專利名稱：新的植物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有改變植物中正常淀粉合成途徑的基因組物質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植物或突變植物。更確切地說，本發(fā)明涉及具有產(chǎn)生大量新型淀粉之基因型的植物。具體地說，本發(fā)明涉及具有兩個或多個野生型基因的雜合基因型(例如Aa/Bb)之胚和具有所述基因的雜合基因型(例如AAa/BBb或AAa/bbB或aaA/Bbb或aaA/bbB)之胚乳的谷類及其生產(chǎn)的淀粉。
本發(fā)明的谷類通過傳授了另一種植物花粉的一種植物產(chǎn)生，其中所述的一種植物為對于至少一種基因?yàn)榧兒想[性基因型，而另一基因?yàn)橐吧?例如aa/BB)，所述另一種植物為至少另一基因是純合隱性基因型而其中其它的基因?yàn)橐吧?例如AA/bb)。
背景技術(shù)：
許多植物都產(chǎn)生并貯存淀粉。這些植物具有產(chǎn)生淀粉的合成途徑。淀粉的產(chǎn)量隨植物的類型不同而變化。谷物是公知的產(chǎn)淀粉植物。所述谷物包括稻、玉米、高粱、大麥、小麥、黑麥和燕麥。此外，已知包括甘薯在內(nèi)的馬鈴薯科植物和某些水果(如香蕉)也產(chǎn)淀粉。
淀粉是葉子光合作用中重要的碳固定終產(chǎn)物，是種子和水果中的重要貯存產(chǎn)物。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度看，由小麥、稻和玉米三中谷類作物的可食用部分產(chǎn)生的淀粉可以提供以熱量計(jì)的全球性約2/3食物。
植物淀粉可以多種方式加以利用。例如，可以經(jīng)過提取而用于烹飪和食品加工。淀粉可以留在谷物或植物中供動物和人類使用。還可以將淀粉用于制酒的蒸餾加工，例如，淀粉可轉(zhuǎn)化為乙醇。此外，淀粉可轉(zhuǎn)化為高果糖糖漿和其它的工業(yè)用組分。
在字典中，淀粉被定義為其化學(xué)本質(zhì)是復(fù)合糖的粒狀固體，可用于粘合劑、漿糊、食品、化妝品、藥品等產(chǎn)品中。較籠統(tǒng)地說，淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成。直鏈淀粉和支鏈淀粉在質(zhì)體室(光合細(xì)胞的葉綠體或非光合細(xì)胞的淀粉質(zhì)體)中合成。不同的植物產(chǎn)生不同比例的支鏈淀粉和直鏈淀粉。而且，支鏈淀粉的不同分支樣式和直鏈淀粉及支鏈淀粉的不同鏈長將產(chǎn)生不同的淀粉特性。因此，不同植物中直鏈淀粉和支鏈淀粉的精細(xì)結(jié)構(gòu)不同，以致分支鏈型和鏈長有很大的變化，從而產(chǎn)生適于不同用途的新特性。迄今為止，已有四條制備具有特殊性質(zhì)淀粉的途徑(i)利用從不同種植物中提取的淀粉；(ii)利用從特定植物的突變品系中提取的淀粉；(iii)利用經(jīng)化學(xué)修飾的天然和突變淀粉和(iv)利用經(jīng)物理修飾的天然和突變淀粉。上述所有情況下的新型淀粉都因新的淀粉類型所提供的特性而有價值。
已知植物中的突變基因影響淀粉的性質(zhì)。已經(jīng)在玉米中鑒定了與各種淀粉相關(guān)的突變基因，其中的一些還被克隆。根據(jù)玉米谷粒的物理表觀(表型)或其淀粉的特性對這些突變基因命名。這些隱性的突變基因包括蠟狀的(Waxy)(WX)、含糖(Su)(包括但不限于糖-1(Sul)、糖-2(Su2)、糖-3(Su3)和糖-4(Su4)]、暗淡的(du)、直鏈淀粉增補(bǔ)劑(extender)(ae)、角狀(h)和皺縮狀(sh)[包括但不限于皺縮狀-1(sh-1)和皺縮狀-2(sh-2)。其中的一些隱性基因突變體產(chǎn)生淀粉合成途徑中已知酶的同型酶。這些基因的隱性突變等位基因當(dāng)在植物中為純合性或在轉(zhuǎn)基因植物中被以足量表達(dá)時，導(dǎo)致合成途徑中某種酶的特定同型酶活性的完全或幾乎完全降低(下文定義為同酶型活性完全降低)。淀粉合成途徑中的這種變化致使形成具有不同特性的淀粉。
已知一些種類的作物產(chǎn)生不同類型的淀粉。淀粉品質(zhì)類型的不同使之適用于一定目的，包括特定的加工方法或特定的最終用途。天然存在的玉米突變體產(chǎn)生不同精細(xì)結(jié)構(gòu)的淀粉，適用于各種食品和其它目的。盡管已知的突變體產(chǎn)生已改變的淀粉，但其中一些品系不適于作物育種和/或農(nóng)民使用。例如，產(chǎn)量很低，和/或難以加工，和/或不易凝膠化。
為了生產(chǎn)不同的淀粉，人們已經(jīng)培育了單突變和雙突變植物。單突變植物對于一種隱性突變基因是純合的。例如，蠟狀玉米、蠟狀稻、蠟狀大麥和蠟狀高粱具有純合的、突變的蠟狀(WX)基因。蠟狀基因型的Whilst淀粉只有極少或不含直鏈淀粉，而另一種稱為直鏈淀粉增補(bǔ)劑(ae)的突變產(chǎn)生富含直鏈淀粉的淀粉。雙突變是兩種隱性突變基因純合(或完全表達(dá))的單植物。例如，US4,789,738中描述了Wxf11雙突變。許多其它的新型淀粉已在其它有關(guān)淀粉的專利中提供，這些專利中都產(chǎn)生了雙突變體或三突變體(例如US4,789,557、US4,790,997、US4,774,328、US4,770,71O、US4,798,735、US4,767,849、US4,801,470、US4,789,738、US4,792,458和US5,009,911描述了天然存在的玉米突變體，能產(chǎn)生適用于不同食品的不同精細(xì)結(jié)構(gòu)的淀粉)。根據(jù)所述專利申請的描述本發(fā)明是非常出人意料的，因?yàn)楸景l(fā)明產(chǎn)生了改變的淀粉而不需要雙突變體或三突變體。
正常的淀粉被定義為未經(jīng)人為化學(xué)修飾或由具有調(diào)節(jié)淀粉合成途徑的預(yù)期基因(野生型)的植物產(chǎn)生的淀粉。為了易于閱讀，兩個小寫字母(例如aa)表示純合的隱性突變基因，兩個大寫字母(例如AA)表示純合的非突變基因(野生型)，而一個大寫字母和一個小寫字母(例如Aa)則表示一個突變的和一個未突變的一套非純合基因。相同大小的不同字母表示不同的基因；“aa/bb”為雙突變體，“aa/bB”為植物基因組中的單純合突變基因和雜合突變基因。對于本申請而言，斜線一側(cè)的任何三字母順序都可以互換，而且并不限定提供該基因的親本。例如，AAa/bbB定義為等同于aAA/bBb、AaA/Bbb、AaA/bBb、aAA/Bbb等。
盡管玉米植物及其胚為二倍體，但玉米胚乳卻為三倍體。胚乳的基因型具有自雌性植物部分遺傳而來的兩個基因量和自花粉或雄性植物部分遺傳而來的一個基因量。因此，如果單突變植物“aa”被用作雌性，并與非突變植物“AA”雄性雜交，則該雌性植物谷粒的胚乳為“aaA”。如果未突變的植物“AA”與突變植物“aa”雜交，以未突變體作為雌性，則雌性植物谷粒的胚乳為“Aaa”，因?yàn)閮蓚€基因量來自雌性而一個基因量來自雄性。傳統(tǒng)的教材認(rèn)為突變基因?yàn)殡[性，非突變基因?yàn)轱@性；因此，由胚乳具有“aaA”或“AAA”或“AAa”的基因量的植物產(chǎn)生的淀粉導(dǎo)致預(yù)期量的正常淀粉。然而，作為雌性的純合突變植物“aa”的胚乳與作為雄性植物的純合突變植物“aa”雜交，產(chǎn)生具有“aaa”基因量的胚乳。該胚乳產(chǎn)生具有不同于正常淀粉之特性的淀粉。同樣地，由胚乳為“aaa/bbb”的雙突體產(chǎn)生的淀粉也表現(xiàn)出不同于正常淀粉的特性。這些淀粉特性的差別可用于替代經(jīng)化學(xué)修飾的淀粉，或與食品一起應(yīng)用或用于食品，或用作制酒中的谷物，或在一般淀粉工業(yè)中應(yīng)用。
很清楚，生產(chǎn)具有不同物理特性之淀粉的谷物需要兩種突變植物雜交，以產(chǎn)生對于兩種基因?yàn)榧兒想[性的谷物。突變植物比標(biāo)準(zhǔn)植物具有更小可預(yù)測性。
有關(guān)從雙突變雜種和/或近親繁殖體以及一些單突變體中生產(chǎn)谷物和提取淀粉，存在一個經(jīng)常出現(xiàn)的問題。所產(chǎn)淀粉的量通常少于非突變植物所產(chǎn)淀粉的量，而且在淀粉顆粒大小和/或淀粉顆粒的完整性方面也有損失。已知能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變的淀粉的雙突變體在其作物中所產(chǎn)淀粉量相對較低的問題能夠?qū)е路N子的發(fā)芽能力差。而且，種子的淀粉產(chǎn)量降低似乎是不可避免的，因?yàn)橥蛔冎率辜?xì)胞的正常淀粉合成功能受到破壞。這就需要有一種生產(chǎn)具有淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變或性質(zhì)發(fā)生了改變但不明顯減少產(chǎn)率或降低淀粉顆粒大小或完整性之谷物的途徑。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供開發(fā)改變了谷物的復(fù)合糖含量但不需要雙突變體近親雜交的雜種植物的方法。
本發(fā)明的目的還在于提供生產(chǎn)改變了淀粉特性之谷物的植物。
本發(fā)明的目的還在于提供生產(chǎn)改變了淀粉特性的谷物的轉(zhuǎn)基因植物。
本發(fā)明的目的還在于提供相對于有關(guān)的突變植物而言產(chǎn)生改變了的淀粉和更大量淀粉的玉米植物。
本發(fā)明的目的還在于提供新植物，含有使植物淀粉合成途徑中特定酶的至少兩個同型酶活性不完全降低的基因。
本發(fā)明的目的還在于提供胚乳的基因型為“AAa/BBb或AAa/bbB或aaA/BBb或aaA/bbB”的玉米植物。
本發(fā)明的目的還在于提供產(chǎn)生基因型為“wxwxWX/AeAeae”之胚乳的植物。
本發(fā)明的目的還在于提供經(jīng)改變的淀粉，其由具有“AAa/BBb或AAa/bbB或aaA/BBb或aaA/bbB”基因型的植物產(chǎn)生。
本發(fā)明的目的還在于提供由本發(fā)明玉米植物所得淀粉的新用途。
本發(fā)明廣泛地覆蓋了一般性地產(chǎn)生胚乳基因型為AAa/bbB的中間突變體和包括胚乳為蠟狀，蠟狀(wxwxWX/AEAEae)的某些中間突變體的方法。
生產(chǎn)具有改變了淀粉量的谷物的方法包括種植能夠開花并充當(dāng)雌性親本的植物。雌性親本對于淀粉合成途徑中至少一種特定的同型酶活性已基本上完全降低。這可以是純合隱性突變的結(jié)果，或者是因?yàn)橥ㄟ^采用通常稱為反義或共抑制或有義向下(Sense-down)調(diào)節(jié)的技術(shù)，利用克隆的基因?qū)σ吧突蜻M(jìn)行部分下調(diào)的結(jié)果。此外，該雌性植物對于淀粉合成途徑中至少一種特定的同型酶已不完全降低。這可以是因?yàn)殡s合的隱性突變基因或部分下調(diào)作用。無論雌性植物是如何產(chǎn)生的，它只能充當(dāng)雌性部分。為了保證于此，需要采用一個消除第一親本產(chǎn)生花粉能力的步驟。該方法包括用充當(dāng)雄性親本植物的花粉傳授給充當(dāng)雌性親本的植物，其中雄性親本為非突變親本。收集由所述的第一親本產(chǎn)生的谷粒。此外，該方法可包括從谷粒中提取淀粉。
本發(fā)明還包括具有使植物淀粉合成途徑中至少兩種特定的同型酶不完全降低之基因的植物。本發(fā)明還包括由所述植物產(chǎn)生的淀粉，與所述的類似，但含有不形成植物淀粉合成途徑中酶的同型物之基因組物質(zhì)植物形成的淀粉相比，它改變了結(jié)構(gòu)。
植物在谷物(如谷類中)形成所述淀粉。由例如具有蠟狀基因型(WxWx)的雌性植物與例如具有直鏈淀粉增補(bǔ)劑基因型(aeae)的雄性植物雜交產(chǎn)生谷物，其中谷物胚乳的基因型為wxwxWX/AeAeae。
換言之，本發(fā)明涉及產(chǎn)淀粉植物，它含有包括使所述植物淀粉合成途徑中至少兩種特定同型酶活性不完全降低的基因的基因組物質(zhì)，藉此，所述植物相對于如果含有使淀粉合成途徑中相同的兩種特定同型酶活性完全降低的基因的植物而言，能產(chǎn)生多得多的淀粉。
本發(fā)明谷物的胚乳具有兩種基因，含有一個基因量的隱性突變基因和兩個基因量的野生型基因；和含有兩個基因量的隱性突變基因和一個基因量的野生型基因。在本發(fā)明的描述中所包括的谷物，其胚乳的基因型為wxwxWX/AeAeae或aeaeAe/WxWxwx，或wxwxWx/DuDudu，或duduDu/WxWxwx，或aeaeAe/DuDudu.
或duduDu/AeAeae，或wxwxWx/SuSusu，或susuSu/WxWxwx，或aeaeAe/SuSusu，或susuSu/AeAeae，或duduDu/SuSusu，或susuSu/DuDudu本發(fā)明的淀粉得自基因型為wxwxWX/AeAeae的谷物。本發(fā)明的淀粉也得自基因型為Aeaeae/WxWxwx的谷物。
本發(fā)明的雌性植物具有aa/BB的二倍體基因型和aaA/BBb的三倍體基因型，其中a是隱性突變基因，A是野生型基因；b是隱性突變基因，B是野生型基因，于是所述淀粉是由正常淀粉改變而來，其中a和b可選自ae、wx、sh、bt、h、su、fl、op，而A和B可選自Ae、Wx、Sh、Bt、H、Su、Fl、Op。
根據(jù)本發(fā)明獲得的淀粉可產(chǎn)生有強(qiáng)力彈性的凝膠，可極迅速的自口中清除。本發(fā)明的淀粉與常規(guī)淀粉相比，可形成具有獨(dú)特質(zhì)地的凝膠。這個獨(dú)特質(zhì)地使得本發(fā)明的淀粉適合作為常規(guī)膠化樹膠(如天然樹膠和明膠)在整個或部分食品配方中的替代物。還發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的淀粉比通常的淀粉能產(chǎn)生更大彈性的凝膠。而且發(fā)現(xiàn)，由玉米產(chǎn)生的玉米淀粉所形成的凝膠比由普通淀粉形成的凝膠其透明度得到了改善。這一改善的透明度對于人眼是可見的，并有助于提供更開胃的食料。
附圖的簡要說明本發(fā)明通過說明的方式，通過下文參照附圖的描述和實(shí)施例得以闡明。


圖1是單突變體不同基因量的酶活性圖。
圖2a是蠟狀、直鏈淀粉增補(bǔ)劑和普通淀粉的DSC掃描圖。
圖2b是雙突變體(aeaeae/wxwxwx)的DSC掃描圖。
圖2c是來自中間突變體(aeaeAe/wxwxwx)的淀粉DSC掃描圖。
圖2d是來自另一中間突變體(wxwxWx/AeAeae)的淀粉DSC掃描圖。
圖3a是普通淀粉在各種pH中的Brabender數(shù)據(jù)圖。
圖3b是蠟狀淀粉在各種pH中的Brabender數(shù)據(jù)圖。
圖3c是70％直鏈淀粉在各種pH中的Brabender數(shù)據(jù)圖。
圖3d是雙突變體淀粉在各種pH中的Brabender數(shù)據(jù)圖。
圖3e是第一中間突變體淀粉在各種pH中的Brabender數(shù)據(jù)圖。
圖3f是第二中間突變體淀粉在各種pH中的Brabender數(shù)據(jù)圖。
圖4a是圖解說明用于改變分支酶I基因表達(dá)水平的植物轉(zhuǎn)化載體的設(shè)計(jì)和限制性酶切位點(diǎn)。
圖4b圖解說明用于改變分支酶II基因表達(dá)水平的植物轉(zhuǎn)化載體的設(shè)計(jì)和限制性酶切位點(diǎn)。
圖4c圖解說明用于改變結(jié)合的淀粉合成酶(蠟狀)基因表達(dá)水平的植物轉(zhuǎn)化載體的設(shè)計(jì)及限制性酶切位點(diǎn)。
圖4d圖解說明用于改變可溶性淀粉合成酶的基因表達(dá)水平的植物轉(zhuǎn)化載體的設(shè)計(jì)及限制性酶切位點(diǎn)。
圖5是在本發(fā)明淀粉制得的凝膠與由aewx淀粉制得的凝膠與由蠟狀(wx)淀粉制得的凝膠比較過程中的彈性模數(shù)(G′)圖。
圖6是針對本發(fā)明淀粉和aewx淀粉的品系繪制的彈性模數(shù)(G′)圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述廣義地講，本發(fā)明涉及改良的作物品系，該作物品系已操縱了至少兩種淀粉合成酶的表達(dá)，所述的酶可以改變淀粉的產(chǎn)量和類型，繼而改變由所述植物產(chǎn)生的谷物。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，含有至少兩種部分下調(diào)或降低淀粉合成途徑中特定同型酶活性的基因的植物將意外地在谷粒中產(chǎn)生有大量的淀粉，并產(chǎn)生改變了的淀粉類型。
特產(chǎn)玉米或突變植物不同于“正?！庇衩资且?yàn)槠湟迅淖兊呐呷?。該變化的胚乳產(chǎn)生高度的淀粉分支，或改變的糖成分，或不同的谷粒結(jié)構(gòu)。胚乳由精子和卵形成，而且對雙親的選擇將影響胚乳的構(gòu)成。
本發(fā)明由兩個主要方法構(gòu)成。利用突變體育種可在所選擇的作物品種范圍內(nèi)形成本發(fā)明。利用基因轉(zhuǎn)化植物可以在各種植物中形成本發(fā)明，其中所述基因可以部分下調(diào)淀粉合成途徑中的兩種或多種酶。更確切地說，將淀粉合成途徑中的同型酶之一的活性下調(diào)為正常酶活性的大約1/3，而另一同型酶是正常酶活性的2/3，或者將淀粉合成途徑中的兩種同型酶都下調(diào)至正常酶活性的大約2/3。每種方法都有其自身的優(yōu)點(diǎn)。
首先，利用突變體在谷類作物中開發(fā)出獨(dú)特谷物和淀粉是廣為人知的。然而，本發(fā)明之所以極具特色和出人意外是因?yàn)轭A(yù)計(jì)本發(fā)明產(chǎn)生具有正常淀粉特性的谷粒。下表將說明本發(fā)明是如何出人預(yù)料。
表1親本的基因型 胚乳的 淀粉的類型(首先為雌性) 基因型 淀粉產(chǎn)量野生型AA*AA AAA 正常正?；蛄緼A*aa AAa 正常正常aa*AA aaA 正常正常單突變aa*aa aaa 改變降低-雙突變aa/bb*aa/bb aaa/bbb 改變降低本發(fā)明的預(yù)期結(jié)果中間突變體aa/BB*AA/bb aaA/BBb 正常正常AA/BB*aa/bb AAa/BBb 正常正常aa/bb*AA/BB aaA/bbB 正常正常aa/bb*aa/BB aaa/bbB 正常正常aa/BB*aa/bb aaa/BBb 正常正常本發(fā)明的實(shí)際結(jié)果中間突變體 aa/BB*AA/bbaaA/BBbAltered Medium toAA/BB*aa/bbAAa/BBbAltered high-70％aa/bb*AA/BBaaA/bbBAltered of normalaa/bb*aa/BBaaa/bbBAlteredaa/BB*aa/bbaaa/BBbAlteredaa＝突變基因(純合的)AA＝野生型(或未突變純合基因)*＝表示兩個品種間的傳粉雜交aa/bb＝兩個突變基因(均為純合的)
很顯然，因?yàn)楸碇兴颈景l(fā)明胚乳的基因型不具有完全隱性的基因，預(yù)計(jì)淀粉的產(chǎn)量和結(jié)構(gòu)將是正常的。實(shí)際上，根據(jù)本發(fā)明并未表明谷物具有正常的淀粉結(jié)構(gòu)。從歷史上講，當(dāng)有改變了的淀粉產(chǎn)生時，通常產(chǎn)生的只是極少量的。本發(fā)明改變的淀粉出人意外地高于預(yù)期量。此外，該淀粉的生產(chǎn)比雙突變體作物的生產(chǎn)要簡單地多。以前，只有單突變體雜種被廣泛用于淀粉的大規(guī)模生產(chǎn)。而且，為了開發(fā)雙突變體，兩個親本都必須帶有突變，后者需要進(jìn)行有意義的研究和開發(fā)性的嘗試，結(jié)果淀粉產(chǎn)量不高，種子凝膠化力不良。因此，只有小規(guī)模生產(chǎn)雙突變體是可能的。
本發(fā)明包括生產(chǎn)具有改變了淀粉品質(zhì)之谷物的方法，包括種植能夠開花的親本，該親本已基本上完全降低了淀粉合成途徑中至少一種特定同型酶(A)的活性，而沒有降低淀粉合成途徑中至少另一種特定同型酶(B)的活性。另一親本未降低淀粉合成途徑中一種同型酶(A)的活性，而基本上完全降低了至少一種其它特定同型酶(B)的活性。然后，必須消除所述第一親本產(chǎn)花粉的能力，使得傳粉作用由所述第二突變體親本進(jìn)行，最后收集由所述第一親本產(chǎn)生的谷粒。此外，本發(fā)明的方法可以包括從谷粒中提取淀粉，并將所述淀粉作為特產(chǎn)淀粉用于能顯示其價值的各種用途中。
為了制備本發(fā)明的溶膠，可以制備含有水和有效量的本發(fā)明淀粉的漿，并將溶膠進(jìn)行燒煮以形成漿糊?？偟恼f來，燒煮使得漿的溫度升至大約淀粉的膠化溫度以上，并使淀粉進(jìn)行足夠的剪切，以致顆粒裂開，漿糊形成。不必使所有的顆粒都裂開。優(yōu)選地是，溶膠含有的本發(fā)明淀粉的量是溶膠總重量的大約1-20％。漿在約90℃以上燒煮，以在加入食料前提供增稠特性。燒煮時間約為1O分鐘。如果淀粉已經(jīng)加工，使之在冷水中可膨脹，則本發(fā)明的溶膠不需燒煮。燒煮步驟一般包括將本發(fā)明淀粉的水漿溫度升至所述淀粉的膠化溫度，并將淀粉進(jìn)行剪切，使顆粒裂開，漿糊形成。
將本發(fā)明淀粉的溶膠或增稠劑組合物以常規(guī)方式加入食料中，為食料提供本發(fā)明淀粉的優(yōu)點(diǎn)。
為了制備增稠的食料，將根據(jù)本發(fā)明制備的溶膠與食料結(jié)合，再將該組合物燒煮至所需程度以提供增稠食料。進(jìn)行常規(guī)的混合使溶膠與食料結(jié)合。燒煮溶膠與食料的組合物也可以常規(guī)方式進(jìn)行。
可以選擇地是，將本發(fā)明的淀粉與食料混合，或?qū)⒑斜景l(fā)明淀粉和水的漿與食料混合，再將所得混合物燒煮至所需程度，得到增稠的食料。當(dāng)將淀粉本身或含淀粉本身的漿與食料混合時，必須燒煮所得的混合物，以提供增稠的食料。以常規(guī)方式完成混合及燒煮。燒煮在大約90℃以上進(jìn)行。燒煮時間約為10分鐘，但可以根據(jù)燒煮過程中進(jìn)行混合時所存在的食料的量和剪切量的不同而變化。
這類增稠劑組合物能夠?yàn)橛脩籼峁O大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。那些熟悉現(xiàn)有技術(shù)的人長期利用各種膠化樹膠完全斷裂的質(zhì)地(clean breakingtexture)。本發(fā)明的應(yīng)用包括但不限于樹膠糖果、膠化甜點(diǎn)。糖皮和涂抹食品，并能夠替代傳統(tǒng)的膠化樹膠，如κ角叉藻、瓊脂、果膠或明膠。然而，這些常規(guī)膠化樹膠可以是非常昂貴的，并存在包括走味、缺乏熱或酸穩(wěn)定性、有限的可得性或缺乏猶太教規(guī)的批準(zhǔn)等其它不利之處。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的淀粉能夠替代全部或部分所說的常規(guī)膠化樹膠。
為了替代食品配方中的膠化樹膠，可以使用的本發(fā)明淀粉與膠化樹膠的重量比為大約1∶1?？捎酶蠡蚋×康谋景l(fā)明淀粉替代膠化樹膠。這類膠化樹膠包括明膠、果膠、角叉藻、阿拉伯膠、黃蓍膠、瓜耳膠、刺槐豆膠、Zanthan、瓊脂、藻酸銨和羥甲基纖維素。
自然情況下，本發(fā)明的淀粉可用于任何食品配方，只要需要提供凝膠特征并從口中徹底碎裂例如，本發(fā)明淀粉可用于在此之前使用普通淀粉的食品配方中，藉此提供具有改良特性的食品，即與利用普通淀粉的相同食品配方相比可以徹底碎裂(clean break)。
用本發(fā)明淀粉制備的凝膠的徹底斷裂適用于各種食品。淀粉凝膠的徹底斷裂在各種焙烤食品的應(yīng)用中都有價值，例如用于餡餅的奶油或水果填充物(如檸檬、香蕉脂或巴伐利亞脂)，以及用于小甜餅的低脂高固水果心。本發(fā)明的淀粉還可以改善奶油凍、牛奶蛋凍、果醬餅例如無花果條形餅(fig bar)和肉凍的質(zhì)地。
在本說明書和權(quán)利要求中所用的術(shù)語淀粉表示的不僅僅是從含淀粉植物中提取的基本純的淀粉顆粒，而且也包括淀粉顆粒的谷類產(chǎn)品，如面粉、去殼谷類、玉米片和粗粉。
下面給出的本發(fā)明的實(shí)施例只是為了達(dá)到舉例說明的目的。這些實(shí)施例無意限制本發(fā)明的類型或用途。本發(fā)明或其谷物或其淀粉或其糖可用于但不限于食料、紙、塑料、粘合劑、涂料的制備以及酒精和玉米糖漿產(chǎn)品的生產(chǎn)。實(shí)施例1本發(fā)明各種實(shí)施方案的物理性質(zhì)(相似的基因型來自不同的玉米雜交)。所示各表顯示了本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的評價新型淀粉的數(shù)據(jù)。有關(guān)水分、油、蛋白質(zhì)、可溶物和淀粉百分比數(shù)據(jù)用于評價產(chǎn)率和碾磨潛力。淀粉DSC(示差掃描量熱法)數(shù)據(jù)在評價淀粉的烹飪和膠化特性方面有用。淀粉顆粒大小的數(shù)據(jù)用于決定淀粉的碾磨和分離特性。Brabender和淀粉糊數(shù)據(jù)對于評價新型淀粉在改善非常需要特定的淀粉增稠、糊化和膠化特性的食品應(yīng)用中的能力是極重要的。這類數(shù)據(jù)在被解釋為所收集的完整信息時能夠使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員決定，是否需要對淀粉的特性和潛力進(jìn)行更深入的詳細(xì)試驗(yàn)
表2-Com DataS93 ％ ％ ％ ％ ％Entry 背景 Row 水分淀粉 蛋白質(zhì) 油 可溶物1aeaewx 46609.1564.8014.584.477.642aeaesu 46369.2766.2514.774.547.403aeaedu 46129.2466.0114.654.737.804wxwxae 46009.0765.7213.914.388.145wxwxsu 46489.0666.0314.794.087.836wxwxdu 46248.7765.3215.624.278.237susuae 45948.8564.8313.114.718.498susudu 46728.7365.3913.205.018.359susudu 46188.7765.1514.524.358.2610 single ae 45829.1460.5215.195.959.2911 single wx 46548.8365.4414.044.779.4312 single su 46307.7554.9814.256.509.7813 duduae 45888.9769.2612.304.896.8514 duduwx 46668.8870.4311.254.406.9615 dudusu 46429.4870.4313.484.676.9216 single du 46068.5065.5412.026.039.33-Starch DataS93 ％ ％ ％ ％ ％Entry背景Row 水分淀粉 蛋白質(zhì) 油 直鏈淀粉 L-max1aeaewx46603.8286.44 1.680.1831.60597.12aeaesu46366.5186.95 1.560.2031.74603.93aeaedu46125.2286.44 1.700.1133.38598.84wxwxae46007.3387.89 0.390.0921.10601.15wxwxsu46487.2785.87 1.320.0924.68591.76wxwxdu46247.3186.07 1.120.1024.57595.27susuae45948.1986.32 0.930.0729.00604.58susudu46728.0987.16 0.520.0827.86599.69susudu46187.6784.20 0.600.1230.82601.110 single ae 45827.1683.31 1.370.1565.55602.111 single wx 46548.3085.16 0.510.140.43 xx12 single su 46306.8280.92 5.08xx 29.32598.413 duduse45886.5884.31 0.620.1729.86xx14 duduwx466611.08 84.77 0.480.1628.74xx15 dudusu46428.4887.34 0.620.1626.07xx16 single du 46068.3680.70 0.460.0837.88608.9
表2-(淀粉)％ ％ ％ ％ ％Entry基因型水分淀粉蛋白質(zhì)油直鏈淀粉 L-max1ae ae/wx9.5683.840.630.0529.44593.12ae ae/wx7.9685.940.700.0527.89596.63ae ae/wx 11.7182.540.820.0542.54595.14ae ae/ae6.0984.171.240.1463.60602.45su1 su1/wx 4.3790.000.560.0928.36600.06du du/wx5.9588.500.610.0927.98596.97du du/su1 6.9382.660.690.1029.98600.88fl fl/O 9.2482.720.930.1429.29596.89su1 su1/du 9.0184.820.710.0229.57600.810 su1 su1/ae 7.7884.810.630.0329.90600.811 su1 su1/su2 7.6185.020.490.0229.68602.312 White waxy 18.34 94.94db 0.770.09 2.74526.9-Starch DSC Data基因型 PeakDelta H Peek II Onset EndsetEntry℃ J/g ℃ ℃ ℃1 ae ae/wx 67.711.67 100.062.676.62 ae ae/wx 66.510.3396.861.974.83 ae ae/wx 74.610.00 100.868.883.44 ae ae/ae 81.011.83xx 66.0 107.45 su1 su1/wx69.712.0098.364.277.76 du du/wx 72.211.5099.566.682.37 du du/su1 70.2 9.6798.465.778.38 fl fl/O 71.412.33 100.967.180.79 su1 su1/du68.8 7.8399.563.279.110 su1 su1/ac68.110.3399.861.978.311 su1 su1/su2 67.412.0096.161.379.512 White waxy72.715.33xx 66.182.6-Starch DSC Data背景S93 Peak Delta H Peek II Onset EndsetEntryRow ℃ J/g ℃ ℃ ℃1aeaewx466073.811.1799.467.782.82aeaewx463673.011.50 101.066.683.43aeaewx461273.310.8398.666.783.04wxwsae460072.912.8399.967.481.75wxwssu464873.712.1798.268.281.66wxwsdu462473.611.3399.669.380.57susuae459472.010.3397.767.279.78susudu467271.9 9.8398.967.079.19susudu461872.510.3397.068.479.810 single ae 458284.615.67xx 68.7 106.911 single wx 465472.516.17xx 68.181.412 single su 463070.915.50 100.863.677.213 duduae458871.813.50 100.567.181.114 duduwx466671.910.1798.867.279.515 dudusu464271.710.1797.266.879.016 single du 460671.6 9.50 100.165.879.8
表2-Brabender DataS93 IR HP HF CP CFEntry Background RowBrabender℃ BU BU BU BU1aeaewx 4660 460g/5.5％65.03152859409402aeaewx 4636 460g/5.5％81.52252254704303aeaewx 4612 460g/5.5％84.51801804103804wxwsae 4600 460g/5.5％74.03603555904605wxwssu 4648 460g/5.5％74.03253255404706wxwsdu 4624 460g/5.5％80.03152704804257susuae 4594 460g/5.5％77.02702706105858susudu 4672 460g/5.5％77.02952957856109susudu 4618 460g/5.5％77.029529562062010 single ae 4582 460g/12％ 90.517017024024011 single wx 4654 460g/5.5％68.075036041540512 single su 4630 90g/5.5％ 93.535 35 40 4013 duduae 4588 460g/5.5％83.022522554552014 duduwx 4666 460g/5.5％86.024524560055015 dudusu 4642 460g/5.5％84.527027062058516 single du 4606 460g/5.5％89.070 70 160160IR＝initial riseCP＝cooling peakCF＝cooling final-Brabender DataIRHP HF CPCFEntryGenotype Brabender℃BU BU BUBU1 ae ae/wx 460g/5.5％ 83.0 220220520 4602 ae ae/wx 460g/5.5％ 89.0 220220540 5103 ae ae/wx 460g/5.5％ 84.5 270270510 4504 ae ae/ae 460g/12％90.5 4904901220 8455 su1 su1/wx460g/5.5％ 80.0 250240595 5356 du du/wx 460g/5.5％ 83.0 280250560 4707 du du/su1 460g/5.5％ 50.0/83.0 230230575 5358 fl fl/O 460g/5.5％ 81.5 280255630 5609 su1 su1/du460g/5.5％ 84.5 200200500 46010 su1 su1/ae460g/5.5％ 86.0 205205455 41511 su1 su1/su2 460g/5.5％ 84.5 180180420 38512 White waxy90g/5.5％68.0 830220310 270
表2-Starch Particle Size Data(Volurne Distribution)S93 ％StarchEntry Background Row Mode um Mean um Median um Recovery1aeaewx 466016.9012.5716.04 45.92aeaewx 463616.6311.8215.23 57.93aeaewx 461216.3611.4815.20 52.44wxwsae 460017.4311.6216.53 41.55wxwssu 464817.7212.4316.59 58.86wxwsdu 462417.4812.2216.26 54.17susuae 459416.3611.9615.66 55.58susudu 467216.65 9.8315.29 58.79susudu 461816.3611.8215.61 55.910 single ae 458213.09 9.0712.35 64.011 single wx 465418.0311.9916.85 55.712 single su 4630 7.43 5.16 7.95 5.613 duduae 458816.9011.0115.37 50.914 duduwx 466617.1911.8516.21 52.515 dudusu 464217.1712.2216.01 44.916 single du 460614.419.77 13.19 58.9-Starch Particle Size Data(Volurne Distribution)％StarchEntry Genotype Mode um Mean um Median um Recovery1ae ae/wx 16.6310.9015.70 51.42ae ae/wx 16.1210.4414.92 52.83ae ae/wx 15.6010.5514.60 59.44ae ae/ae 11.53 8.4011.30 63.75su1 su1/wx 14.8810.2414.21 52.56du du/wx 16.3810.7315.12 52.07du du/su1 15.8711.0314.98 53.28fl fl/O16.1210.7315.35 69.39su1 su1/du 15.8710.7314.92 53.710 su1 su1/ae 15.11 7.8514.35 48.511 su1 su1/su215.8510.3314.20 58.412 White waxy 17.19 8.4514.81 71.5
表2-Starch Paste DataBrookfield FreezeViscosityGel-24hr ThawEntry Genorype CPS.20 rpm (grams) Cvcles1ae ae/wx6,200 166.6 02ae ae/wx6,700 227.2 03ae ae/wx8,000 256.3 04ae ae/ae14,250111.1 05su1 su1/wx 6,800 173.4 06du du/wx6,000 141.4 07du du/su1 7,100 215.4 08fl fl/O 7,500 209.4 09su1 su1/du 6,300 219.7 010 su1 su1/ae 6,000 172.2 011 su1 su1/su2 5,500 158.8 012 White waxy 1,900 15.33-Starch Paste DataBrookfieldFreezeS93 Viscosity ThawEntry Genotype Row CPS.20rpm Gel-24hr Cvcles1ae ae/wx 466025,000 151.8 02ae ae/wx 46366,500 240.1 03ae ae/wx 46123,150 216.6 04ae ae/ae 46005,600 159.5 05su1 su1/wx 46486,100 126.4 06du du/wx 46245,700 114.4 07du du/su145948,700 254.8 08fl fl/O 467212,000 272.8 09su1 su1/du 461810,250 233.6 010 su1 su1/ae 45822,500 53.7*011 su1 su1/su2 46543,100 13.3 012 White waxy 4630275 29.0 313 duduae 45887,200 226.5 014 duduwx 46667,300 233.4 015 dudusu 46425,100 332.9 016 single du46061,650 99.3 0*came out as a plug定義示差掃描量熱法(DSC)IR表示初始上升HR表示加熱峰HF表示加熱終點(diǎn)CP表示冷卻峰CF表示冷卻終點(diǎn)Brookfield粘度計(jì)Brookfield粘度計(jì)檢測淀粉糊的剪切強(qiáng)度(以厘泊cP表示)和穩(wěn)定性。Brabender淀粉粘性測定儀數(shù)據(jù)糊化溫度表示淀粉糊形成的溫度。
峰粘度表示提供可用之淀粉糊所需的溫度。
95C的粘度表示易于烹飪淀粉。
50C的粘度表示熱淀粉糊冷卻過程中粘度倒退。
1小時后50C的粘度表示已烹飪淀粉糊的穩(wěn)定性。
玉米中的蛋白質(zhì)、淀粉、油和水分百分比玉米中油、淀粉和蛋白質(zhì)的百分比反映了對淀粉可回收產(chǎn)量的測定。淀粉中的蛋白質(zhì)、淀粉、油和水分百分比淀粉中油、淀粉和蛋白質(zhì)的百分比反映了對淀粉純度程度的測定，并表明了可碾磨性(millability)。直鏈淀粉和L-MAX的百分比這些數(shù)據(jù)提供了對淀粉中表觀直鏈淀粉水平的檢測結(jié)果。淀粉顆粒大小數(shù)據(jù)淀粉顆粒大小表明了經(jīng)碾磨加工后的淀粉產(chǎn)率和回收能力。速記記錄文字表2中的aeaewx表示aeaeAE/wxWxWx，同樣地duduwx表示duduDU/wxWxWx。整個表中都沒有列出野生型。
圖1是直鏈淀粉增補(bǔ)劑和暗淡的性狀的單突變體突變的等位基因之各基因量(例如MMM、mMM、mmM、mmm)的酶活性圖。這些數(shù)據(jù)顯示了下列酶的活性蔗糖合成酶(ss)、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UDPG-PP)、葡萄糖激酶(GK)、果糖激酶(FK)、葡萄糖磷酸變位酶(PGM)、磷酸葡糖異構(gòu)酶(PGI)、ATP依賴性磷酸果糖激酶(PFK)、PPi依賴性磷酸果糖激酶(PFP)、ADP葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG-PP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、分支酶(BE)和結(jié)合性淀粉合成酶(BSS)。酶活性是以相對于野生型對照(MMM)的百分比表示的。在完全突變體的情況下(mmm)，對淀粉合成途徑中各種酶的表達(dá)水平存在顯著的影響。而在部分突變體的情況下(mMM和mmM)，對表達(dá)水平幾乎沒有產(chǎn)生可檢測到的變化。這些數(shù)據(jù)表明，用單突變體所觀察到的淀粉品質(zhì)的改變是數(shù)種酶過表達(dá)以及消除突變的等位基因編碼的酶的結(jié)果。通過將兩個突變量(例如wxwxWx)和另一突變的其它量(例如AeAeae)相結(jié)合，將在其余途徑中看不到過度表達(dá)的情況下部分地降低兩種酶的活性。
圖2是淀粉的DSC掃描圖，這些淀粉是從得自蠟狀、直鏈淀粉增補(bǔ)劑和普通(野生型)玉米的谷粒中提取的。這類DSC掃描結(jié)果能為本領(lǐng)域的技術(shù)人員提供大量數(shù)據(jù)(參見本文表中所示的有關(guān)峰值溫度、ΔH、峰II溫度、起始溫度和最終溫度的數(shù)據(jù))。特別值得注意的是，直鏈淀粉含量高的淀粉圖不同于普通淀粉和蠟狀淀粉。
圖2b是從得自雙突變體(aeaeae/wxwxwx)玉米的谷粒中提取的淀粉的DSC掃描圖。這類DSC掃描結(jié)果能夠?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員提供大量數(shù)據(jù)(參見本文表中所示的有關(guān)峰值溫度、ΔH、峰II溫度、起始溫度和最終溫度的數(shù)據(jù))。特別值得注意的是，雙突變體的圖不同于圖2a中有關(guān)普通淀粉和單突變體、蠟狀及高直鏈淀粉的淀粉所提供的。
圖2c是從得自中間突變體(aeaeAe/WxWxwx)玉米的谷粒中提取的淀粉的DSC掃描圖，這類掃描結(jié)果能夠?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員提供大量數(shù)據(jù)(參見本文表中所示的有關(guān)峰值溫度、ΔH、峰II溫度、起始溫度和最終溫度的數(shù)據(jù))。特別值得注意的是，中間突變體淀粉的掃描圖不同于雙突變體淀粉的，但似與蠟狀淀粉的類似。
圖2d是從得自中間突變體(wxwxWx/AeAeae)玉米的谷粒提取的淀粉的DSC掃描圖。這類掃描結(jié)果能夠?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員提供大量數(shù)據(jù)(參見本文表中所示的有關(guān)峰值溫度、ΔH、峰II溫度、起始溫度和最終溫度的數(shù)據(jù))。特別值得注意的是，該中間突變體淀粉的掃描圖不同于雙突變體淀粉的，但似與蠟狀淀粉的相類似。
圖3a是在中性或酸性條件下得自普通淀粉的Brabender數(shù)據(jù)圖。普通玉米淀粉顯示在所利用的酸性條件下粘度基本被破壞。
圖3b是在中性或酸性條件下得自蠟狀玉米的Brabender數(shù)據(jù)圖。在中性條件下，蠟狀突變最特別地影響淀粉的粘度。
圖3c是在中性或酸性條件下得自直鏈淀粉增補(bǔ)劑(70％直鏈淀粉)淀粉的Brabender數(shù)據(jù)圖。在酸性或中性條件下，含直鏈淀粉多的淀粉增加了粘度。
圖3d是在中性條件下得自雙突變體(aeaeae/wxwxwx)淀粉的Brabender數(shù)據(jù)圖。雙突變體淀粉盡管是純合的蠟狀突變，但仍維持原來的粘度。
圖3e是中性條件下得自中間突變體(aeaeAe/WxWxWx)淀粉的Brabender數(shù)據(jù)圖。由這些數(shù)據(jù)應(yīng)特別值得注意的是，新的中間突變體淀粉雖然所含表觀直鏈淀粉的量并沒有增加，但卻提供了類似于用高直鏈淀粉突變體所見的粘度強(qiáng)度增加。
圖3f是中性條件下得自中間突變體(wxwxWx/AeAeae)淀粉的Brabender數(shù)據(jù)圖。由此特別值得注意的是，該新的中間突變體淀粉雖然所含表觀直鏈淀粉的量并未增加，但卻提供了類似于用高直鏈淀粉突變體所見的粘度強(qiáng)度增加。實(shí)施例2本實(shí)施例說明具有本發(fā)明淀粉之玉米谷物的生產(chǎn)。利用傳統(tǒng)的育種和/或回交技術(shù)，或者利用如經(jīng)化學(xué)物質(zhì)處理花粉的誘變方法，可將各種遺傳背景的玉米植物轉(zhuǎn)變成突變體基因型。另一種選擇是，也可以從大量供應(yīng)商和基金種子公司購買蠟狀近親繁殖品系和雜種?？梢允褂萌魏尉哂辛己棉r(nóng)藝學(xué)特性和較高產(chǎn)量的玉米品系。在本發(fā)明中，通過化學(xué)誘變及從分離的后代中精心選擇突變的谷物類型，可以將正常的近親繁殖品系轉(zhuǎn)變?yōu)橥蛔兤废?。所述方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的(參見例如Neuffer，M.G.and Chang，M.T.1989.生物學(xué)及農(nóng)藝學(xué)研究中的誘導(dǎo)突變Vortr.Pfalzenzuchtg.16，165-178)。任何有商業(yè)價值的近親雜交品系都可用于該方法。通過等位性試驗(yàn)證實(shí)所述品系載有所感興趣的突變，在所述等位性試驗(yàn)中該品系可與已知的突變品系雜交，該方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。而且，該品系的谷粒應(yīng)具有典型的所選突變的外觀和碘染特性，該方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。為了從植物中獲得最高產(chǎn)量，最好是接下來進(jìn)行兩個近親雜交品種間的雜種雜交，所述的兩個近親雜交品種帶有相同的突變(例如均為蠟狀或直鏈淀粉增補(bǔ)劑型)。優(yōu)選產(chǎn)生兩個雜種，一個為雄性，并且對于一種突變是純合的，另一個為雌性，并且對于另外的突變是純合的。雌性和雌性雜種可以構(gòu)成相同或不同的遺傳背景，具有相似的田間成熟度(即從凝膠化至長須和花粉散布需要相似的熱單位)對于所述兩品系是十分重要的。為了使得田間的中間突變體進(jìn)行雜交，需要從雌性植物消除花粉的產(chǎn)生。這可經(jīng)多種方法進(jìn)行，包括但不限于人工傳粉作用、人工和機(jī)械去雄，將遺傳性或胞質(zhì)性雄性不育滲入雌性植物、通過遺傳轉(zhuǎn)化導(dǎo)入雄性不育和使用化學(xué)去雄劑。該雜交谷物含有本發(fā)明之基因型為aaA/BBb的胚乳，得自該基因型的淀粉稱之為中間突變體淀粉。對于最優(yōu)淀粉品質(zhì)而言，盡可能地完善其遺傳背景這一點(diǎn)是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。實(shí)施例3可以使用多種不同的方法將淀粉從谷物中提取出來。最通用的方法包括為世界范圍公知公用的“濕度”法。其基本原理包括浸泡和淀粉分離。該方法的關(guān)鍵步驟在于在浸漬液罐中軟化谷物，該過程已經(jīng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使達(dá)到玉米谷粒成分的最適分離。利用該方法從實(shí)施例2開發(fā)的中間突變體谷物中提取淀粉(wxwxWx/AeAeae)。胚芽很容易完整地脫離出來，并且不含胚乳和外殼。在水中浸軟胚乳，其淀粉易于以白色凝塊分離出來，谷蛋白以黃色凝塊獲得。將谷物置于通常容納50-90公噸谷物的罐中于48-52℃浸漬30-40小時。浸漬水含0.2％二氧化硫(SO2氣以氣泡充入)，因此呈微酸性(pH4.0)。二氧化硫有助于分解蛋白質(zhì)基質(zhì)，使得胚乳基質(zhì)裂解為顆粒。浸漬后，將谷物粗略地研磨或搗成漿狀。富含油類的胚芽浮至表面，密集淀粉的胚乳則下沉。通過水力旋流器(連續(xù)分離法)完成分離。在通過“稱為Entoleter粉碎機(jī)的沖擊研磨機(jī)”進(jìn)行碾磨后，淀粉得以進(jìn)一步純化，所述粉碎機(jī)通過逆轉(zhuǎn)式開槽的硬化鋼合金板商速破碎漿，隨后以外沖擊環(huán)沖擊。通過離心形成兩個部分，即蛋白質(zhì)(70％蛋白質(zhì))和淀粉(2％蛋白質(zhì))而使脫須根的淀粉與谷蛋白分開，加工溫度維持在45℃以上，以防止微生物繁殖。通過注入加熱至200-260°F氣流的急驟干燥法干燥淀粉。
各種中間突變體谷物具有以所述方式純化和制備的淀粉，適用于各種食品、飼料和工業(yè)用途。其可以未修飾的玉米淀粉直接應(yīng)用。也可以通過保留顆粒結(jié)構(gòu)的化學(xué)或物理處理進(jìn)行修飾，可以洗滌顆粒以除去殘余的反應(yīng)劑，有時使用漂白步驟以產(chǎn)生超白淀粉。這種淀粉可經(jīng)高溫處理而凝膠化，直接作為凝膠化淀粉出售。這類淀粉可以是經(jīng)化學(xué)修飾并且是干燥的。聚合物本身可以被部分或完全水解，產(chǎn)生麥芽糊精或葡萄糖。這類產(chǎn)物可以通過發(fā)酵而進(jìn)一步改性，以產(chǎn)生汽油工業(yè)所用的酒精，或者將葡萄糖轉(zhuǎn)變成用于甜味劑工業(yè)的高粱糖玉米糖漿。實(shí)施例4稱為皺縮-2(sh2)、脆-2(bt2)、暗淡的(du)、糖(su)、蠟狀(wx)和直鏈淀粉增補(bǔ)劑(ae)的突變編碼下列酶的同型酶ADP葡萄糖焦磷酸化酶、脫支酶、可溶性淀粉合成酶、結(jié)合性淀粉合成酶和分支酶。
皺縮-2編碼-單位ADP葡萄糖焦磷酸化酶。
脆-2編碼-單位ADP葡萄糖焦磷酸化酶。
蠟狀的編碼顆粒結(jié)合的淀粉合成酶。
直鏈淀粉增補(bǔ)劑編碼同型分支酶。
暗淡的可改變同型不溶性淀粉合成酶和分支酶的表達(dá)。
含糖的改變不溶性淀粉合成酶和脫支酶的表達(dá)及活性。
利用已知的突變體和基因劑量雜交方案，我們檢測了被改變基因的表達(dá)對谷物中淀粉貯存的影響(參見附圖)。利用bt2突變體，我們觀察到可檢測的ADP葡萄糖焦磷酸化酶活性呈漸進(jìn)性喪失，其與谷物中淀粉合成的減少有很好的相關(guān)性。由這些數(shù)據(jù)不能定量該酶所產(chǎn)生的流向淀粉的控制強(qiáng)度。事實(shí)上，我們的研究表明，該酶是淀粉合成過程中主要的決定因素之一，并且?guī)缀醪荒芸刂频矸酆铣傻乃俣取Ｔ撏蛔冊O(shè)有明顯地改變淀粉結(jié)構(gòu)。當(dāng)具有含糖的、暗淡的、蠟狀的和直鏈淀粉增補(bǔ)劑的基因型突變時，我們目前的確檢測到了淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)的改變(分支的鏈長改變以及直鏈淀粉與支鏈淀粉比例的變化)。在這類情況下，對于流向淀粉的控制更小(除用用于制備甜玉米基因型的含糖突變體以外)。在所有的這些情況下，淀粉合成酶和分支酶的比例都發(fā)生改變，從而導(dǎo)致淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)的變化。在這些研究中所得到意外新的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)了不僅突變可以降低關(guān)鍵酶的表達(dá)，而且還可以誘導(dǎo)合成途徑中其它酶的過度表達(dá)。另外，僅在完整突變體(mmm)基因型中我們觀察到了淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)的變化，這表明結(jié)構(gòu)變化只發(fā)生在同型酶的喪失并伴有同型酶的過度表達(dá)的情況下。當(dāng)不希望被這一提議所約束時，這些數(shù)據(jù)說明淀粉結(jié)構(gòu)不僅受降低一種酶的表達(dá)(例如用反義構(gòu)建體)的影響，而且還受同時增加的表達(dá)(例如用有義構(gòu)建體)的影響。
用于本發(fā)明方法的植物轉(zhuǎn)化載體可用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)構(gòu)建。因?yàn)樗雒付ㄎ挥诩?xì)胞的淀粉質(zhì)體部分，所以，基因構(gòu)建體需要存在淀粉質(zhì)體轉(zhuǎn)移肽以保證其在淀粉質(zhì)體中的正確定位。轉(zhuǎn)化構(gòu)建體可以部分有義方向或以反義方向攜帶基因。在植物中表達(dá)所述基因?qū)е掠涩F(xiàn)有技術(shù)已知為“有義共同抑制或反義(sense cosuppression or antisense)”的作用引起的酶表達(dá)的降低。當(dāng)只需要降低表達(dá)時，并不需要轉(zhuǎn)移肽。然而，需要酶的過度表達(dá)時，則正確的質(zhì)體擊靶(targeting)序列在構(gòu)建體中是需要的，本發(fā)明所需的關(guān)鍵酶包括分支酶和可溶性及結(jié)合的淀粉合成酶。分支酶[1，4-α-D-葡聚糖1，4-α-D-葡聚糖6-α-D-(1，4-α-D-葡聚糖(glucano))轉(zhuǎn)移酶]可將直鏈淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)橹ф湹矸?1，4-α-D-葡聚糖鏈片段轉(zhuǎn)移到類似的葡聚糖鏈上的伯羥基)，該酶有時稱為Q酶。可溶性淀粉合成酶[ADP葡萄糖1，4-α-D-葡聚糖4-α-D-葡糖基轉(zhuǎn)移酶]延伸支鏈淀粉，可能還有直鏈淀粉的鏈長。結(jié)合的淀粉合成酶[ADP葡萄糖1，4-α-D-葡聚糖4-α-D葡糖基轉(zhuǎn)移酶]延伸直鏈淀粉，可能還有支鏈淀粉的鏈長。
對于任何反義或有義共同抑制構(gòu)建而言，只需要在轉(zhuǎn)基因植物中表示部分cDNA克隆。在需要酶的過度表達(dá)時，則需要表達(dá)全長cDNA克隆。有人已研究了玉米分支酶I的序列(Baba，T.，et al.，Plant Physiology.103.565-573，1993)。Fisher，D.K.等人(Fisher，D.K.，Boyer，C.D.和Hannah，L.C.Plant Physiology.1021045-1046，1993)研究了玉米胚乳的淀粉分支酶II。另有文章報道顯示了76KDa多肽與玉米(cv B73)胚乳可溶性淀粉合成酶I活性間的關(guān)系(Mu，C.，et al.，Plant Journal 6，151-159，1994)。編碼UDP-葡萄糖淀粉葡糖基轉(zhuǎn)移酶的玉米蠟狀基因座位已在1986年克隆(Kloesgen，R.B.et al.，Mol.Gen.Genet.203，237-244)。最近，James，M和Wright，A.利用轉(zhuǎn)座子誘變定位基因的方法觀察到相應(yīng)玉米糖基因座位的序列(The Plant Journal)。據(jù)認(rèn)為，編碼任何這類蛋白質(zhì)的基因都涉及脫支酶，并可用于本發(fā)明的構(gòu)建體。
據(jù)信，葉綠體轉(zhuǎn)移肽具有類似的序列(Heijne et al.，Plant Mol BiolReporter，9(2)104-126，1991)。其它的有效轉(zhuǎn)移肽包括ADPG焦磷酸轉(zhuǎn)移酶(Plant Mol Biol Reporter，9104-126，1991)、小亞單位RUBISCO、乙酰乳酸合成酶、甘油醛-3P-脫氫酶和亞硝酸鹽還原酶。例如，來自許多基因型的小亞單位RUBISCO轉(zhuǎn)移肽的共同序列為MASSMLSSAAVATRTNPAQASM VAPFTGLKSAAFPVSRKQNLDITSIASNGGRVQC玉米的小亞單位RUBISCO轉(zhuǎn)移肽具有的序列是MAPTVMMASSATATRTNPAQAS AVAPFQGLKSTASLPVARRSSRSLGNVASNGGRIRC.玉米的葉子淀粉合成酶的轉(zhuǎn)移肽序列為MAALATSQLVATRAGLGVPDAS TFRRGAAQGLRGARASAAADTLSMRTASARAAPRHQQQARRGGR FPSLVVC.實(shí)施例5自1990年以來，人們一直在進(jìn)行不育性轉(zhuǎn)基因玉米植物的生產(chǎn)。盡管已知大量的DNA傳遞系統(tǒng)，但仍選擇的是微粒轟擊。如上所述，各種玉米突變體基因構(gòu)建體可從美國和歐洲的保藏機(jī)構(gòu)獲得。附圖4a-4d所示的是這些構(gòu)建體中的一些新的例子。圖4c顯示了CaMv(花椰菜花葉病毒)啟動子、蠟狀基因，Adhl，nos(ncpoline)和用作可選擇標(biāo)記的pat基因和amp，圖4d類似，但顯示了構(gòu)建體中可溶性淀粉合成酶的第一同型基因。圖4a也有相同的構(gòu)建體，但顯示了分支酶第一同型基因。圖4b顯示第二分支酶第二同型基因。當(dāng)然，也可以得到與玉米育種中使用的基因突變體相關(guān)的其它構(gòu)建體。
本實(shí)施例參考圖4c，蠟狀基因構(gòu)建體。本實(shí)驗(yàn)的目的是形成具有部分下調(diào)蠟狀基因作用的近親雜交品系。如果所選的近親雜交品系已為ae突變體，則通過與非突變的近親雜交品系雜交所產(chǎn)生的谷物將是中間突變體谷物。根據(jù)下調(diào)作用的強(qiáng)度不同，雌性近親雜交谷物將與淀粉和谷物的mm*/mm*型或mm*/m*型相似。很清楚，轉(zhuǎn)化作用使得產(chǎn)生淀粉合成活性更精確的下調(diào)作用方式，以致淀粉的改變顯得更加協(xié)調(diào)。
為了保證蠟狀基因下調(diào)作用的程度合理，轉(zhuǎn)化作用的靶組織是未成熟的合子胚芽，還可以使用整個胚形成的愈傷組織?？梢赃x擇的A188植物未成熟合子胚芽是在用B73ae近親雜交品系傳粉12天之后。愈傷組織的培養(yǎng)基為6mM L-脯氨酸、2％(w/v)蔗糖、2mg/ml 2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-D)和0.3％(w/v)Gelrite(Caroline BiologicalSupply)(pH6.0)。培養(yǎng)愈傷組織，并開始懸浮培養(yǎng)。
以MS為基礎(chǔ)的液體培養(yǎng)基含有100mg/l肌醇、2mg/l 2，4-D，2mg/l 1-奈乙酸(NAA)，6mM脯氨酸，200mg/l酪蛋白水解酶(DifcoLaboratories)，3％(w/v)蔗糖和5％(v/v)椰子水(DifcoLaboratories)(pH6.0)。細(xì)胞懸液在含上述培養(yǎng)基的125ml錐瓶中維持于28℃，在暗處以125Mom于回轉(zhuǎn)搖床中搖育。
篩選圖4c的轉(zhuǎn)化載體，該質(zhì)粒含有355-ladh-pat nos 3′可選擇基因表達(dá)盒。
將細(xì)胞懸液篩分，然后懸于5ml懸浮培養(yǎng)基中，并置于通過真空管的濾紙上。如現(xiàn)有技術(shù)已知的，將構(gòu)建體包入微粒中。然后轟擊平板。再將細(xì)胞轉(zhuǎn)入N-6培養(yǎng)基，并在14天后經(jīng)1mg/l選擇轉(zhuǎn)化細(xì)胞。將細(xì)胞懸于含有6％(w/v)(Sea-Plaque；FMC)的培養(yǎng)基中，并置于37℃。
2-5周后，移出生長的愈傷組織，并轉(zhuǎn)移至新鮮的選擇培養(yǎng)基表面。植物在具有6％蔗糖1g/l肌醇、1mg/l NAA(34)和0.3％(w/v)Gelrite(pH6.0)的MS基培養(yǎng)基中再生。接下來，胚在0.25mg/l NAA和3％(w/v)蔗糖的MS培養(yǎng)基中于光照條件下凝膠化。植物生長，并移至溫室中。然后可以評估植物中的表達(dá)水平。
植物育種，并發(fā)展為具有突變體和下調(diào)作用途徑的近親雜交品系，另外，所選擇的近親雜交后代在轉(zhuǎn)化后可以具有雜交到轉(zhuǎn)基因植物上的突變體，當(dāng)轉(zhuǎn)基因植物用作雌性時可在谷物中形成所需淀粉。實(shí)施例6本實(shí)施例說明本發(fā)明淀粉與其它淀粉相比的凝膠化溫度。所述凝膠化溫度列于下表3中。
表3淀粉樣品直鏈淀粉*凝膠化溫度*℃1天然普通玉米 28 712天然的AMY V57 803天然的AMY VII 73 904本發(fā)明 21 735天然的aewx 25 806天然的wxwxwx3 72*數(shù)值四舍五入到整數(shù)樣品1為商業(yè)化產(chǎn)品(美國玉米產(chǎn)品公司，Hammond，Indiana)。上述樣品1的直鏈淀粉百分比和凝膠化溫度是由產(chǎn)品的隨機(jī)抽樣測得的均值。直鏈淀粉百分比和凝膠化溫度的99％可信度分別為25.9-29.3和68.7-72.9。
AMY V和AMY VII是商售的高直鏈淀粉玉米淀粉(美國玉米產(chǎn)品公司，Aammond，Indiana)。上表3所示的直鏈淀粉百分比和凝膠化溫度是經(jīng)隨機(jī)抽樣測得的均值。AMY V和AMY VII直鏈淀粉百分比的99％可信區(qū)間分別為53.4-62.5和65.5-73.8。兩者凝膠化溫度的99％可信區(qū)間分別為72.8-84.4和83.1-90.8。AMY V和AMY VII都以天然玉米生長。
淀粉樣品4對應(yīng)于本發(fā)明，而樣品5相當(dāng)于US5,099,911實(shí)施例1的均值。樣品6相當(dāng)于商售的蠟狀淀粉(美國玉米產(chǎn)品公司)。
測定直鏈淀粉百分比和凝膠化溫度的方法如下用標(biāo)準(zhǔn)的量熱碘法測定直鏈淀粉百分比，其中淀粉首先用氫氧化鈉膠化，然后與碘液反應(yīng)，用分光光度計(jì)在1cm池中于600nm相對2％碘液的空白檢測所得樣品。
按照廠商提供的相應(yīng)手冊上的方法，用Mettler 300型掃描量熱儀用30％淀粉固體檢測DSC凝膠化溫度。
由上表3顯而易見，本發(fā)明淀粉的凝膠化溫度可與普通玉米淀粉相比。
實(shí)施例7本實(shí)施例說明由本發(fā)明玉米淀粉制備的溶膠分別由aewx玉米淀粉、普通玉米淀粉和wxwxwx淀粉制得的溶膠比較凝膠強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果列于下表4中。
表4樣品強(qiáng)度(克)本發(fā)明 159.5普通玉米淀粉225.0aewx玉米淀粉55.0蠟狀玉米淀粉16.0為了進(jìn)行上表4所示的膠強(qiáng)度試驗(yàn)，通過將水與淀粉混合制得溶膠，再將漿經(jīng)快速加熱方式在Brabender淀粉粘度測定儀中加熱至50℃。一經(jīng)達(dá)到50℃，則將儀器設(shè)定為1.5℃/分的可控性加熱速度，直至達(dá)到95℃。然后將樣品在95℃維持30分鐘。接下來，將樣品以1.5℃冷卻至50℃，歷時30分。將這些溶膠分別加入已置入活塞的4盎司的瓶中。然后使溶膠于室溫條件下靜置24小時，通過測定將活塞從溶膠中取出所需的力來測量膠強(qiáng)度。
本實(shí)施例說明由本發(fā)明制備的溶膠膠強(qiáng)度可與普通玉米淀粉溶膠的相比。實(shí)施例8本實(shí)施例說明aewx淀粉與本發(fā)明淀粉間的區(qū)別，所述的aewx淀粉是一種其植物具有三倍量蠟狀基因的蠟狀淀粉。所有的淀粉都是玉米淀粉。
測試所有淀粉的流變特性。每種淀粉都用相同的方法經(jīng)過相同的試驗(yàn)過程。利用帶有冷卻探測器向下和帶有750g cm筒的Brabender淀粉粘性測定儀糊化淀粉顆粒。在Brabender杯中，將5.5％起始固體的淀粉漿迅速加熱至60℃，然后糊化，同時以1.5℃/分的速度加溫至95℃。淀粉糊在該溫度下維持20分鐘，然后立即上樣至已預(yù)熱到70℃的流變計(jì)的測量geometry上。進(jìn)行分份流變特性鑒定。當(dāng)樣品從70℃冷卻到25℃并維持4小時后，檢測以.2赫茲和.2％張力監(jiān)測結(jié)構(gòu)形成(很好地落入線性粘彈性區(qū))的凝膠固化段。還要檢測的是張力的波動，這將檢測淀粉糊或膠對張力水平增加的流變反應(yīng)，這一過程也在0.2赫茲、25℃進(jìn)行。
利用所述技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)aewx淀粉和本發(fā)明淀粉間的明顯區(qū)別。圖5顯示了膠固化分析的結(jié)果。初始模數(shù)(G′)低于aewx淀粉的本發(fā)明淀粉，更快地形成結(jié)構(gòu)或膠化，這由迅速升高的G′得以證明。因此，本發(fā)明淀粉與aewx淀粉的區(qū)別在于膠形成的速度，盡管兩者的表觀碘結(jié)合量相似。圖6顯示了僅對本發(fā)明淀粉和aewx淀粉進(jìn)行張力波動分析的結(jié)果。其中本發(fā)明淀粉表現(xiàn)了膨脹性能，這由張力水平升高時G′升高所證明。所形成的結(jié)構(gòu)在所用張力水平下沒有受到破壞。相反，aewx淀粉的結(jié)構(gòu)在所用張力逐步超過4％時則被迅速破壞。因此，與aewx淀粉相比，本發(fā)明淀粉形成了在本試驗(yàn)所用張力水平下不破裂的膠。相反，aewx淀粉顯示了極低的時間依賴性結(jié)構(gòu)形成，并且在上述技術(shù)所用張力下的確“破裂”或被破壞了。實(shí)施例9本實(shí)施例說明本發(fā)明增稠劑組合物的制備。
將本發(fā)明的淀粉與水以一定量混合，產(chǎn)生具有10％淀粉重量的漿。該溶膠質(zhì)脆味溫。將其于約90℃燒煮10分鐘時，溶膠形成增稠劑組合物，其比由普通玉米淀粉制備的類似增稠劑組合物具有更好的透明度和更脆的質(zhì)地。實(shí)施例10本實(shí)施例比較由本發(fā)明淀粉制備的膠與普通淀粉制備的膠的口感。
利用Brabender淀粉粘性測定儀將普通淀粉和本發(fā)明的淀粉糊化。淀粉以5.5％固體制漿，然后以快速加熱方式加熱至50℃。利用可控性加熱速度(1.5℃/分)將漿加熱至95℃，然后在該溫度維持30分鐘。最終的固體為5.9％。再將淀粉糊樣品傾入小果凍罐中，用玻璃紙蓋上，使之在進(jìn)行分析前老化24小時。然后請品味專門小組成員針對下列屬性給樣品評級。
首先，評判兩者手感的相對硬度。
普通淀粉本發(fā)明淀粉5.1 6.6其次，評定咀嚼時樣品的相對斷裂程度，硬度和清除速度。
普通淀粉 本發(fā)明淀粉完全斷裂程度3.2 8.5硬度4.4 4.5清除速度2.5 4.6這些結(jié)果表明這些樣品的硬度相似。然而，本發(fā)明的淀粉在被咀嚼時能很徹底地?cái)嗔选?br> 而且，本發(fā)明淀粉膠比普通淀粉膠趨于更迅速地從口中清除。專門小組成員一致認(rèn)為本發(fā)明產(chǎn)生的膠類似于明膠或果膠，有“清潔”的口感。實(shí)施例11本實(shí)施例說明利用本發(fā)明的淀粉制備膠糖。
所用成分和方法如下表5成分％by Weight本發(fā)明(％，重量)44/62未混合的玉米糖漿56.32糖，精細(xì)顆粒 23.98水 7.73本發(fā)明淀粉 11.80
檸檬酸 0.07檸檬酸鈉 0.08100.00方法混合所有的成分，然后利用常規(guī)設(shè)備(如噴射蒸煮鍋)蒸煮至340°F。再將所蒸煮的漿注入糖模具中，使之固化。實(shí)施例12本實(shí)施例說明利用本發(fā)明制作巴伐利亞奶油餡餅。
所用成分及方法如下表6成分 ％ by Weight本發(fā)明(％，重量)3.5％鮮全奶 72.794糖，精細(xì)顆粒 17.586鹽，粉末 0.101本發(fā)明 5.410香蕉香料 0.300新鮮蛋黃 3.809100.000方法除了蛋黃外，將所有的餡餅填充成分混合，并于195°F蒸煮3-5分鐘。然后將該成分隨著恒速攪拌冷卻至120°F。接下來加入蛋黃，充分混勻混合物。再將混合物加入常規(guī)的餡餅坯中，在享用前使之冷卻至室溫。實(shí)施例13本實(shí)施例說明用本發(fā)明淀粉制作檸檬餡餅填充物。所用成分和方法如下方法將一半的水與糖合并，煮沸之。將所有剩余成分一起制漿，然后加至煮沸的糖水中。將該混合物的溫度調(diào)至200°F，維持2分鐘。再將混合物注入備用的餡餅坯中，使之冷卻、固化。實(shí)施例14本實(shí)施例說明利用本發(fā)明淀粉制作巧克力奶油凍。表8中的配方用于制備奶油凍混合物。
表8％Frodex 24-92439.20糖(焙烤食品用的) 30.75Whiptreme 3554(Kerry成分)12.88本發(fā)明淀粉 9.80可可粉，荷蘭紅 7.17(Gill & Duffus Products)Leceitreme 40(Kerry成分) 0.20香料 如果需要的話100.00方法合并各成分，形成均勻的混合物。用法將200g奶油凍混合物與1杯(250克)牛奶混合。用電動混合器以低速將其混合1分鐘。刮一刮缽子。高速混合3分鐘，直至變得輕而膨松。用勺子舀至用餐盤中，享用前置冰箱中1小時。
為了制備奶油凍混合物，將所有的成分混合。為了制備奶油凍本身，將200g奶油凍混合物與250g牛奶合并，并低速混合。然后再高速攪拌混合物，使之輕而膨松?；旌衔镏帽渲?小時。用這種方法即制得輕且膨松的奶油凍。
因此，本發(fā)明以針對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的某種程度的特殊性進(jìn)行描述。不過應(yīng)該意識到，本發(fā)明由根據(jù)現(xiàn)有技進(jìn)作解釋的所附權(quán)利要求進(jìn)行限定，因而可以在不違背其中所包含的創(chuàng)造性觀念情況下對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行修飾或改變。
權(quán)利要求
1.一種植物，含有包括使所述植物的淀粉合成途徑中至少兩種特定同型酶活性產(chǎn)生不完全降低之基因的基因組物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的植物，形成的淀粉具有不同于由類似于權(quán)利要求1所述植物形成的淀粉的分支結(jié)構(gòu)，含有不形成所述植物的淀粉合成途徑的同型酶的基因組物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的植物，所述淀粉在谷物中形成。
4.由植物產(chǎn)生的谷物，其基因型為mm*/n**，其中m為第一突變體，n為第二突變體，*等于野生型。
5.一種產(chǎn)淀粉植物，含有包括使所述植物的淀粉合成途徑中的至少兩種特定同型酶活性不完全降低之基因的基因組物質(zhì)，藉此，所述植物實(shí)質(zhì)上產(chǎn)生的淀粉比如果所述基因使淀粉合成途徑中的相同兩種特定同型酶活性完全降低時所述植物將產(chǎn)生的淀粉要多。
6.一種谷物，具有選自下列基因型組成的胚乳基因型wxwxWx/AeAeae，aeaeAe/WxWxwx，wxwxWx/SuSusu，susuSu/wxWxwx，aeaeAe/SuSusu，susuSu/AeAeae，wxwxWx/DuDudu，aeaeAe/DuDudu，susuSu/DuDu du.
7.一種谷物，其胚乳基因型含有兩個劑量的影響淀粉結(jié)構(gòu)的一種基因第一突變體的等位基因和一個劑量的影響淀粉結(jié)構(gòu)的第二種基因的第二突變體的等位基因，所述基因可以選自蠟狀的、直鏈淀粉增補(bǔ)劑的、暗淡的、角狀、含糖的、皺縮的、脆的、粉狀和不透明的基因。
8.從根據(jù)權(quán)利要求7具有wxwxWx/AeAeae基因型的谷物中提取的淀粉。
9.從根據(jù)權(quán)利要求7具有Aeaeae/WxWxwx基因型的谷物中提取的淀粉。
10.一種產(chǎn)淀粉植物，具有aa/BB二倍體基因型和aaA/BBb三倍體胚乳基因型，其中a是隱性的突變基因，A是野生型基因，b是隱性突變基因，B是野生型基因，其淀粉已由正常淀粉發(fā)生了改變，a和b可選自ae、du、wx、sh、bt、h、su、fl、op，A和B可選自Ae、Du、Wx、Sh、Bt、H、Su、Fl、Op。
11.一種植物，具有aA/Bb/Cc二倍體基因型和aaA/BBb/CCc(和其其它組合)三倍體胚乳基因型，其中a是隱性突變基因，A是野生型基因，b是隱性突變基因，B是野生型基因，淀粉由正常淀粉發(fā)生改變，a和b可選自ae、wx、sh、bt、h、su、fl、op、du，B和A可選自Ae、Wx、Sh、Bt、H、Su、Fl、Op、Du。
12.生產(chǎn)具有改變了淀粉品質(zhì)之谷物的方法，包括下列步驟a)種植親本，其能開花，并完全降低了淀粉合成途徑中至少一種特定同型酶的活性；b)種植第二親本，其完全降低了淀粉合成途徑中至少另一種特定同型酶的活性；c)消除所述第一親本產(chǎn)花粉的能力；d)用所述第二親本的花粉傳授給所述開花的第一親本；e)收集所述第一親本產(chǎn)生的谷物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，包括從所述谷物中提取改變的淀粉。
14.從權(quán)利要求4的谷物中提取的淀粉，其中a和b選定為相同的突變體，B和A選定為相同的野生型。
15.從谷物中提取的淀粉，所述谷物具有4劑量的突變體和2劑量的野生型，使得其基因型在每一方面(side)都有野生型。
16.從谷物中提取的淀粉，所述谷物具有3劑量的突變體和3劑量的野生型，使得其基因型在每一方面都有野生型。
17.單突變體雄性不育植物，該突變體選自ae、wx、sh、bt、h、su、fl、op、du。
18.含有水和有效量淀粉的溶膠，所述淀粉提取自具有蠟狀的、蠟狀的、直鏈淀粉增補(bǔ)劑(amylose extender)的基因型植物。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的溶膠，其中所存在的淀粉重量百分比是大約1-20％。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的溶膠，其中所述植物是玉米。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的溶膠，其中所述淀粉是冷水可溶性的。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的溶膠，其中所述淀粉是顆粒狀。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的溶膠，其中所述淀粉是從玉米中提取的。
24.一種食料，含有食料和作為必要成分的有效量淀粉，所述淀粉是從具有蠟狀的、蠟狀的、直鏈淀粉增補(bǔ)劑基因型的含淀粉植物中提取。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的食料，其中所述淀粉為食料重量的大約0.1-10％。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的食料，其中所述淀粉是從玉米中提取的。
27.含淀粉溶膠的制備方法，包括下列步驟形成含有水和有效量淀粉的漿，所述淀粉從具有蠟狀的、蠟狀的、直鏈淀粉基因型的含淀粉植物中提取，蒸煮所述淀粉，使之凝膠化。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述有效量漿重量的約1-20％。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述淀粉是從玉米中提取的。
30.食料增稠的方法，包括下列步驟將食料與有效量的淀粉混合，所述淀粉從具有蠟狀的、蠟狀的、直鏈淀粉增補(bǔ)劑基因型的含淀粉植物中提取，蒸煮所述食料，使之增稠。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述淀粉從玉米中提取。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述淀粉的量為所述食料重量的大約0.1-10％。
33.制作含有明膠之食料的改進(jìn)方法，所述的改進(jìn)包括用權(quán)利要求18的溶膠替代至少一部分所述食料中的明膠。
34.制作含有天然樹膠食料的改進(jìn)方法，所述的改進(jìn)包括用權(quán)利要求18的溶膠替代至少一部分天然樹膠。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中所述食料為樹膠糖果、膠狀甜點(diǎn)、糖皮或涂味品。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有改變植物中正常淀粉合成途徑的基因組物質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植物或突變植物。更確切地說，本發(fā)明涉及具有產(chǎn)生大量新型淀粉之基因型的植物。具體地說，本發(fā)明涉及具有兩個或多個野生型基因的雜合基因型(例如Aa/Bb)之胚和具有所述基因的雜合基因型(例如AAa/BBb或AAa/bbB或aaA/Bbb或aaA/bbB)之胚乳的谷類及其生產(chǎn)的淀粉。
文檔編號A01H5/00GK1156951SQ95194690
公開日1997年8月13日 申請日期1995年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月21日
發(fā)明者P·L·基林, F·卡茨, 張銘堂, R·豪伯, R·弗里德曼 申請人:曾尼卡有限公司, 美國玉米產(chǎn)品公司