来农作物淀粉合成的分子生物学研究的最新进展和利用转基因技术对淀粉品质进行改良所取得的成就作了全面综述和深入探讨.