專利名稱：降低了ssii活性的大麥和降低了支鏈淀粉含量的淀粉和淀粉制品的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有降低了SSII酶活性的大麥植物，SSII酶活性的降低導致其所含淀粉具有較低的支鏈淀粉含量。本發明還涉及淀粉、谷粒以及由此獲得的食品。
背景技術：
營養科學里的一項發現表明，抗性淀粉對腸的健康尤其是大腸的健康有重要意義。抗性淀粉的這種良好效果來自于提供給大腸的一種營養物質。在大腸內，腸內微生物菌叢獲得的一種能源經過發酵，形成特短鏈脂肪酸。這些短鏈脂肪酸為結腸粘膜細胞提供營養，提高大腸內部一些營養物質的攝取量，增強結腸的生理活性。一般而言，如果沒有為結腸提供抗性淀粉或其他食用纖維，結腸的新陳代謝將變得相對不活潑。
最近幾年以來，從各種來源為解決腸的健康問題提供抗性淀粉已經成為一種趨勢。因此，有人發現高直鏈淀粉含量的淀粉存在一些谷粒如玉米里面，并且可以作為一種改善腸健康的方法用在食物中。
淀粉的物理結構對制作食物產品的淀粉的營養特性和處理性能有重要的影響。一些特征可以視為對淀粉結構的一種表示，其中包括支鏈淀粉鏈長分布、結晶度和結晶的形式，如淀粉結晶的V復合形式。這些特點的形式也可以視為對包含這些淀粉的食物所具有的營養特性或處理性能的指示。因此，很短的支鏈淀粉鏈長可能是低結晶度和低凝膠化作用的一種指示，也被認為和膠淀粉縮減退化有一種相互關系。另外，更短的膠淀粉鏈長被認為可以對包含有大量淀粉的食物的感官性能做出反應。一種淀粉的結晶度縮減也可能是該淀粉的凝膠溫度降低的一種指示，另外也被看作和提高了的感官性能有關。V復合形式的結晶或其他與淀粉有關的脂質可以提高抗性淀粉的水平，并因此提高食用纖維的水平。
在過去，直鏈淀粉含量很高的大麥種類就已經被鑒定出來。這些大麥只是將直鏈淀粉含量相對地增加到了大約占總淀粉含量45％的水平，如大麥品種高直鏈冰川號(簡稱AC38)。這種直鏈淀粉含量較高的淀粉是有用的，但如果能獲得直鏈淀粉含量更高的淀粉就更好，人們正培育著一些種類的谷物，以期獲得90％這樣更高直鏈含量的淀粉。這些淀粉對人體消化有很強的抵抗作用，將會帶來更好的健康效果。
提供直鏈淀粉含量高的淀粉時出現一個問題，即已知的直鏈淀粉含量高的淀粉還有一個高凝膠化溫度。凝膠化溫度可以反映出加工這些食物所需的粉碎能量。所以，在正常條件下，把谷粒或面粉進行加工，使谷粒或淀粉制成食物需要更高的溫度。另外，直鏈淀粉含量更高的產品價格一般更高。同樣，從消費者的角度看，生產制成食品可能需要更長時間和更高溫度，或者把含有直鏈淀粉含量高的淀粉的面粉制成食物可能需要更長時間和更高溫度。因此，直鏈淀粉含量高的淀粉食物的供應處于一個重大的劣勢。
谷物，特別是大麥的另一種營養成份是β-葡聚糖。β-葡聚糖由通過β(1-4)和/或β(1-3)糖苷鍵結合的葡萄糖單元組成，不能被人體消化酶降解，使之成為一種合適的食用纖維的來源。β-葡聚糖能夠部分地被內生結腸細菌消化，這種發酵過程產生的短鏈脂肪酸(主要是醋酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽)對沿腸管和結腸排列的粘膜細胞有益。(Sakata and Engelhard Comp.Biochem Physiol.74a459-462(1983))
β-葡聚糖的攝取還可以取得提高膽汁酸的排泄量并因此降低血清膽固醇總量和低密度脂蛋白(LDL)水平以及降低冠心病危險的效果。類似地，β-葡聚糖通過減弱飯后血糖濃度的偏移而發揮作用。一般認為，這兩種效果都是以胃腸內物質的粘性的增加為基礎。
這些包含淀粉的食物的構成和這些淀粉與其他營養成份或別的成份的密切關系，對這些食物的營養價值或食物的制作或結構中的功能特性有重要的影響。
像改性淀粉或β-葡聚糖這樣的物質可以用于能提供一般不能由未改性物質提供的一種功能性的食物，而這種加工過程具有如下缺點或是改變其他有價值的成份，或是在改性過程中產生的不合需要的感覺。因此，最好是提供一些能以未改性形式用于食物的成份來源。
大麥類型MK6827屬于大麥種質系列(USDA-ARS全國小粒谷類作物種質研究機構，美國愛達荷州阿伯丁市831290)。MK6827的谷粒退縮，外殼的顏色鮮艷，呈細長的形狀。在發明家的手中，這種谷粒很難進行加工，其中包括非常地耐磨碎。MK6827谷粒的這些性能以前還沒有被確認，物種突變的本質也沒有確定，也被認為不能用來進行食品生產。

發明內容
本發明起因于大麥植物的SSII突變變種的分離和表征，該大麥植物的谷粒被發現含有一種淀粉，這種淀粉具有較少的支鏈淀粉含量，因而具有相對含量水平較高的直鏈淀粉，并因此提高了食用纖維的含量水平。
這一突變變種的谷粒和通過回交獲得某些遺傳背景的谷粒還含有含量已經提高了的β-葡聚糖。含量已經提高了的β-葡聚糖和形成含量高的食用纖維的抗性淀粉的結合被發明家們看作本發明的一大特色。
另外，人們發現至少在一些遺傳背景中源于這些突變變種的谷粒含有的淀粉有相對水平高的直鏈淀粉和低凝膠化溫度。這種淀粉在凝膠化作用的同時以及在此之后的低膨脹特性在某些食用食物加工應用中也具有優勢。
另外，源于這些突變變種的谷粒被發現包含的淀粉含有相對水平高的直鏈淀粉。所發現的直鏈淀粉的水平超過50％的淀粉含量，這種水平以前從未在源于大麥的未改性淀粉中被發現過。
突變變種的淀粉和源于突變變種的回交種類(就已被測試的回交而言)顯示出一種抗性淀粉。該抗性淀粉具有一種由下列一個或一個以上的具體物理特性指示的已改變的結構相對含量水平較高的直鏈淀粉、高β-葡聚糖含量引起的物理上的不易接近性、已改變的顆粒形態、以及與淀粉有關的脂質，該抗性淀粉還具有一種由下列一個或一個以上的特性指示的已改變的結構低結晶度、縮減的支鏈淀粉的鏈長分布和可觀的與淀粉有關的脂質。
另外，迄今為止，源于突變變種大麥植物的谷粒可以容易地應用于食品加工過程中。
一方面，本發明可以說是在于從一種大麥植物谷粒中獲得的淀粉，這種大麥植物具有較低的SSII活性水平，上述淀粉顆粒則因為降低了支鏈淀粉含量而具有含量很高的直鏈淀粉。
從另一更廣泛的方面，本發明可以說是在于從一種大麥植物中獲得的適合食品生產的一種谷粒。這種大麥植物具有降低了的SSII活性水平，上述谷粒中的淀粉則因為降低了支鏈淀粉含量而具有含量很高的直鏈淀粉。
從另一個更深更廣的方面說，本發明在于一種具有降低了的SSII活性水平的大麥植物。這種大麥植物能夠結出谷粒，所述谷粒中的淀粉則因為降低了支鏈淀粉含量而具有含量很高的直鏈淀粉，而所述谷粒本身適合食品生產。
換言之，本發明可以說在于編碼為SSII的大麥的蛋白質的一種離析出來的核酸分子。該核酸能夠在嚴格的條件下與SEQ ID NO 1.或攜帶所述核酸分子可復制重組載體的細胞進行雜交。更進一步說，本發明是一種能與SEQ ID NO 1.特定雜交的離析出來的核酸分子。


為了便于理解，本發明將提供一些參照例子進行描述。
圖1 在90％DMSO(二甲基亞砜)中的淀粉的HPLC(高性能液體色譜)分離測定的淀粉分子大小分布分析。
(a)喜馬拉雅(b)AC38(c)342(d)292圖2 顯示突變變種和母本品種的顆粒形態的圖片。(a)喜馬拉雅(b)AC38(c)292(d)Waxiro(e)342(f)坦坦加拉(g)MK6827(h)Sloop。顆粒的長度(L)，寬度(W)，厚度(T)的尺寸在照片(a)中用圖解說明。
圖3 采用熒光團輔助碳水化合物電泳(FACE)對各種突變變種和野生型淀粉的鏈長分布的分析。(a)正常化的鏈長分布(b)不同區的鏈長分布的對照。樣品有342(■)，292(●)，坦坦加拉(s)，AC38 ，MK6827(◆)和喜馬拉雅(+)。
圖4 大麥淀粉樣品的RVA分析。樣品有喜馬拉雅 Namoi(△)，AC38(○)，342()，292(▲)和MK6827(■)。縱斷面圖中使用的溫度曲線由一根連續的線條表示。
圖5 突變變種和野生型的X-射線衍射數據圖6 離析出來的大麥淀粉掃描的電子顯微照片。(a)喜馬拉雅(b)Waxiro(c)AC38(d)292(e)342(f)MK6827圖7 大麥染色體7H的位置圖，顯示nud1和sex6的位置相近(http//wheat.pw.usda.gov/)大麥形態基因，7H圖，作者Franckowiak JD。
圖8 292x坦坦加拉雙倍單倍體類型的種子尺寸和淀粉鏈長分布的關系。(+)組成的線條表示喜馬拉雅PCR，(○)組成的線條表示292 PCR。圖(A)，DP(聚合度)在6和11之間淀粉鏈的百分率劃分的種子長度與厚度之比；圖(B)，DP(聚合度)在6和11之間淀粉鏈的百分率劃分的種子重量。
圖9 源于栽培變種植物喜馬拉雅(Himalaya)的一種大麥SSII的cDNA序列(SEQ ID NO 1)。
圖10 來自(1)T.tauschii(二倍體小麥)，(2)大麥栽培變種植物Morex的SSII基因結構。粗線條表示外顯子，細線條表示內含子。每個樣品下面的直線表示基因序列所處的區域。點線表示來自內含子7的大麥SSII基因的區域，該基因還未經過排序，但根據PCR分析確定長度大約為3kb。
圖11 MK6827(SEQ ID NO 2)，Morex(SEQ ID NO 3)和292(SEQ ID NO 4)預知的SSII cDNAs，以及喜馬拉雅(SEQ ID NO 1)的cDNA序列對比。預知的序列通過鑒定存在于喜馬拉雅SSII cDNA中的染色體組序列所處的區域產生。ATG起始密碼子和野生型終止密碼子的表示方法和分別存在于MK6827(#)和292(&)中的額外終止密碼子一樣。
圖12 從大麥類型292(SEQ ID NO 7)，Morex(SEQ IDNO 5)，MK6827(SEQ ID NO 8)，喜馬拉雅(SEQ IDNO 8)中為SSII編碼的基因推演出來的氨基酸序列的對比分析。存在于292 and MK6827中的額外終止密碼子分別由符號(&)和(#)表示。
圖13 MK6827(SEQ ID NO 2)和292(SEQ ID NO 4)中的大麥SSII基因突變的位置。
圖14 對292突變的PCR化驗的進展和用途。(a)被ZLSS2P4和ZLBSSIIP5兩個引子放大的喜馬拉雅的SSII區域圖示。(b)被ZLSS2P4和ZLBSSIIP5放大的292的SSII基因區域圖示，顯示一個NlaIV點的缺失。(c)大麥經過消化后的NlaIV產物的瓊脂糖凝膠體電泳現象；列M；DNA標記梯，列1是MK6824，列2是喜馬拉雅；列3是坦坦加拉；列4是292；列5是342。
圖15 淀粉粒蛋白質的SDS-PAGE電泳現象。圖(A)中，8％的丙烯酰胺(37.5∶1 Acryl/Bis)SDS-PAGE凝膠體，用一種從小麥中產生的與純凈顆粒結合的SSII蛋白質相對的SSII抗體進行電吸和探測。圖(B)中，12.5％丙烯酰胺(30∶0.135 Acryl/Bis)，涂銀。確定質量的分子重量標準的遷移(單位為kd)于圖表的每一面表示。
圖16 DNA構成物的圖示用來規范大麥穩定轉變后的SSII表達。(1)核苷1至2972中的SSII基因(序列參見圖表9)插于視覺方向的啟動基因和終止基因之間。(2)核苷2972至1中SSII基因插于反定向覺的啟動基因和終止基因之間(序列參見圖表
9)。(3)二重構成物中，Morex SSII染色體組序列的大麥SSII基因(核苷1559和2851之間)的內含子3插于喜馬拉雅大麥SSII cDNA(圖表9中核苷363至1157)的外顯子2和3之間。
具體實施例方式
幾個定義糖血指標一種受試驗食物如白面包或葡萄糖對血糖濃度的偏移的效果的對比。糖血指標是測量有關食物對飯后血清葡萄糖濃度的效果一種量度標準，也是測量維持血糖動態平衡所需的胰島素的一種量度標準。
抗性淀粉沒有被健康人的小腸所吸收而是進入大腸的淀粉和淀粉消化產物的總和。因此，抗性淀粉不包括消化掉的和被小腸吸收的產物。
抗性淀粉可以分為四組。
抗性淀粉1，物理上難以獲取的淀粉這種形式的淀粉如存在于淀粉殘留在蛋白質或類似的胞間質內，或植物細胞壁內；或者存在于谷粒的不完全碾碎顆粒中，或冷凍后的豆科植物中。
抗性淀粉2，抗性顆粒這通常指粗淀粉，如產生于生土豆或綠香蕉的粗淀粉，以及一些豆類植物和高直鏈淀粉含量的淀粉中。
抗性淀粉3，退化淀粉這種淀粉產生于淀粉的熱/濕處理中或存在于如煮熟并冷卻的土豆、面包和脆玉米片等淀粉食品中。
抗性淀粉4，經過化學改性的淀粉這種淀粉的產生是由于化學改性，如替代或交聯的原因。這種形式的淀粉經常用于加工的食品中。
食用纖維在這里規定為沒有被健康人的小腸所吸收而是進入大腸的碳水化合物或碳水化合物消化產物的總和，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體。食用纖維意味著包含大腸微生物菌叢可發酵的至少是部分可發酵的碳水化合物。
膠凝作用指淀粉粒內部的分子順序的崩潰(瓦解)，同時伴隨著性質上不可逆轉的改變，如顆粒膨脹，微晶熔化，雙折射喪失，粘性增加以及淀粉溶解。
本發明源于對SSII突變變種大麥植物的分離和表征。根據發現，這種植物的谷粒所含的淀粉支鏈淀粉含量減少和由此產生的相對含量水平高的直鏈淀粉，并含有很高水平的食用纖維。
根據發現，這些突變變種植物具有許多理想的十分喜人的特點，而且已經證實與其雜交生成的其他各種各樣的基因背景仍然保持至少部分所述理想特點。
這種突變變種的谷粒和雜交生成的一些基因背景的谷粒具有額外的高水平的-葡聚糖含量，其所具有的-葡聚糖含量水平提高和食用纖維含量水平提高兩個特點的結合，被發明者們認為是本發明的特色。
此外，至少在一些基因背景里人們發現源于這些突變變種的谷粒所含的淀粉具有相對水平高的直鏈淀粉和低膠凝溫度。這種淀粉膠凝的膨脹特點有低膨脹的好處，這使得在一些食物和食物加工應用中具有優勢。
另外，源于這些突變變種的谷粒含的淀粉含有相對水平高的直鏈淀粉，超過淀粉含量的50％，這種水平以前從未在源于大麥的未改性淀粉中發現過。
根據對回交的測試，突變變種的淀粉表現出這樣一種抗性淀粉，該抗性淀粉具有一種由下列一個或一個以上的具體物理特性指示的已改變的結構相對含量水平較高的直鏈淀粉、高β-葡聚糖含量引起的物理上的不易接近性、已改變的顆粒形態、以及與淀粉有關的脂質，該抗性淀粉還具有一種由下列一個或一個以上的特性指示的已改變的結構低結晶度、縮減的支鏈淀粉的鏈長分布和可觀的與淀粉有關的脂質。
另外，迄今為止，從突變大麥植物的谷粒可以容易地應用于食品加工過程中。
源于這些突變變種的一種形式的谷粒含的淀粉具有相對水平高的食用纖維，尤其是直鏈淀粉和含量提高的β-葡聚糖。含量提高的β-葡聚糖和高食用纖維相結合，被發明者當作本發明的一個特色，同時是提供β-葡聚糖和抗性淀粉相結合的一個獨特的來源，至少在本發明廣泛的形式范圍內，不需將β-葡聚糖和可溶的食用纖維混合起來，也不需對組成成分作出改性。
據發明者所知，本發明的大麥植物是首次發現，在該大麥谷粒的抗性淀粉中，相對提高了直鏈淀粉的含量水平，相對提高了食用纖維的含量水平，也提高了β-葡聚糖的含量水平，其β-葡聚糖含量處于一般的β-葡聚糖含量的高位或者高于這個水平。β-葡聚糖含量更高的谷粒屬于蠟質表現型，因此它的直鏈淀粉水平低。
已知大麥中的β--葡聚糖含量的變化幅度很大，以大麥重量計算，在4％左右到18％左右之間的范圍，不過更普遍的是在4％到8％左右之間(Izydorcyk等人，2000農藝和食品化學雜志48，982-989；Zheng等人，2000谷物化學77，140-144 Elfverson等人，1999谷物化學76，434-438；Andersson等人，1999食品農藝科學雜志79，979-986；Oscarsson等人；1996谷物科學雜志24，161-170；Fastnaught等人；1996作物學36，941-946)。改良后的大麥品種已經研制出來，如Prowashonupana，所含β-葡聚糖的重量占15％左右到18％左右，但它屬于一種蠟質表現型。這些改良品種以SustagrainTM的名稱進行銷售，(ConAgraTM特殊谷類產品公司，美國內布拉斯加奧馬哈)。
本發明預期的β-葡聚糖含量水平可能依賴于遺傳背景，支鏈淀粉合成酶的活性在該遺傳背景中被降低。然而支鏈淀粉合成酶活性的降低又被認為能夠提升食用纖維的相對水平以及β-葡聚糖水平，食用纖維部分表現為直鏈淀粉。對于相對直鏈淀粉水平升高后β-葡聚糖水平的伴隨升高的一種解釋是，這種升高可能是胚乳減少后濃度效應的結果，也可能是通過由淀粉合成到β-葡聚糖合成的碳轉換，β-葡聚糖含量水平進一步升高。
這樣，大麥谷粒的β-葡聚糖比較適宜的含量是大于未脫殼谷粒重量的6％，甚至7％，最好是能超過8％，然而蠟質突變變種中的β-葡聚糖水平經測量高達15％到18％，而本發明大麥預期β-葡聚糖含量水平與蠟質突變變種相比可達同樣高的水平，甚至更高。
在第二種可取形式中，除了具有相對高的直鏈淀粉含量之外，大麥谷粒的凝膠作用溫度也更低(通過差示掃描量熱法測定)。在為用于例證的大麥所顯示的資料中，此凝膠作用溫度不只是在跟直鏈淀粉含量稍微升高的大麥所產生的淀粉相比時降低了，跟具有正常直鏈淀粉含量的淀粉相比時，凝膠作用溫度也降低了。因此本發明預期較低的凝膠化溫度既是相對于直鏈淀粉含量高的淀粉而言，也是相對于直鏈淀粉含量正常的淀粉而言，另外迄今為止，在遺傳背景中，已校驗的淀粉還有一個明顯特征，即在加熱的過剩的水中的膨脹性比其它所測試淀粉的膨脹性要低。
在第三種可取形式中，淀粉的直鏈淀粉水平高于淀粉含量的50％，在源自于大麥的非改性淀粉中，這種水平以前是從未有過的。
本發明的大麥淀粉相對直鏈淀粉含量很高，并且比SSII基因或其它淀粉合酶基因突變變種可以預料的含量高得多。SSII中的小麥突變變種導致直鏈淀粉水平約為達淀粉的35％。普通大麥谷粒淀粉中的直鏈淀粉含量大約為25％，當含量大大超過25％時(如30％)，淀粉中的直鏈淀粉含量可以認為被提高了。被認為是高直鏈淀粉的已知大麥的含量為35-45％。然而，本發明提供了直鏈淀粉含量大于50％的大麥，這在源自于大麥的非改性淀粉來說是一個前所未有的水平。
相對直鏈淀粉含量可能大于60％甚至70％。還可以指望它為更高水平，這樣就可能通過繁殖單個變異在其它植物中達到更高水平，此類水平接近90％。這樣本發明的直鏈淀粉水平可以大于80％，甚至大于90％。
在第四可取形式中，淀粉具有改變了的結構，這種結構改變產生了抗性淀粉。這可能因高直鏈淀粉含量而引起。抗性淀粉還可能由于β-葡聚糖處于一個較高的水平而產生，并且很可能由于β-葡聚糖跟淀粉粒的聯合而產生的保護作用，緊密的聯合潛在地為淀粉提供了保護作用，從而提供抵抗力，該抵抗力可能由RS1形式特征化，一定程度上不易消化。同樣道理，由V-復合結度測量的淀粉跟脂質的聯合也可能對抵抗性淀粉的水平有所作用。既然這樣，因為脂質的存在，淀粉變得難以接近，從而很可能產生抵抗性，因而這可能被看作是RS1淀粉。已經知道V復雜結構的退化淀粉極不易于消化，從而估計構成V復雜結晶結構一部分的支鏈淀粉也會極不易于吸收。由于淀粉粒結構，例示的大麥谷粒的淀粉可能難于吸收，從而可能有RS2淀粉。這些特性可能個別出現，也可能兩個或多個同時出現。
提高的食物纖維最少也可能部分地表現為抗性淀粉形式，該淀粉可能含有很高的以上提到的淀粉粒的直鏈淀粉。
直鏈淀粉相對含量可能大于60％甚至70％。還可望是更高水平，這樣就可能通過單突變繁殖其他植物以達到更高水平，此類水平接近90％。這樣本發明的直鏈淀粉水平可能大于80％，甚至大于90％。
可望大麥還能夠表達一種或多種直鏈淀粉合成酶或其它酶的活性水平改變，從而進一步提高直鏈淀粉的相對水平。這樣大麥可能攜帶另一種能夠進一步降低或改變支鏈淀粉生物合成的突變，或者攜帶能夠增加直鏈淀粉生物合成的突變或遺傳背景。例如，大麥可能顯示一種直鏈淀粉添加物基因型，如攜帶有amo1突變的大麥。此類植物的例子有AC38品種(即冰川號高直鏈淀粉)。
可以理解，在此所提到的直鏈淀粉的相對水平跟淀粉整體含量有關，因而淀粉剩余物可能主要是淀粉的中間型，或支鏈淀粉，或兩者的混合物。在所分析的大麥中，提高的直鏈淀粉水平是由降低的支鏈淀粉水平產生的，因而直鏈淀粉相對水平不是由提高的合成直鏈淀粉產生的。
已經知道β-葡聚糖具有減慢小腸中的消化作用的效果，只要有它和另一種食物成分存在即可。同樣地，已經知道跟淀粉粒緊密毗鄰的具有抵抗力的分子有助于掩蔽淀粉，并使其難以接近從而增強其抵抗性。因為跟脂質的結合使直鏈淀粉和其他形式淀粉的抗性水平得到提高，通過具有抵抗力的分子與淀粉粒的物理毗鄰性將進一步提高。這樣就大大增強了抗性淀粉的效果，并提供了由高β-葡聚糖水平產生的其它有益效果。
另外已經知道抗性淀粉及β-葡聚糖的有益效果有一個劑量反應，因而認為β-葡聚糖的提高水平加之抗性淀粉增強水平將增強對健康的好處。
至少是本發明可選形式的β-葡聚糖及抗性淀粉高含量水平的結合以前未被發現過，當然不是來自于一個沒有修改或凈化的來源，這樣本發明的這種形式為這些好處提供了單一的實用來源。
此淀粉的另一個可貴方面就是，盡管直鏈淀粉相對含量高，由差示掃描量熱法測量的凝膠作用溫度仍然很低。這和普通發現形成對比，即高直鏈淀粉趨向于具有較高的凝膠作用溫度，該溫度限制了利用高直鏈淀粉的淀粉的方法。在針對例示大麥所顯示的資料中，凝膠作用溫度不僅和直鏈淀粉含量稍微提高的淀粉相比降低了，而且跟具有正常直鏈淀粉水平的淀粉相比，凝膠作用溫度也降低了。同時，本發明的一個可取方面預期了相對于高直鏈淀粉淀粉具有較低的凝膠作用溫度，它還可以預期相對于具有正常直鏈淀粉水平的淀粉具有較低的凝膠作用溫度。對于高直鏈淀粉淀粉，加工方面需要更高的溫度及更多的能量輸入，這不僅需要較高成本，而且可能損害其它食物成分的功能性。同樣地，從最終消費者的角度來說，高直鏈淀粉淀粉食物還可能更不方便，因為準備時需要更高的溫度及更長的時間。這樣，例如，在本發明的這種可選形式中，現在可以提供一種產品如面條，需要向容器如茶杯中加入開水或熱水，而不需要再加熱一段時間，即可將抵抗性淀粉及其它有營養價值的成分提供給大腸。
這些淀粉的低凝膠溫度的主要作用體現在食物的低溫度要求以及食物粉碎的能量要求低。其必然結果是，食物加工及混合可在室溫下進行，然后對混合物進行加熱，低凝膠溫度還縮短了達到凝膠所需要的時間。另外，當溫度低于正常淀粉完全凝膠所需溫度時，本發明將比常規淀粉有更完整的凝膠。
凝膠能力的測定之一反映在由DSC(差示掃描量熱法)測量的熱性能上。DSC第一頂點(凝膠頂點)的開始可能低于53攝氏度，低于50攝氏度更好，最好是低于47攝氏度。第一頂點的開始可以看作是凝膠作用的開始。由大麥谷粒產生的淀粉第一頂點可能大約低于60攝氏度，低于55攝氏度更好，最好是低于52攝氏度。第一頂點的H(焓)可能低于3.5，低于1.0更好，最好是低于0.5。
包含本發明的淀粉的面粉的凝膠作用的另一發現是它們表現了較低的膨脹性。膨脹性典型的測量方法是把淀粉或面粉跟過剩的水混合，加熱升高溫度，通常大于90攝氏度。然后通過離心過濾法收集樣品，膨脹量用沉淀物的質量除以樣品干重的值來表示。源于蠟質的和普通的大麥的淀粉的膨脹量約大于5.5。由直鏈淀粉含量高的谷粒(AC38)制成的面粉的膨脹量大約為3.75。然而，所測驗的突變變種和雜交體的谷粒的膨脹量小于3.2，小于3.0的更多，但通常大于2。
在提高食物制備特別是含水食物制備中淀粉的含量時，凝膠作用的低膨脹性特別有用。在當前的情況下，它可能要用于升高溶膠或其它液體制備中的食物纖維的含量，對食物制備的輸送可能另有限制。
如果需要快速制備食物如方便湯，方便面等，此特性跟淀粉所顯示的降低的凝膠溫度相結合，就可以大大增強食物的營養效果。
假定凝膠溫度效果是谷粒胚乳中支鏈淀粉結構變化的結果，對該結構的度量方法之一就是由異淀粉酶去枝后的淀粉分子的鏈長分布(聚合程度)。例示SSII突變變種淀粉中的支鏈淀粉的鏈長分析顯示，在去枝后，它們的鏈長分布為5到60，比去枝后無突變變種所產生的淀粉的長度分配更短。鏈長更短的淀粉的分支頻率也將適當增加。這樣淀粉還可能有更短的支鏈淀粉鏈長分布。聚合度為6至11的淀粉鏈的比例可能大于25％，大于30％更好，最好大于35％。聚合度為12-30的淀粉鏈的比例可能低于65％，低于60％更好，最好低于大約55。聚合度為31-60的淀粉鏈的比例可能低于10％，低于8％更好，而且高于5％，最好是高于約6％。三種鏈長范圍比例綜合考慮更勝于單獨考慮，并可用于判斷一類淀粉是否符合本發明。
鏈長分布的降低很可能會造成更低的凝膠作用溫度。鏈長減小還被認為可以增強淀粉的器官感覺性，尤其是口感，這樣就可以達到更滑溜的產品。另外，支鏈淀粉鏈長減小還被假定可能降低支鏈淀粉退化的程度，這種退化對食物質量造成影響，例如，它被認為對面包老化起非常重要作用。
另外，例示淀粉中的淀粉結構又顯示出結晶度的變化，因為和從大麥中分離出來的普通淀粉相比結晶度降低了。當和降低了的支鏈淀粉鏈長分布相結合時，降低了的顆粒結晶度可能顯示凝膠溫度將會更低。淀粉降低了結晶度還被認為跟加強器官感覺性相關，而且更短的支鏈淀粉鏈長可以使滑溜的口感更好。這樣，由于一個或多個支鏈淀粉合成酶的活性水平降低了，淀粉可能還會表現出更低的結晶度。淀粉表現出的結晶度的比例可能低于約20％，最好是低于15％。
還有一種測量淀粉的性能的方法就是測量其粘性。通過使用快速粘性分析器(RVA)發現，本發明的淀粉的粘性和得自于大麥的普通淀粉，蠟質淀粉，及高直鏈淀粉的粘性大不一樣。這些測量是用粗面粉做的，淀粉的這種特性將在這些測量中占支配地位。普通及蠟質淀粉的最高粘性約為900到500RVA單位，已知的高直鏈淀粉的最高粘性大于200，而根據本發明大麥的最高粘性低于100，多數低于50，在有些植物中還只有10RVA單位。擅長此技術的人都能理解，引用的實驗單元參數及引用的結果都是用于通過RVA(快速粘性分析器)或類似的儀器如粘焙力測量器顯示這些淀粉的相對性能。
除了以上提到的結晶度，淀粉還可能由于淀粉以V綜合形式存在而表現出明顯特性。發明者認為這是第一次淀粉以這種形式和可感知的數量顯示在谷物的淀粉粒中。淀粉的這種形式通常跟退化的淀粉相關聯，尤其是在跟脂質有接觸的情況下。在本發明中，假定淀粉結構允許植物脂質和淀粉之間親密關系的形成，這就導致了V綜合結構。淀粉的這種形式還被認為具有保健效果，因為它降低了消化性，因而可能形成抗性淀粉。
其它結構形式也可以由脂質淀粉相互作用產生，且包括非結晶脂質淀粉聯合體。這樣本發明也可以說是在于，大麥植物中，由于一個或多個支鏈淀粉合成酶的活性水平降低了，該大麥植物在谷粒胚乳淀粉含量中展示了可感知數量的淀粉脂質聯合體。包含淀粉脂質聯合體的淀粉，包括那些表現V綜合結構的淀粉，通常對消化也有抵抗性，因而可以提高食物纖維的水平。表現淀粉脂質聯合體的結晶形式的結晶淀粉的比例最好是大于50％，大于80％更好。
具有V綜合形式的淀粉也可能不展示可感知數量的淀粉的A綜合形式。如果沒有A綜合形式，可能表明本發明淀粉的存在。還發現由本發明的谷粒制成的淀粉及產品的粘合溫度大大升高了。已知淀粉的粘合溫度低于70攝氏度，這適合于普通直鏈淀粉含量及高直鏈淀粉含量的淀粉。然而本發明的淀粉表明的粘合溫度高于75攝氏度，高于80攝氏度更好。要注意這些都是實驗式測量，相對于其它淀粉的測量法。
發現例示大麥的淀粉有大量的食物纖維及抗性淀粉，這種增長可能至少部分地是因為直鏈淀粉的相對含量水平高的結果，然而也可能有食物纖維的作用，由于淀粉脂質聯合體的存在，包括V型綜合結構，或因為直鏈淀粉或支鏈淀粉和β-葡聚糖的緊密聯合。同樣地，升高的β-葡聚糖水平也可能對食物纖維的升高起了重大作用。
所舉大麥的胚乳中的直鏈淀粉相對水平的升高十有八九是因為支鏈淀粉生成變化造成的，而支鏈淀粉的生成變化又是SSII酶的活性降低的結果。
具有上述編碼酶的基因中的突變可能會顯示出升高的直鏈淀粉含量，和/或降低的支鏈淀粉水平。如果只有支鏈淀粉合成降低了，淀粉會表現出相對升高的直鏈淀粉水平。
支鏈淀粉合成酶的活性降低可以通過相應基因內適當的突變或基因的調節序列來達到。基因被抑制的程度將在一定程度上確定所制出的淀粉的特性。作為大麥中的SSII突變，本發明的例示突變是截斷突變體，而且已經知道這些對淀粉的性質有重大影響，然而遺漏突變體也可能改變支鏈淀粉的結構，該遺漏突變體能有效降低支鏈淀粉合成酶活性以提供大麥的淀粉或顆粒中的有益特性。其它染色體重排也可能有效，包括缺失，倒位，重復，或點突變。
此類突變可以引入到想要的遺傳背景中，通過誘變有益品種，更可靠的是通過把突變變種和具有想要的遺傳背景的植物雜交，并進行適當數量的回交，以去除本不想要的母體背景。可通過對誘變植物進行篩選來實現突變分離。
分子生物法可作為傳統方法的替補選擇性方法。SSII序列呈現在此規格中。攜帶有想要的突變的載體以及可選擇的標志物可能被導入到組織培養植物或適當的植物系統中，如原生質體。對于突變已經被結合到染色體以替代現有的野生型等位基因的植物，可以使用適當的專用于突變及表型觀測的核酸探測器來進行篩選。單子葉植物(如大麥)的轉化方法以及源于原生質體或植物未成熟的胚胎的植物再生方法在此技術中非常有名，見Nehra提出的《加拿大專利申請2092588》，加拿大國家研究委員會提出的《澳大利亞專利61781/94號申請》，日本煙草公司提出的《澳大利亞專利667939》，和Monsanto(孟山都)公司提出的《國際專利PCT/US97/10621號申請》，其它方法在《WO99/14314專利說明》中作了描述。
除了使用突變，也可以采用其它知道的方法來改變支鏈淀粉合成酶的活性。這樣，例如，通過適當的反義分子的表達，可以干撓對支鏈淀粉合成酶進行編碼的單個或多個基因的轉錄和處理。這些可能基于在此為大麥SSII基因所說明的DNA序列。這些反義序列可用于結構基因或對基因表達及粘接活動進行控制的序列。這些序列在上文中已經提到。設計反義序列的方法在此技術中非常有名，可提供例子的有《美國5190131專利》，《歐洲0467349AI專利說明》，《歐洲0223399AI專利說明》，及《歐洲0240208專利說明》，在此根據它們提供執行反義技術的方法的情況把它們合成一體。在植物中導入及維護此類序列的方法已經出版，因而是已知的。
反義技術的變化就是利用核糖酶。核糖酶是帶有酶功能的RNA分子，可以在反義序列指定的位置切割其它的RNA分子。RNA切割妨礙目標基因的表達。參考文件包括《歐洲0321201專利說明》及《WO97/45545說明》。
另一個可能用到的分子生物方法就是共同抑制。共同抑制的機制不是很好理解，但它涉及把額外的基因復制放入到正常傾向的植物中。在有些情況下，額外的基因復制會干涉目標植物基因表達。對于執行共同抑制的方法，參考文件包括《WO97/20936專利說明》及《歐洲0465572專利說明》。
另一種可能用到的使用DNA序列的方法是雙鏈RNA中介基因抑制。在該方法中，DNA用于指引雙鏈RNA產品的合成。雙鏈分子的存在引發了植物防衛系統的反應，破壞了雙鏈RNA及來自于目標植物基因的RAN，有效地降低或消除了目標基因的活性。關于執行此技術的方法，參考文件包括《澳大利亞99。292514-A專利說明》及《WO99/53050專利說明》。
可以認為，本發明可能產生于使用分子生物方法降低兩個或兩個以上提到的基因的活性水平的結果。
一種被特別正視為高直鏈淀粉及高β-葡聚糖含量結果的重要產品是降低了糖血指數的低熱量產品。低熱量產品可能基于由碾碎了的顆粒制成的面粉的內含物。然而，人們也許希望首先對谷粒進行顆粒化加工，除去谷粒總重量的10％或20％，因此清除糊粉層，同時以更大的程度消除胚。顆粒化加工的效果是降低脂質含量，從而降低食物的熱量值。此類食物將可以充饑，增強腸胃健康，降低餐后血清葡萄糖水平以及脂質濃度，并提供低熱量食物。使用顆粒化產品將降低由糊粉層及胚提供的營養成分。由顆粒化產品制成的面粉很可能具有更好的外觀，因為這樣制成的產品總是看起來更白。
本發明的某些方面也來源于糊粉層和胚的結合以及高水平的食物纖維。特別是來源于存在于所給例子谷粒中的相對較高的糊粉層及胚。首先，大麥有比其它商業谷物高得多的糊粉層，這是因為它有三細胞糊粉層。其次，例子大麥顆粒會收縮，這就意味著胚乳數量減少，這就導致糊粉層及胚的相對數量增大。這樣在抗性淀粉輸送系統中的混合中，大麥就有相對高水平的特定的有益元素或維生素，包括二價陽離子(如生物可提供的Ca++)，維生素(如葉酸)，及抗氧化劑(如維生素E和生育三烯酚)。這樣，在為骨頭及其它鈣化組織的生長及沉積提供材料時就確定了鈣，從而降低了晚年得骨質疏松癥的危險。當葉酸只是以接近概念式的方式消耗時，它能夠針對神經管缺陷提供保護作用，降低心血管病的危險，從而提高抵抗性淀粉和β-葡聚糖結合的效果。葉酸還被認為能夠降低特定癌癥的風險。維生素E及生育三烯粉攜帶有抗氧化劑的好處，因而被認為能夠降低得癌癥及心臟病的風險，并且具有降低食物成分中不想要的氧化作用的效果，例如能導致臭敗的脂肪酸。當大麥顆粒或由其制成的產品的這種可選形式的這些成分和一種顆粒構成一種便利包裝時，碾磨過的產品的一種特殊形式可能就是糊粉層包括在碾磨過的產品之中。可能采取特殊的碾磨方法以提高碾磨過產品中的糊粉層的數量。此類方法在Fenech以及其他人((1999)J Nutr 1291114-1119)中提到。這樣，源于碾磨過的或其它形式加工的谷物的任何產品都將包括糊粉層和胚，從而具有額外的營養成分，而不需要從其它來源再向產品加入這些元素。
要知道，本發明的大麥植物是具有更適合于生產食物，尤其適合于商品食品生產的谷物。這種生產可包括面粉或其它用于商品食品生產的配料產品。低一級的用途是其含量大約12％或超過15％的淀粉。或者，這種生產類似地包括可把谷物磨成粉；因此，雖然大多數形狀的谷物均可磨成珠狀大麥產品，而某些谷物的結構則特別不適合磨成粉。影響谷物的商業加工品種的另一個特點是，生產出來的產品會變色。因此，谷物的表皮或其它部分明顯地顯色，比如紫色，而這些與產品混在一起，并限制其適當的商業應用，比如，其帶顏色的粗面粉用作面包的配料。一般來說，無皮的大麥用起來也更方便，因為，大麥谷物上的表皮給谷物加工造成更大的困難。提高大麥植物的價值的另一個方面是，從谷物中提取淀粉，而提取率越高，越有用。谷物的形狀是影響谷物的商業用途的另一個特征，而谷物的形狀可影響加工難度，或使其很難磨成粉。例如MK6827的谷粒形狀異常地長，以至于很難磨成粉或加工。這種拉長的形狀及其可用性的簡便的量度標準是谷物的兩個形態特征長度與其厚度的比例(L/T比例)。該比例往往由淀粉的特性決定。發明人發現，MK6827所具有的L/T比例大于6。因此，所篩選的具有突變變種SSII基因的大麥植物的L/T比例在大約4至5的范圍之內，盡管預計其范圍擴大到更大的比例，也許到小于5.8或至少5.5之后，仍可使用。
理想的基因背景將包括考慮商業收益及其它特性。這種特性可包括是否要冬季或春季大麥品種，農耕性能，抗病能力及對非生物性壓力的抵抗能力。在澳大利亞，人們可能要斯魯普(Sloop)、斯庫尼爾(Schooner)、魁北克(Chebec)、弗蘭克林(Franklin)、阿拉派爾斯(Arapiles)、坦坦加拉(Tantangara)、加里恩(Galleon)、蓋爾德尼爾(Gairdner)或皮考拉(Picola)等大麥雜交栽培變種。上述品種適合于澳大利亞產區，而其它品種適合其它產區。
要想獲取更大的收益，就需要更飽滿的谷粒，而本項發明的某些效益也可由此獲得，例如，生產直鏈淀粉含量高的淀粉或改變鏈條長度分布的淀粉。而本項發明的其它方面，則可通過不飽滿的谷粒得到更好的實現。由于不飽滿的谷粒中，糊粉層或胚與淀粉之間的比例可能更高，所以，可提供糊粉層的有效組成成分含量更高的大麥面粉或其它產品。這種糊粉層含量高的產品可能具有更高的葉酸等維生素含量，或者更高的鈣等礦物質含量，而這些維生素和礦物質與更高的抗性淀粉含量和/或更高的β-葡聚糖含量相結合，就可提供配合的效果，例如在大腸中促進礦物質的吸收等。
為了使直鏈淀粉達到最大數量，也可以使大麥植物具有其它的補充顯型特征，以便降低一個或多個支鏈淀粉合成酶的活性，使其遺傳背景具有更高的直鏈淀粉顯型，例如AC38中的amo1變種(因果基因未知)和蠟質變種(例如瓦克希羅品種中的變種)。另外，在因果基因不詳的其它收縮胚乳大麥突變變種中可進行雙重突變。
進而，本發明還在于所述大麥的谷粒。
本項發明還包括經過加工的谷粒，其中包括磨成粉、磨碎、粗磨、顆粒化或碾軋的谷粒，以及在加工過程中所獲得的其它產品和上述完整的谷粒。這些產品可用于各種食品，例如面包、蛋糕、餅干等含有谷粉的產品，或濃縮濟等添加劑，或制成麥芽或其它大麥飲料、面條和方便湯。
本項發明也可包括從上述大麥植物的谷粒中分離出的淀粉。淀粉可通過已知的技術分離出來。
本項發明的一個優點是提供具有特殊營養的一個或多個產品，而且不需要對大麥谷物的淀粉或其它成分進行改性。
但是，也可能有必要改變谷粒的淀粉、-葡聚糖或其它成分，本項發明中包括這些改性內容。
改性方法采用已知的方法，包括用傳統的方法提取淀粉、-葡聚糖或其它成分，以及將淀粉改性，使其具有所要的抵抗性。
因此，淀粉或-葡聚糖可單獨或多重地通過選用的處理方法來改性，這種處理包括而且不局限于熱和/或水分處理、物理處理(例如球磨粉)、酶處理(例如采用或-葡聚糖、pullalanase等)、化學水解(用液體或氣體試劑弄濕或弄干)、氧化、雙官能的試劑的交叉結合(例如三偏磷酸鈉、氯氧化磷)，或羧基甲基化。
例示大麥谷粒中的食物纖維含量并不只是因為相對提高了胚乳直鏈淀粉含量而提高。其首要原因是，高含量的-葡聚糖對食物纖維含量的影響很大。-葡聚糖與淀粉顆粒的結合也很可能具有保護作用，其結合密度對淀粉具有潛在的保護作用，以至于像RS1的結構特性具有抵抗性，使其無法消化。其次，通過V-復合結晶測量的淀粉-脂質的結合也很可能具有抵抗性的碳水化合物。在這種情況下，抵抗性很可能是由于脂質的存在所引起的物理上的不易接近性而產生的，并由此可斷定一個RS1淀粉。因此，具有V-復合結構的退化淀粉對消化具有很高的抵抗性，并由此預計，構成具有V-復合結晶結構的淀粉粒的部分的支鏈淀粉提高了消化抵抗性。再次，例示大麥植物的淀粉可能由于其淀粉粒結構中具有RS2淀粉而對消化具有抵抗性。
雖然對本項發明的各個方面進行了各種說明，但是，本項發明還在于上述兩個或更多方面的結合。
實例1背景高級植物胚乳中的淀粉合成是通過一組酶來完成的，其過程共分4個關鍵性的步驟。第一步，ADP葡萄糖通過從G-1-P和ATP的ADP葡萄糖的合成來激活淀粉的單體前體。第二步，被激活的葡萄糖供體ADP葡萄糖通過淀粉合成轉化成預先存在的1-4聯接的非還原性末端。第三步，淀粉分叉酶通過1，4聯接的葡萄糖的一個區域的分裂而產生分叉點，進而從分裂鏈條轉化成受體鏈條，形成一個新的1，6聯接。最后，遺傳學研究表明，在高級植物中，淀粉去枝酶對淀粉的正常數量的合成是最為重要的，但是，去枝酶的作用機理尚未得到解答(麥爾斯等，2000)。
高級植物的正常淀粉粒合成顯然需要上述4種活動，而在高級植物的胚乳中發現了這4種活動的每一種的多重異構體，每一個異構體在突變分析上(王氏等，1998；布里恩等，1998)或通過轉基因方法的基因符號的變化上(阿貝爾等，1996；喬布林等，1999；斯科沃爾等，2000)所起的作用是不同的。但是，每一種活動中的每一個異構體對淀粉的生物合成所起的準確的作用尚不可知，也不知道其作用在不同物種之間的區別有多大。在谷類的胚乳中，存在兩種ADP葡萄糖熱磷酸化酶異構體，一個在淀粉質里，另一個在細胞質里(德尼爾等，1996；陶爾波喬爾森等，1996)。每一種異構體均有兩個分支形態。玉米的收縮突變變種(sh2)和易碎突變變種(bt2)各自代表大小分支的變異(基羅茲和哈納，1994)。在谷類的胚乳中發現了4類的淀粉合成，一個專門位于淀粉顆粒里面的異構體、顆粒范圍的淀粉合成(GBSS)、介于顆粒與可溶性部分之間的兩種形式(SSI，李氏等，1999a；SSII，李氏等，1999b)和完全位于可溶性部分的第四種形式，SSIII(曹氏等，2000；李氏等，1999b；李氏等，2000)。據顯示，GBSS是直鏈淀粉合成的基本要素(蘇爾等，1983)，而SSII和SSIII中的突變可改變支鏈淀粉結構(高氏等，1998；克雷戈等，1998)。SSI活動所起的突變作用尚無描述。
谷類的胚乳中表現出三種形式的分支酶，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；米朱諾等，1992；孫氏等，1997)。在玉米和水稻中，高直鏈淀粉顯型已顯示出BEIIb基因里的變異結果(包耶和普雷斯，1981；米朱諾等，1993)。在這些突變變種中，直鏈淀粉含量顯著地提高，而剩余支鏈淀粉的分支頻率卻減少了。另外，定義為直鏈淀粉和支鏈淀粉之間的“中間體”的物質明顯地堆積了(包耶等，1980；塔克達等，1993)。明確說明BEIIa和BEI的突變尚無描述，盡管在馬鈴薯中，僅僅BEI的降低會引起淀粉結構的極微影響(費爾普斯等，1996)。但是，在馬鈴薯中，BEII和BEI的降低的結合比單單BEII的降低產生更高的直鏈淀粉含量(斯科沃爾等，2000)。在高級植物中，存在兩種類型的去枝酶，其定義是基于其酶作用物特性、異淀粉酶類型去枝酶和pullulanase類型去枝酶做出的(麥爾等，2000)。玉米和水稻中的Sugary-1突變與缺少兩種去枝酶有關(詹姆斯等，1995；庫伯等，1999)，但是，其因果突變圖的位置與異淀粉酶類型去枝酶基因相同。在衣藻sta-7突變(謀伊勒等1996)，玉米Sugary-1突變的相似體中，只有異淀粉酶的活性降低了。
在大麥淀粉結構中的已知的變種與玉米的變種相比是有限的。最具特色的突變是叫做AC38的蠟質高直鏈淀粉突變。也培育并分析了雙突變變種(斯肯德爾梅爾等，1992；富士田等，1999)。對淀粉結構及特征(促察驕瓦斯卡等，1992；斯肯德爾梅爾等，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；皮爾森和克里斯蒂爾森，1997；瓦山坦和巴蒂，1998；促察驕瓦斯卡等，1998；宋氏和簡，2000；安德里夫等，1999；Yoshimoto等，2000)和谷物特征(斯萬森，1992；阿克卡斯，1979；奧斯卡爾森等，1997；奧斯卡爾森等，1998；安德森等，1999；埃爾夫佛森等，1999；巴蒂，1999；鄭氏等，2000；伊基多爾基克等，2000；安德森等，2000)都進行了廣泛的變種特性報告，并對突變變種在動物飼料中試驗(薛氏等，1996；牛曼等，1978；卡爾佛特等，1976；維爾森等，1975；山德伯格等，1998；伯格等，1999)，人類食品(斯萬森等，1995；法斯特諾特等，1996；皮爾森等，1996；坡默蘭茨等，1972)和人類營養(坡默蘭茨，1992；格蘭菲爾德等，1994；奧斯卡爾森等，1996；阿克伯格等，1998)中的應用進行了研究。
在本實例中，我們從大麥中分離出了神奇級別的高直鏈淀粉突變變種。該突變變種品種所具有的直鏈淀粉含量(65％-70％)超過那些已知的高直鏈淀粉突變變種冰川(AC38)(45％-48％)(沃爾克等，1968)，而且具有淀粉分支頻率提高的支鏈淀粉結構的淀粉，這與玉米的直鏈淀粉擴展突變變種相關的分支頻率的減少形成對照(塔克達等，1993)。
對本項發明的突變變種的谷粒和淀粉特性進行了具體的研究并繪制了因果突變圖。分離出的變種與已知的大麥收縮突變變種sex6是等位基因的，而且顯示因果突變位于淀粉合成II基因里。這一突變的結果為淀粉的生物合成過程提供了新的提示，并顯示不同物種的具體基因中的突變對淀粉結構有什么不同的影響。
材料及方法突變的誘發及篩選無皮大麥品種“喜馬拉雅”是根據茲瓦爾和山德勒(1995)的方法，用疊氮化鈉誘發突變的。變化谷物形狀的品種是根據格林等(1997)的方法選擇的。根據格林等(1997)的方法識別并保留了總計75個具有收縮胚乳顯型的品種。
淀粉的分離淀粉采用斯庫爾曼等(1991)的方法從大麥谷物中分離出來。
直鏈淀粉的確定方法直鏈淀粉/支鏈淀粉比例的確定是根據巴鐵和克爾廷(1996)描述的方法，采用HPLC方法進行去枝淀粉的分離，并采用了碘控制方法。直鏈淀粉/支鏈淀粉比例的分析是根據凱斯等(1998)的方法，通過分析非去枝淀粉方法進行的。
淀粉含量的測定淀粉采用大酶(Megazyme)(布雷，科維克樓，愛爾蘭共和國)所提供的總淀粉分析工具包來確定的。
蛋白質含量氮采用凱氏法確定，蛋白質含量采用5.7的系數來計算。
β-葡聚糖含量β-葡聚糖采用大酶(Megazyme)(布雷，科維克樓，愛爾蘭共和國)所提供的工具包來確定的。
淀粉鏈長度分布淀粉根據默來爾等(1998)的方法，采用熒光團輔助碳水化合物電泳(FACE)，用毛細管電泳進行去枝和鏈條長度分布分析。
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膠化采用一個Pyris1差別掃描熱量儀(坡爾金 埃爾瑪，美國挪斯沃克CT)進行測量。淀粉按2份水∶1份淀粉的比例用水攪拌，將混合物(40-50mg，精確稱重)放置在不銹鋼鍋里，然后密封鋼鍋。樣品從20℃至140℃，按每分鐘10℃進行掃描，并與空的不銹鋼鍋進行了比較。采用Pyris軟件確定了膠化溫度和熱函。
RVA分析粘度采用快速粘度分析器(RVA，新港科學Pty有限公司，悉尼沃利武德)，用巴鐵等(1997)報告的粗面粉條件進行測量。為了抑制-淀粉酶，在所有的化驗中都加入了濃度為12mM的硝酸銀。所測量的參數為高峰粘度(熱面團的最高粘度)、保持粘度、最終粘度和面團溫度。另外，計算了下降粘度(高峰粘度減去保持粘度)和反彈粘度(最終粘度減去保持粘度)。
面粉的膨脹面粉的膨脹量是根據科尼克-羅斯等(2001)的方法進行確定的。
X-射線數據X-光衍射數據是采用標準工藝(布里恩等，1998)收集的。
電子顯微鏡掃描用Joe1 JSM 35C儀器進行了電子顯微鏡掃描。對純化的淀粉進行了鍍金噴涂，并在室溫下以15kV進行了掃描。
雙單倍體的生產從292與坦坦加拉(澳大利亞阿德來得維特學院的P戴維斯博士的Hordeum culgare cv Tantanjara)之間和342與坦坦加拉之間的雜交所產生的F1植物中生產出了雙單倍體。
關系分析用Map Manager計算了遺傳關系數據。
大麥cDNA庫的建立從開花10、12、15天后的大麥胚乳組織中分別收集了5毫克的polyA+mRNA，用來進行按照規定(“生命技術”)的cDNA合成。NotI-(dT)18引子(Pharmacia Biotech)用于第一步的cDNA合成。在cDNA與NotI接合并產生大小分別(SizeSep 400 spun Column ofPharmacia Biotech)之后，將雙鏈cDNA與SalI-XhoI接合濟(Stratagene)軋接并克隆到ZipLox(“生命技術”)的SalI-NotI臂上。扎接的cDNA用GigapackIII黃金包裝提取物(Stratagene)進行包扎。用E.coli的Y1090(ZL)應變測試的文庫滴定度為2×106pfu。
用PCR克隆大麥淀粉合酶II的具體cDNA區域為了篩選大麥的cDNA文庫，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(基因庫，接入號AF155217)的核苷位1,435和1,835之間區域來引發的。
放大采用了一個FTS-1熱定序器(科貝特，澳大利亞)，95℃中1次循環2分鐘，95℃中35次循環30秒，60℃中1分鐘，72℃中2分鐘，25℃中1次循環1分鐘。碎片wSSIIp1克隆到一個pGEM-T矢量(Promega)里。
大麥cDNA庫的篩選對從大麥變異系數(cv)喜瑪拉雅的胚乳的RNA中建立起來的cDNA文庫，采用已描述過(拉合曼等，1998)的347-bp cDNA碎片wSSIIp，在雜交條件下進行了篩選。通過50％甲酰胺，6×SSPE，0.5％SDS，5×Denhardt’s，和1.7μg/mL鮭魚精子DNA，在42℃進行16小時雜交，然后在65℃下進行3洗×2×SSC(含0.1％SDS)，每次洗1小時。
大麥基因組庫的篩選基本按照顧布勒等(2000)描述的方法，采用大麥SSII cDNA作為試樣建立并篩選了大麥(大麥變異系數(cv)Morex)基因組文庫。
基因組克隆的定序Morex SSII基因亞克隆到質體矢量里并進行了定序。292和MK6827基因采用根據Morex順序設計的引子，通過基因重疊區域的PCR放大進行定序。PCR碎片要么直接定序，要么進行亞克隆之后，從質體定序。
表達區域的識別參考喜瑪拉雅的cDNA順序和Morex基因組順序，定義了預計存在于cDNA里的292和MK6827基因組順序的區域。
SSII基因中G至A的突變的PCR分析設計了放大292中識別的含有G至A的轉移突變區域的PCR引子。該引子的順序是ZLSS2P4(CCTGGAACACTTCAGACTGTACG SEQ.ID.NO 11)和ZLBSSII5(CTTCAGGGAGAAGTTGGTGTAGC SEQ ID NO 12)。采用一個FTS-1熱定序器(科貝特，澳大利亞)，95℃中1次循環2分鐘，95℃中35次循環30秒，60℃中1分鐘，72℃中2分鐘，25℃中1次循環1分鐘。
大麥胚乳蛋白的SDS-PAGE分析從成熟過程中和成熟的大麥和小麥胚乳中提取了淀粉，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-巰基乙醇的0.5毫升提取緩沖濟，從20毫克的干淀粉中提取了淀粉粒蛋白。經過煮10分鐘的膠化之后，每一道上放置15毫升的上層清液來進行離心分離，并收集了淀粉。
雙單倍體的生產從292與坦坦加拉(澳大利亞阿德來得維特學院的P戴維斯博士的Hordeum culgare cv Tantanjara)之間和342與坦坦加拉之間的雜交所產生的F1植物中生產出了雙單倍體。
逆交策略292和Hordeum vulgare cv Sloop之間進行雜交而產生F1種子。對F1種子長出的植物進行近親繁殖來產生F2種子的種群。采用PCR化驗，測試F2種子長出的植物，而同型結合成292突變的植物與Sloop(BC1)進行逆交。從BC1中產生的F1植物又用PCR測試，挑選了同型結合成292突變的植物，并與Sloop(BC2)進行回交。從BC2長出的F1植物又一次進行PCR分析，并挑選了同型結合成292突變的植物。這些植物要么進行近親繁殖以便產生BC2F2種群，要么與Sloop(BC3)進行再次雜交。從BC3中產生的F1植物再一次進行PCR分析，并挑選同型結合成292突變的植物。這些植物進行近親繁殖以便產生BC3F2種群。這些種子長出的植物進行了PCR測試，挑選了同型結合成292突變的植物，用作單一種子系和種子擴大。
結果突變變種的選擇茲沃(Zwar)和禪德勒(Chankler)已報告(1995)了用疊氮化鈉從無殼或無皮大麥品種“喜馬拉雅”中導出各種突變變種的辨別方法。發明家們辨認出了一組75種收縮的谷物突變變種，而收縮的種子中，淀粉的直鏈淀粉含量是用HPLC(圖1)來確定的。兩個種類，292和342，發現各自含有71％和62.5％的直鏈淀粉含量(圖1)。292和342的直鏈淀粉含量明顯高于以前特性良好的AC38種類(直鏈淀粉47％，見圖1)。這項研究明確說明292和342表現出的奇高的直鏈淀粉表現形態的基因基礎，并說明谷粒和淀粉結構及功能上的因果突變結果。
谷粒特性谷粒大小及形態
谷粒重量和形態上的突變結果是顯著的(表2)。谷粒重量從母種“喜馬拉雅”的51毫克減少到292的32毫克和342的35毫克。突變變種保留了野生品種的長度和寬度，但相比之下，變得扁平(從喜馬拉雅的2.82毫米平均厚度變成292的1.58毫米和342的1.75毫米)，而且中央部分基本不飽滿。圖2表示突變變種和野生品種谷粒的照片。其大小采用常規方法測量的，圖2中顯示谷粒長度(L)，最寬點的谷粒寬度(W)和厚度(T)。谷粒長度(L)與厚度(T)之間的比例有助于辨別物種突變，發現292或342物種突變的種子一般具有的值＞3.5，而非突變變種大麥的值＜3.5。
谷粒成分突變變種的淀粉含量從喜馬拉雅的49.0％減少到292的17.7％和342的21.9％(見表1)。谷粒總重量中的淀粉重量的減少以提供谷粒的非淀粉總含量，表明淀粉含量的損失相當于谷粒重量的損失，喜馬拉雅、292和342的非淀粉重量分別為26.0、26.3和27.3毫克。
292和342的蛋白質含量比母種喜馬拉雅提高了(表1)，而這一結果是由于谷粒損失淀粉引起的，而不是由于每一穎果的蛋白質合成的提高引起的。
292和342突變變種的β-葡聚糖水平也提高了，而且從淀粉含量的減少(表1)的結果所預期的要高。在兩種情況下，每穎果的β-葡聚糖含量提高了約20％，這可能表示一小部分碳從淀粉合成轉移到了β-葡聚糖的合成。
淀粉成分及功能直鏈淀粉及支鏈淀粉含量直鏈淀粉的含量是用兩種技術確定的，第一種是90％(v/v)DMSO(二甲基亞砜)中的尺寸排除法，第二種是碘藍色值法。用兩種方法確定的直鏈淀粉含量很接近，HPLC(高性能液體色譜)數據列在表1中。
從突變變種和野生品種的谷粒重量和直鏈淀粉含量數據中，可以算出每粒中淀積的直鏈淀粉數量。該分析表明，每粒的直鏈淀粉從喜馬拉雅的6.2毫克/穎果減少到292的4.0毫克/穎果和342的4.8毫克/穎果。相比之下，每粒穎果的支鏈淀粉合成顯著減少，從喜馬拉雅的18.7毫克減少到292的1.6毫克和342的2.9毫克。
鏈長分布經異淀粉酶去枝的淀粉鏈長分布采用熒光團輔助碳水化合物電泳(膜面)進行。292、342突變變種和喜馬拉雅的鏈條長度分布列在圖3a中。圖3b表示一個差別圖表，其中292和342突變變種的標準化鏈條長度分布是從喜馬拉雅的標準化分布中減去的。從DP6-11，DP12-30和DP31-65中算出的鏈條長度百分比列在表3。292和342突變變種的鏈條長度分布有明顯的變化，以致于DP6-11的區域中比DP12-30有更高的鏈條百分比。
差示掃描量熱法測定采用差示掃描量熱法測定方法研究了突變變種的膠凝溫度，并將數據列在表4。292和342所產淀粉的膠凝溫度在膠凝最高峰的開始、最高峰及最終溫度方面都明顯比喜馬拉雅低。292和342突變變種的膠凝最高峰的熱函也明顯低于野生品種。292和342突變變種的直鏈淀粉/脂質最高峰開始溫度也降低了，但是，熱函卻提高了，與突變變種的直鏈淀粉含量的提高相一致。
依據RVA的淀粉粘性為了觀察糊狀粘性，進行了大麥粗面粉樣品的RVA分析。以前的研究已表明，粗面粉樣品的分析與分離的淀粉的分析緊密相關(貝蒂等，1997)。分析顯示，所研究的大麥基因型之間存在著較大的差異(見表5和圖4)。含有野生品種淀粉的喜馬拉雅和納莫伊兩種大麥品種顯示出了典型的RVA曲線，有一個突出的粘性高峰，其次是粘性下降到固定的強度，最后，隨著溫度的下降，粘性提高到最終粘度。與一般觀察到的大麥淀粉一樣，野生品種淀粉的最終粘度相當于，或低于高峰粘度(表5)。在AC38中，得到了突出的高峰粘度，但是，由于該品種的高直鏈淀粉含量，所以，所得到的最終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線。沒有得到與其它大麥淀粉的高峰粘度相應的明顯的粘性初始提高，因此，無法計算細分值。表5所列的292、342和MK6927的高峰粘度值是喜馬拉雅(Himalaya)高峰粘度時所記錄的粘度。與其它粗面粉樣品相比，292、342和MK6827的粘度是在整個分析過程中一直提高，直到最終粘度。如果根據淀粉含量進行標準化，292和342的淀粉具有很高的最終粘度(見圖5)。
膨脹性是測量面粉和淀粉特性的方法，用以探索材料接觸熱和過剩的水分時的表現。通過在規定溫度下，把樣品與水攪拌成膠狀材料前后，對其分別稱重來測量其增加的吸水量。分析表明，控制樣品喜馬拉雅和坦坦加拉(Tantangara)膨脹至干燥重量的6至8倍，相比之下，292和342只膨脹至干燥重量的2-3倍(表9)。
結晶性通過X-射線結晶照相，進一步研究了淀粉的結構(見表6)。喜馬拉雅(Himalaya)顯示了預期的谷物淀粉的圖案，具有占優勢的“A”型結晶性，而AC38和瓦克希羅(Waxiro)都顯示了很相似的X-光衍射圖案，只不過AC38的結晶性水平較低，而瓦克希羅(Waxiro)的結晶性水平較高。292和342突變變種的X-光衍射圖案則變成V型和B型的混合型。除了衍射圖案的變化之外，292和342突變變種的結晶數量急劇下降，分別為9％和12％。這與292和342淀粉的低支鏈淀粉含量相一致。
顆粒形態用電子掃描顯微鏡觀察了淀粉的顆粒形態(圖6)。喜馬拉雅(Himalaya)(圖6，A欄)，臘質大麥(Waxiro，圖6，b欄)和AC38(圖6，c欄)的顆粒大小和形狀與以前發表的正常大麥品種的淀粉顆粒觀察相一致。突變變種292(圖6，d欄)，342(圖6，e欄)和MK6827(圖6，f欄)的“A”型淀粉顆粒形狀發生了明顯的變化，與正常大麥光滑的小扁豆似的形狀相比，其顆粒表面變得復雜。
食物纖維按照AOAC程序，進行了食物纖維分析，發現292和342具有增加的食物纖維，增加的食物纖維是由于不能溶解的食物纖維的增加所導致的，而不是由于可溶性食物纖維的增加所導致的(表1)，這與食物纖維為抵抗性淀粉和β-葡聚糖相一致。值得注意的是，食物纖維的這種測量方法是化學確定方法，從營養學的角度看，與生理學的方法相比更加清楚。
突變變種的基因基礎分離比率大麥品種的突變雜交不顯示收縮的292和342胚乳顯型，證明突變是直接的逆行突變，顯示異型雜交種群的F2種子的收縮率為3∶1(正常∶收縮)，而沿著單異型雜交發展的雙單倍體種群種子的收縮率為1∶1(正常∶收縮)(見表6)。正常的定義為種子的L/T(長度/厚度)＜3.5，收縮的定義為種子的L/T＞3.5。
突變變種的等位基因特性通過292和342的雜交后代的分析，292和342的突變顯示出具有等位基因。通過逆向雜交得到的所有F1種子的谷粒重量和形狀都在母系292和342品種的大小及形狀范圍之內，卻在母系喜馬拉雅(Himalaya)種子的大小及形狀范圍之外。另外，通過292×342 F1植物得到的所有F2種子均表現出了292和342突變變種的典型的收縮種子顯型。
大麥種質集(USDA-ARS，國家小谷物種質研究機構，美國愛達荷州83210，阿伯迪因)中所找到的收縮谷粒突變變種系列的谷粒形狀和淀粉特性的分析表明，具有sex6突變的品種MK6827(BGS31，也稱GSHO2476)顯示了一組與292和342突變很相似的淀粉和谷粒特性。292和MK6827之間進行雜交之后，所有的F1谷粒在谷粒重量和收縮種子顯型方面均顯示出了典型的292顯型。292×MK6827 F1植物所得的F2種子均顯示出了L/T比例＞4的收縮的胚乳顯型。相比之下，292和商用大麥栽培突變斯魯普(Sloop)雜交所得的F2種子產生了兩種方式的分布，收縮和飽滿的種子變異比例為3∶1(表6)。292與其它5種收縮胚乳顯型(BGS 380，收縮胚乳4，7HL(扎維等，1975)；BGS 381，收縮胚乳5，7HS(扎維等，1975)；BGS 382，sex1，6HL(埃斯里克和萊斯，1976)；BGS 396，收縮胚乳6，3HL(拉馬智和埃斯里克，1975)；BGS 397，收縮胚乳7，未繪制，(拉馬智和埃斯里克，1975))之間雜交所得的F1種子均產生了飽滿谷粒形狀。基于此，可認定292、342和MK6827突變為等位基因的，而基于以前發表的sex6位置圖，292和342突變預測為大麥染色體7H的短臂，從著絲點約4cM(尼茨維塔夫，1990；尼茨維塔夫和克里斯丁科夫，1993；比亞謝夫等，1986；尼茨維塔夫，1992)。
連鎖分析通過292與擁有90個后代品種的商用大麥品種坦坦加拉(Tantangara)之間雜交，產生了雙單倍體種群(表8)。
這些品種按種子形狀(飽滿或收縮)，依據膜面的鏈條長度分布(具有DP6-11的鏈條的百分比)，種子外部(裸的或去殼的)，以及PCR標記(見下)做了記錄。其數據列在表8。在這一種群中，收縮的種子特性和292的膜面分布準確地發生了相同變異，這與谷粒大小和形狀的變化是淀粉堆積變化的結果的預期是相同的。特性的相同變異在圖8中列出。A欄表示淀粉鏈條長度(用DP6-11之間的鏈條百分比列出)與長度比厚度的比例之間的關系。打開的圓圈表示具有292突變PCR標記的品種，十字型表示具有野生品種PCR標記的品種。這兩個品種之間，存在明顯的區別。圖8的B欄表示淀粉鏈條長度與種子重量之間的關系，并表示突變的種子重量比長度對厚度的比例更難辨別。
大麥有沒有皮取決于位于染色體7H的nud部位，而由于坦坦加拉(Tantangara)為有皮大麥，而292為無皮大麥，這一特性可以記錄在雙單倍體后代里。對無皮/有皮特性與膜面數據之間的聯系的分析表明，在這一雜交中，292突變繪制在nud部位的16.3cM以內。這一位置符合以前繪制的等位基因sex6突變的數據(尼茨維塔夫，1990，尼茨維塔夫和克里斯丁科夫，1993，比亞謝夫等，1986，尼茨維塔夫，1992)。
因果基因的識別據顯示，nud基因位于大麥染色體7H(圖8，菲達克等，1972)。在小麥中，3個淀粉合酶(GBSS，SSI和SSII)和一個異淀粉酶型去枝酶(S.拉赫曼，個人通訊)位于染色體7(同源染色體)的短臂上(山森和恩多，1996；李氏等，1999a；李氏等，1999b；李氏等，2000)。Nud部位的緊密的關聯性暗示了最為可能的候選基因為SSII基因。小麥的SSII基因是在cDNA級別(李氏等，1996b；基因庫添加號AF155217)和染色體組級別(李氏等，個人通訊)上無性繁殖，而一個大麥的cDNA是獨立并無性繁殖的(圖9)。大麥和小麥的SSII染色體組順序排列表明，其基因有很相似的編碼順序/基因內區結構，但是，順序之間的基因內區長度有所不同(圖10)。喜馬拉雅(Himalaya)的摩力克斯(Morex)染色體組順序與cDNA順序的對照(圖9)導致從摩力克斯(Morex)、292和MK2827演繹出的cDNA順序的識別。
圖11表示從對應于1829排列位置的292的SSII基因中發現的G至A的過渡突變。該突變將一個停止基碼導入292的SSII開放閱讀結構(圖12)。坦坦加拉和喜馬拉雅的順序分析表明，兩種野生品種的基因在該區域是相同的，而且292和342都包含了相同的G至A的過渡突變。導入的停止基碼截短基因成分，使整個淀粉合酶II基因的C-終端接觸反映的范圍無法解釋，因此，所有的SSII的活動很可能被這個突變取消。
圖11表示，G至A的過渡也存在于MK6827的排列位置242，而喜馬拉雅的cDNA順序列在圖9。該突變也把一個停止基碼導入292的SSII開放閱讀框架(圖12)，并防止超過90％的SSII基因的解釋，取消由該基因編碼的SSII活性。
292中的G至A的過渡中斷了大麥SSII基因中的限制部位(NlaIV)。辨別NlaIV部位的位置列在圖14，(a)欄和(b)欄。圖14c表示大麥的NlaIV分類成分的瓊脂糖凝膠體電泳，表明292突變的辨別圖案是在292和342，卻不在MK6827、喜馬拉雅(Himalaya)或坦坦加拉(Tantangara)。
對292×坦坦加拉(Tantangara)雙單倍體種群的90個品種記錄了G至A的過渡的PCR標記，而且發現與收縮種子和膜面鏈條長度分布顯型準確地相同變異，表明292突變完全與該淀粉顯型相連，并且，這一突變很可能是潛伏在292顯型下面的因果突變。圖14d表示源自292×坦坦加拉(Tantangara)雙單倍體種群的品種的分析。
SSII活性降低的生化證明用一系列的凝膠體電泳技術，研究了突變變種和正常大麥品種的淀粉生物合成酶的成分。發育著的胚乳可溶性部分分析證明，所有的品種都含有BEI、BEIIa、BEIIb、SSI和SSIII，而且，這些BE和SS的相同形態的內容在本質上都沒有改變。但是，淀粉顆粒的分析表明，缺少幾個帶。首先，SDS-PAGE分析(圖16，B欄)表明，292、342或MK6827都沒有90kD的一個帶，而喜馬拉雅(Himalaya)、坦坦加拉(Tantangara)和AC38則都有。免疫吸收法顯示，該帶擁有SSII(圖16，B欄)、BEIIa和BEIIb。發現BEIIa和BEIIb存在于可溶性部分，而不存在于顆粒中，這表明292、342和MK6827突變變種中的這些酶的分布有所改變，而不是取消表達的突變。相比之下，在可溶性或顆粒部分(圖16，A欄和B欄)中都沒有發現有SSII表達的證據，這與292、342和MK6827中可直接把SSII突變與所觀察到的顯型相連的基因證據相一致。
具有292突變的品種的栽培為了把292突變轉變成選擇性的大麥基因型，采用了兩種策略。
在第一個例子中，從292和坦坦加拉(Tantangara)的雜交中產生了雙單倍體品種。表8中列出了包括種子重量、L∶T比例、鏈條長度分布及SSII DNA標記狀態數據。表9對這些品種做出了更綜合性的分析，包括RVA分析，β-葡聚糖含量及面粉膨脹體積。數據顯示，具有292突變的品種具有明顯不同的RVA參數(例如，高峰/最終粘度比例)，更高的β-葡聚糖含量和面粉膨脹體積變化。
在第二個例子中，通過進行從292到具有正常淀粉特性的一個栽培變種(cv Sloop)的兩個回交來轉變了突變。收集了產自三個回交2F1植物的F2種子，以供分析。F2種子分成L∶T比例＞3.5和L∶T比例＜3.5。兩類種子的分布符合單一隱性基因的要求。產自每一種植物的種子類型的面粉膨脹體積列在圖10，表明通過具有平均75％的斯魯普(Sloop)背景的品種栽培過程，淀粉的膨脹特性得到了明顯的轉變。
討論我們描述具有收縮的胚乳顯型的大麥的神奇突變變種292和342的變異。谷粒成分的分析證明，收縮的顯型是由于淀粉含量的顯著的減少，而淀粉成分的分析表明，這種減少是以因減少支鏈淀粉的合成所導致的高直鏈淀粉的顯型來表現的。
292和342突變變種具有獨特的谷粒和淀粉特性的結合，含有更多的β-葡聚糖和抵抗性淀粉。該品種的β-葡聚糖含量大約提高了15％，這是淀粉含量的減少所導致的預期的結果，表明不能轉化成淀粉的碳轉化為β-葡聚糖的合成。食物纖維含量的確定表明，突變變種的谷粒有更多的食物纖維，而這種增加是由于不能溶解的食物纖維的增加所導致的。
這種特性的組合表明，這種突變變種可能具有成為人類食物的組成部分的很有趣的潛力。首先，較高的β-葡聚糖含量意味著這些品種可能有助于通過精心安排β-葡聚糖的作用來降低膽固醇的含量。其次，抵抗性淀粉的存在意味著這些品種可能有助于腸道健康，利用其抵抗性淀粉的功能來提高結腸內的發酵(托平等，1997；托平，1999)。再次，谷粒的成分表明，這些品種會有較低的能量密度，消化速度可能較慢，意味著它們可能會提供低糖類食物。
例示品種的淀粉特性也很獨特，有較高的直鏈淀粉，而直鏈淀粉又有較低的膠化溫度。這一點與通過突變分枝酶IIb來提高直鏈淀粉含量時膠化溫度一般升高的其它變種形成對照，比如，增加直鏈淀粉的玉米變種(Ng等，1997；卡茨等，1993；科魯格等，1987；弗瓦等，1999)。雖然292的直鏈淀粉含量相當于其它增加直鏈淀粉的品種，但其淀粉的支鏈淀粉結構卻明顯不同(王氏等，1993)。在292和342中，支鏈淀粉的鏈條長度分布朝著低聚合程度方向變化，而在增加直鏈淀粉的品種中，鏈條長度分布是朝著高聚合程度方向變化。這意味著，不是直鏈淀粉的含量，而是支鏈淀粉才是確定膠化溫度重要因素，而這一效果是通過支鏈淀粉分子的外部鏈條之間的相互作用力來獲得的。簡等人于1999年注意到了多種淀粉的類似的效果。
RVA分析的粘度數據表明，SSII突變變種的淀粉與正常大麥和AC38有所不同。SSII突變變種沒有像一般品種那樣，隨著溫度提高到95℃時，在RVA溫度曲線的開頭部分出現粘度高峰。相反，這些突變變種的粘度是逐漸上升的，直至最終粘度。這些數據與其顆粒的低支鏈淀粉含量、顆粒中的低支鏈淀粉結晶量，以及用差別掃描熱量計所觀察到的低膠化溫度和熱函是相一致的。在水中加熱、攪動，使其顆粒中的直鏈淀粉被釋放出來時，可達到較高的最終粘度。這種RVA特性在谷物淀粉中是獨特的，可為需要低糊狀粘度和高最終粘度的食品及工業應用提供神奇的淀粉來源。
DSC的膠化溫度的觀察是從X-光衍射研究結果中反映出來。292和342的顆粒的結晶量減少了，而晶體形狀從谷物淀粉的典型的A型變成V型和B型的混合型。V型是直鏈淀粉的典型的形狀，反映出淀粉中與脂肪酸合成的直鏈淀粉的成分，而B型衍生自支鏈淀粉，預計反映出淀粉的殘留支鏈淀粉含量(布里恩等，1998)。
對292和342突變變種的基因基礎的分析表明，突變是簡單的逆向突變，在異型雜交實驗中，表現出典型的孟德爾比率。雜交研究表明，292和342是等位基因的。對292與其它收縮胚乳變種之間在雜交實驗中的相互作用的進一步的分析表明，292/342變種與MK6827品種的Sex6也是等位基因。這一變種以前已經繪制出來，表明其位置在染色體7H短臂上，離著絲點3cM以內的位置(尼茨維塔夫，1990；尼茨維塔夫和克里斯丁科夫，1993；比亞謝夫等，1986；尼茨維塔夫，1992)。
在有皮大麥坦坦加拉(Tantangara)與無皮的292突變變種之間建立了雙單倍體種群，其收縮胚乳變種繪制在染色體7H的短臂上，離nud基因16cM之內的位置，該位置與Sex6變種的繪制位置相一致。
在染色體7H短臂上，靠近著絲點的基因定位表明，因果突變(sex6)是在一個不同的基因里，朝著引起繪制在染色體1H(斯肯德爾梅爾等，1992)的AC38(amo1)的高直鏈淀粉顯型的突變。繪圖位置暗示著sex6/292變種中中斷的一個基因候選是淀粉合酶II，小麥的淀粉合酶II也位于染色體的該相同位置(山森和恩多，1996；李氏等，1999b)。292和342變種的排列分析表明，在基因中有G至A的過渡突變，引起基因的切斷，使含有酶的活性部位的C-端區無法解讀，可能導致完全不活躍的蛋白合成。另外，MK6827的SSII基因排列顯示了在242位置上的G至A的過渡突變，這也會引起基因的切斷。這一結果確認292和MK6827變種的等位基因特性。
SSII基因中的突變的識別引發了292中突變的PCR標記辨別的發展。這一PCR標記的記錄穿過292×坦坦加拉種群的91后代，而且發生了與淀粉的收縮胚乳顯型和減少鏈條長度分布顯型百分之百地相同的變異。在不同背景的大麥(292和MK6827)的SSII基因中發現引起相似的顯型的等位基因突變，以及發現變種與收縮谷粒顯型的密切關系，有力地證明292、342和MK6827的SSII基因中存在的突變是導致收縮胚乳特征的因果突變。
在此觀察的大麥中SSII突變的顯型，在某些方面，與其它植物的SSII突變顯型很相似，但是，SSII突變沒有像292/342中所發現的突變那樣顯著地提高了直鏈淀粉的含量。發現豌豆(rug5，克雷戈等，1998)和衣藻(方泰因等，1993)也有SSII突變，而且，正如在此觀察到的一樣，提高了支鏈淀粉含量，減少的鏈條長度分布。也有證據表明，玉米的收縮-2突變是通過SSII基因的突變產生的，但這一結論尚未得到證明(哈恩等，1998；奈特等，1998)。玉米的收縮-2突變產生具有膠化溫度降低的淀粉(坎貝爾等，1994)。山森在小麥中培育出了缺少Sgp-1蛋白的三無品種(山森，1998)，而李氏等人(李氏等，1996b)證明了該品種為SSII基因產品。在小麥中，直鏈淀粉含量提高到約35％，并觀察到了不正常淀粉顆粒，結晶變化以及膠化溫度變化(山森，1998)。大麥的SSII突變與其它物種的SSII突變之間的特征差異非常出人意外。
SSII突變說明可通過栽培從一個基因背景轉化成另一個，并產生原有292、342和MK6827的典型的辨別顆粒形狀和成分。表9的292×坦坦加拉(Tantangara)雙單倍體品種的數據中，L/T比率、β-葡聚糖含量、鏈條長度分布、RVA和面粉膨脹體積參數證明，具有292突變的品種表現出典型的292母種的顯型。進而，292與斯魯普(Sloop)的第二次逆向雜交的近親繁殖后代所產生的種子的變異顯示了正常顯型(74粒種子的L/T比例＜3.5)和收縮顯型(21粒種子的L/T比例＞3.5)變異的3∶1變異率。
SSII基因排列和大麥轉化體系的獲得，提供了用基因抑制技術打開SSII基因所需的工具，用來產生可與SSII突變相媲美的顯型。最近開發的高效策略是，生產一種發夾結構用以產生一個能夠抑制內源性SSII活性的雙鏈RNA。雖然在此描述的類似突變的突變變種的完全打開會令人感興趣，但具有不同促進濟的DNA結構的使用及具有不同水平的發夾結構表達的基因轉移的恢復，使得采用滴定法測量從正常水平到完全打開水平的基因的表達影響可以得到評估。
突變表示，能夠從292轉移至其它大麥基因背景，同時保留原始292突變的基本特征。表9和表10中列出了292×坦坦加拉(Tantangara)雙單倍體后代和與斯魯普(Sloop)逆向雜交二代種子的顯型數據，表明顯型是在栽培過程中轉移的。
表1大麥谷粒成分

a％谷粒重量，14％水分b％淀粉總含量的n.d.未確定表2谷粒規格

N＝50，除非標明a，n＝200表3異淀粉酶去枝淀粉的鏈長分布

a聚合度b以摩爾表示的低聚糖分布比例表4用DSC測量的大麥淀粉溫度特征

表5大麥淀粉的RVA參數

*粗面粉的淀粉含量來區分的最終粘度** 在高峰粘度時記錄的喜馬拉雅數值*** 數值小于零n.d. 未確定表6淀粉結晶數據

(* ±5％)表7后代分析

a標準雜交產生的后代b雙單倍體后代c在每一種情況下，2(0.05)，df＝1＝3.84，因此，292×斯魯普種群符合3∶1變異，而292×坦坦加拉雙單倍體種群符合1∶1變異。
表8292×坦坦加拉雙單倍體品種記錄品種號a表皮b種子重量 L/T比率cDP6-11 直鏈淀粉PCRf(mg)(％)d含量e1 N 263.8 35.8750.2 2922 N 244.21 36.8756.2 2923 H 433.32 25.4518.3 Wt5 N 404.58 39.4755.5 2927 N 344.28 19.6343.0 2928 H 483.02 21.6 46.7 Wt9 N 312.76 22.8925.9 Wt10N 263.02 27.5621.1 Wt11N 343.55 37.9044.7 29212H 502.94 26.3732.8 Wt
13 N27 4.29 38.68 48.4 29214 H56 3.07 22.98 20.8 Wt15 H46 2.74 24.88 22.9 Wt16 H43 2.78 25.40 18.3 Wt17 N31 3.8 37.37 54.2 29218 N31 4.51 37.46 57.5 29219 H26 3.1 29.57 22.7 Wt20 H53 3.04 25.42 23.8 Wt21 N31 4.5 38.51 59.1 29222 N27 4.63 37.25 27.2 29223 H47 2.73 24.11 21.2 Wt24 N27 4.58 36.89 42.0 29226 H35 3.57 19.50 15.1 Wt27 H22 4.3 36.81 48.6 29228 N31 4.34 38.88 37.0 29230 N30 4.04 38.05 48.4 29231 N23 4.25 37.07 51.7 29232 H48 2.62 20.67 13.0 Wt33 N25 4.92 35.68 33.3 29234 N31 4.01 38.34 46.1 29235 H43 3.16 20.07 23.6 Wt36 N26 4.33 36.93 29.7 29238 H38 3.01 21.11 9.1 Wt39 H33 2.92 20.49 23.5 Wt40 H36 2.99 19.57 2.2 Wt41 N30 4.05 37.82 40.9 29242 H47 2.95 20.80 11.9 Wt43 N40 3.24 21.97 18.1 Wt45 H52 2.78 19.97 14.5 Wt46 N29 4.44 35.87 32.1 29247 N35 3.69 36.34 92.9 29248 H31 2.54 20.27 13.4 Wt49 H54 2.94 22.29 19.3 Wt50 H50 2.94 21.92 20.6 Wt51 H43 3.73 20.59 18.1 Wt53 N31 4.12 36.52 55.3 29254 N34 4.02 35.17 57.1 29255 H32 4.19 41.35 60.4 29256 N29 3.17 21.48 18.1 Wt57 H30 4.85 36.66 46.3 29258 N32 2.97 23.83 13.8 Wt59 N46 2.91 24.15 9.2 Wt60 H44 2.74 22.39 13.5 Wt61 N31 4.47 35.67 61.3 29263 N32 4.3 36.94 39.4 29264 H39 2.93 21.95 20.5 Wt
65N 26 3.87 37.5120.7 29266N 30 4.03 36.8948.7 29267H 36 3.17 20.2414.4 Wt68N 43 2.65 22.538.4 Wt69N 32 3.93 36.3454.7 29270H 43 2.77 22.2817.6 Wt71N 29 3.73 38.7331.5 29272H 47 2.65 22.0020.8 Wt73N 36 4.09 39.5849.0 29274N 24 4.18 36.1547.8 29275H 34 2.99 24.4214.2 Wt76N 31 4.35 35.9549.9 29277H 49 3.19 21.2217.0 Wt78H 33 2.78 21.2715.6 Wt79H 31 2.85 23.0421.2 Wt80H 38 3.18 19.8818.9 Wt81H 37 2.84 24.2216.2 Wt82H 33 4.64 39.9945.3 29284N 28 3.62 36.9828.9 29285N 26 6.44 44.4341.3 29286H 32 2.87 30.7316.1 Wt88N 26 4.62 46.1239.3 29289H 38 2.88 31.2516.3 Wt90H 32 3.19 31.1113.8 Wt91N 31 4.17 42.8637.3 29292N 27 3.99 45.3044.6 29293H 37 2.99 30.7712.5 Wt94H 43 3.67 29.4621.9 Wt96N 33 5.69 47.3452.2 29297N 23 3.41 31.3617.1 Wt98N 32 5.95 45.2752.4 29299N 19 3.68 38.361.7 292100 H 36 3.1 31.9215.4 Wt101 N 58 3.29 24.712.9 Wta292×坦坦加拉雙單倍體品種b表皮顯型。N表示無皮；H表示有皮。cL/T比率長度與厚度比率。dDP6至DP11的去枝淀粉中，鏈條的百分比，以摩爾基礎作為DP6與DP65之間的鏈條百分比，通過DP6與DP65之間的洗提來計算的。e通過碘藍色值確定直鏈淀粉含量fPCR記錄。292，PCR反應產生可在NlaIV煮解上生成169bp帶，加上103bp的帶；Wt，PCR反應產生可在NlaIV上生成111bp，103bp和57bp的帶。
表9雙單倍體品種的具體分析


n.d.未確定表10BC2F2種子的面粉膨脹數據

實例2載體的設計及構造把大麥SSII基因區域(圖15中確定)克隆到載體里進行轉化。根據基因抑制策略，為每一個基因對象準備三種結構成分，(1)感覺聯合抑制，(2)抗感覺，(3)雙重調節抑制。
圖16列出了為抑制內源性對象基因表達而設計的DNA結構成分的排列配置。促進濟可選用胚乳專用啟動子(例如，高分子重量麥谷蛋白啟動子，小麥SSI啟動子，小麥BEII啟動子)或者非胚乳專用啟動子(例如，ubiquitin或者355)。結構成分中還可含有提高轉換的其它成分，例如OCS的nos3成分。將所列DNA區域混入含有適當、可選的標記基因排列和其它成分的載體里面，或者與含有這些排列的載體共同轉化的載體里面。
谷物的轉化對大麥(廷吉等，1997；萬氏等，1994)，燕麥(薩默斯等，1992，1994；格里斯等，1998；張氏等，1999；草氏等，1999)和黑麥(卡斯蒂羅等，1994；皮娜等，1984)的轉化方法進行了描述，可用以轉化產生轉基因植物的DNA結構成分。
轉基因的分析通過PCR或南方雜交的DNA結構成分的DNA的辨別，進行了轉基因植物的辨別。通過分別進行北方雜交和西方吸取等標準工藝，在mRNA和蛋白水平，測量了個別大麥淀粉生物合成基因的標記水平。用實例1中例示的標準的工藝等測量了淀粉和谷粒含量及成分。
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順序列表<110>聯邦科學和工業研究機構，<120>降低了SSII活性的大麥和降低了支鏈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 gccatgtcgt120cggcggtcgc gtcccccgcg tccttcctcg cgctcgcgtc cgcctcgccc gggagatcat180cacggaggag ggcgagggtg ggcgcgtcgc caacccgcgc tggggccggc aggctgcaat240ggcggccgtc gccgctgcag cgcacggctc gcgacggagc ggtggccgcg cgcgccgccg300ggatcgacga cgccgcgccc ggtaggcagc cccgcgctcg ccgctatggc gccgccacca360aggtcgcgga tcccgtcaag acgctcgatc gcgacgccgc ggaaggtggt gggccgtccc420cgccggcacc gaggcaggac gccgcccgtc tgccgagtaa gaacggcacg ctgatcaacg480gtgagaacaa acctaccggc ggcggtggcg cgactaaaga cagcgggctt gccacacccg540cacgcgcgcc ccatctgtca atccaaaaca gagtaccggt gaacggtgaa aacaaacata600aggtcgcctc gccgccgacc agcatagtgg atgtcgcgtc tccgggttcc gcagctaaca660tttccatcag taacaaggtg ccgccgtccg ttgtcccagc caagaagacg ccgccgtcgt720ccgttttccc ggccaagaag acgctgccgt cgtccggctc aaattttgtg tcctcggcct780ctgctcccag gctggacact gtcagcgatg tggaacttgc acagaagaag gatgcgctga840ttgtcaaaga agctccaaaa ccaaaggctc tttcggcccc tgcagccccc gctgtacaag900aagacctttg ggatttcaag aaatacattg gtttcgagga gcccgtggag gccaaggatg960atggctcggc 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 cactacctgg 1620aacacttcag actgtacgac cccgtcggcg gtgagcacgc caactacttc gccgccggcc 1680tgaagatggc ggaccaggtt gtcgtcgtga gccccgggta cctgtgggag ctgaagacgg 1740tggagggcgg ctgggggctt cacgacatca tacggcagaa cgactggaag acccgcggca 1800tcgtgaacgg catcgacaac atggagtgga accctgaggt ggacgtccac ctgaagtcgg 1860acggctacac caacttctcc ctgaagacgc tggactccgg caagcggcag tgcaaggagg 1920ccctgcagcg cgagctgggg ctgcaggtcc gcggcgacgt gccgctgctc gggttcatcg 1980ggcggctgga cgggcagaag ggcgtggaga tcatcgcgga cgcgatgccc tggatcgtga 2040gccaggacgt gcagctggtg atgctgggca cggggcgcca cgacctggag agcatgctgc 2100agcacttcga gcgggagcac cacgacaagg tgcgcgggtg ggtggggttc tccgtgcgcc 2160tggcgcaccg gatcacggcg ggcgccgacg cgctcctcat gccctcccgg ttcgagccgt 2220gcgggctgaa ccagctctac gcgatggcct acggcaccgt ccccgtcgtg cacgccgtcg 2280gcggcttgag ggataccgtg ccgccgttcg accccttcaa ccactccggg ctcgggtgga 2340cgttcgaccg cgccgaggcg cacaagctga tcgaggcgct cgggcactgc ctccgcacct 2400accgggacca caaggagagc tggaggggcc tccaggagcg cggcatgtcg caggacttca 2460gctgggaaca 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Asp Ile395 400 405Tyr Gly Gly Ser Arg Gln Glu Ile Met Lys Arg Met Ile Leu Phe410 415 420Cys Lys Ala Ala Val Glu Val Pro Trp His Val Pro Cys Gly Gly425 430 435Val Pro Tyr Gly Asp Gly Asn Leu Val Phe Ile Ala Asn Asp Trp440 445 450His Thr Ala Leu Leu Pro Val Tyr Leu Lys Ala Tyr Tyr Arg Asp455 460 465His Gly Leu Met Gln Tyr Ser Arg Ser Val Met Val Ile His Asn470 475 480Ile Ala His Gln Gly Arg Gly Pro Val Asp Glu Phe Pro Phe Thr485 490 495Glu Leu Pro Glu His Tyr Leu Glu His Phe Arg Leu Tyr Asp Pro500 505 510Val Gly Gly Glu His Ala Asn Tyr Phe Ala Ala Gly Leu Lys Met515 520 525Ala Asp Gln Val Val Val Val Ser Pro Gly Tyr Leu Trp Glu Leu530 535 540Lys Thr Val Glu Gly Gly Trp Gly Leu His Asp Ile Ile Arg Gln545 550 555Asn Asp Trp Lys Thr Arg Gly Ile Val Asn Gly Ile Asp Asn Met560 565 570Glu Trp Asn Pro Glu Val Asp Val His Leu Lys Ser Asp Gly Tyr575 580 585Thr Asn Phe Ser Leu Lys Thr Leu Asp Ser Gly Lys Arg Gln Cys590 595 600Lys Glu Ala Leu Gln Arg Glu Leu Gly Leu Gln Val Arg Gly Asp605 610 615Val Pro Leu Leu Gly Phe Ile Gly Arg Leu Asp Gly Gln Lys Gly620 625 630Val Glu Ile Ile Ala Asp Ala Met Pro Trp Ile Val Ser Gln Asp635 640 645Val Gln Leu Val Met Leu Gly Thr Gly Arg His Asp Leu Glu Ser650 655 660Met Leu Gln His Phe Glu Arg Glu His His Asp Lys Val Arg Gly665 670 675Trp Val Gly Phe Ser Val Arg Leu Ala His Arg Ile Thr Ala Gly680 685 690Ala Asp Ala Leu Leu Met Pro Ser Arg Phe Glu Pro Cys Gly Leu695 700 705Asn Gln Leu Tyr Ala Met Ala Tyr Gly Thr Ile Pro Val Val His710 715 720Ala Val Gly Gly Leu Arg Asp Thr Val Pro Pro Phe Asp Pro Phe725 730 735Asn His Ser Gly Leu Gly Trp Thr Phe Asp Arg Ala Glu Ala His740 745 750Lys Leu Ile Glu Ala Leu Gly His Cys Leu Arg Thr Tyr Arg Asp755 760 765His Lys Glu Ser Trp Arg Gly Leu Gln Glu Arg Gly Met Ser Gln770 775 780Asp Phe Ser Trp Glu His Ala Ala Lys Leu Tyr Glu Asp Val Leu785 790 795Val Gln Ala Lys Tyr Gln Trp ***800<210>7<211>813<212>PRT<213>Hordeum vulgare<220><221>SITE<222>583<223>Barley Line 292 SSII deduced amino acid sequence with premature termination<400>7Met Ser Ser Ala Val Ala Ser Pro Ala Ser Phe Leu Ala Leu Ala1 5 10 15Ser Ala Ser Pro Gly Arg Ser Ser Arg Arg Arg Ala Arg Val Gly20 25 30Ala Ser Pro Thr Arg Ala Gly Ala Gly Arg Leu Gln Trp Arg Pro35 40 45Ser Pro Leu Gln Arg Thr Ala Arg Asp Gly Ala Val Ala Ala Arg50 55 60Ala Ala Gly Ile Asp Asp Ala Ala Pro Gly Arg Gln Pro Arg Ala65 70 75Arg Arg Tyr Gly Ala Ala Thr Lys Val Ala Asp Pro Val Lys Thr80 85 90Leu Asp Arg Asp Ala Ala Glu Gly Gly Gly Pro Ser Pro Pro Ala95 100 105Pro Arg Gln Asp Ala Ala Arg Leu Pro Ser Lys Asn Gly Thr Leu110 115 120Ile Asn Gly Glu Asn Lys Pro Thr Gly Gly Gly Gly Ala Thr Lys125 130 135Asp Ser Gly Leu Pro Thr Pro Ala Arg Ala Pro His Leu Ser Ile140 145 150Gln Asn Arg Val Pro Val Asn Gly Glu Asn Lys His Lys Val Ala155 160 165Ser Pro Pro Thr Ser Ile Val Asp Val Ala Ser Pro Gly Ser Ala170 175 180Ala Asn Ile Ser Ile Ser Asn Lys Val Pro Pro Ser Val Val Pro185 190 195Ala Lys Lys Thr Pro Pro Ser Ser Val Phe Pro Ala Lys Lys Ala200 205 210Pro Pro Ser Ser Val Val Pro Ala Lys Lys Thr Leu Pro Ser Ser215 220 225Gly Ser Asn Phe Val Ser Ser Ala Ser Ala Pro Arg Leu Asp Thr230 235 240Val Ser Asp Val Glu Leu Ala Gln Lys Lys Asp Ala Leu Ile Val245 250 255Lys Glu Ala Pro Lys Pro Lys Ala Leu Ser Ala Pro Ala Ala Pro
260 265 270Ala Val Gln Glu Asp Leu Trp Asp Phe Lys Lys Tyr Ile Gly Phe275 280 285Glu Glu Pro Val Glu Ala Lys Asp Asp Gly Ser Ala Val Ala Asp290 295 300Asp Ala Gly Ser Phe Glu His His Gln Asn His Asp Ser Gly Pro305 310 315Leu Ala Gly Glu Asn Val Met Asn Val Val Val Val Ala Ala Glu320 325 330Cys Ser Pro Trp Cys Lys Thr Gly Gly Leu Gly Asp Val Ala Gly335 340 345Ala Leu Pro Lys Ala Leu Ala Lys Arg Gly His Arg Val Met Val350 355 360Val Val Pro Arg Tyr Gly Asp Tyr Glu Glu Ala Tyr Asp Val Gly365 370 375Val Arg Lys Tyr Tyr Lys Ala Ala Gly Gln Asp Met Glu Val Asn380 385 390Tyr Phe His Ala Tyr Ile Asp Gly Val Asp Phe Val Phe Ile Asp395 400 405Ala Pro Leu Phe Arg His Arg Gln Gln Asp Ile Tyr Gly Gly Ser410 415 420Arg Gln Glu Ile Met Lys Arg Met Ile Leu Phe Cys Lys Ala Ala425 430 435Val Glu Val Pro Trp His Val Pro Cys Gly Gly Val Pro Tyr Gly440 445 450Asp Gly Asn Leu Val Phe Ile Ala Asn Asp Trp His Thr Ala Lau455 460 465Leu Pro Val Tyr Leu Lys Ala Tyr Tyr Arg Asp His Gly Leu Met470 475 480Gln Tyr Ser Arg Ser Val Met Val Ile His Asn Ile Ala His Gln485 490 495Gly Arg Gly Pro Val Asp Glu Phe Pro Phe Thr Glu Leu Pro Glu500 505 510His Tyr Leu Glu His Phe Arg Leu Tyr Asp Pro Val Gly Gly Glu515 520 525His Ala Asn Tyr Phe Ala Ala Gly Leu Lys Met Ala Asp Gln Val530 535 540Val Val Val Ser Pro Gly Tyr Leu Trp Glu Leu Lys Thr Val Glu545 550 555Gly Gly Trp Gly Leu His Asp Ile Ile Arg Gln Asn Asp Trp Lys560 565 570Thr Arg Gly Ile Val Asn Gly Ile Asp Ash Met Glu *** Asn Pro575 580 585Glu Val Asp Val His Leu Lys Ser Asp Gly Tyr Thr Asn Phe Ser590 595 600Leu Lys Thr Leu Asp Ser Gly Lys Arg Gln Cys Lys Glu Ala Leu605 610 615Gln Arg Glu Leu Gly Leu Gln Val Arg Gly Asp Val Pro Leu Leu620 625 630Gly Phe Ile Gly Arg Leu Asp Gly Gln Lys Gly Val Glu Ile Ile635 640 645Ala Asp Ala Met Pro Trp Ile Val Ser Gln Asp Val Gln Leu Val650 655 660Met Leu Gly Thr Gly Arg His Asp Leu Glu Ser Met Leu Gln His665 670 675Phe Glu Arg Glu His His Asp Lys Val Arg Gly Trp Val Gly Phe680 685 690Ser Val Arg Leu Ala His Arg Ile Thr Ala Gly Ala Asp Ala Leu695 700 705Leu Met Pro Ser Arg Phe Glu Pro Cys Gly Leu Asn Gln Leu Tyr710 715 720Ala Met Ala Tyr Gly Thr Ile Pro Val Val His Ala Val Gly Gly725 730 735Leu Arg Asp Thr Val Pro Pro Phe Asp Pro Phe Asn His Ser Gly
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1.一種從大麥植物的谷粒淀粉粒中獲取的淀粉，其特征在于，所述大麥植物具有降低了的SSII活性，所述淀粉粒由于支鏈淀粉含量的降低而具有高直鏈淀粉含量。
2.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，所述的淀粉還具有較低的膠化溫度。
3.根據權利要求2所述的淀粉，其特征在于，通過差示掃描量熱法檢測到的第一高峰的開始值降低了。
4.根據權利要求2所述的淀粉，其特征在于，通過差示掃描量熱法檢測到的第一高峰降低了。
5.根據權利要求2所述的淀粉，其特征在于，第一高峰的熱函(H)降低了。
6.根據權利要求2所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉具有較低的膨脹量。
7.根據權利要求6所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉具有小于大約3.2的膨脹體積。
8.根據權利要求6所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉具有小于大約3.0的膨脹體積。
9.根據權利要求6所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉具有高于大約2.0的膨脹體積。
10.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉膠化時，顯示出降低了的最大粘度。
11.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，其糊狀溫度高于80℃。
12.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，其糊狀溫度高于75℃。
13.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉的谷粒中的直鏈淀粉含量高于淀粉含量的30％(w/w)。
14.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，其谷粒中的直鏈淀粉含量高于淀粉含量的50％(w/w)。
15.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，其谷粒中的直鏈淀粉含量高于淀粉含量的60％(w/w)。
16.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，其谷粒中的直鏈淀粉含量高于淀粉含量的70％(w/w)。
17.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉中包含一定數量的與淀粉相關的脂質。
18.根據權利要求17所述的淀粉，其特征在于，所述與淀粉相關的脂質測定表現為V-復合結晶。
19.根據權利要求18所述的淀粉，其特征在于，顯示V-復合結晶的淀粉大約占淀粉結晶的10％以上。
20.根據權利要求18所述的淀粉，其特征在于，顯示V-復合結晶的淀粉大約占淀粉結晶的50％以上。
21.根據權利要求18所述的淀粉，其特征在于，顯示V-復合結晶的淀粉大約占淀粉結晶的80％以上。
22.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，其中沒有可評估的淀粉A-復合結晶。
23.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，所述淀粉顯示出低結晶性。
24.根據權利要求23所述的淀粉，其特征在于，顯示結晶的淀粉比例小于大約20％。
25.根據權利要求23所述的淀粉，其特征在于，其顯結晶的淀粉比例小于大約20％。
26.根據權利要求1所述的淀粉，其特征在于，其顯示的支鏈淀粉的鏈長分布降低了。
27.根據權利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在6至11范圍殘留物的淀粉鏈比例大于25％。
28.根據權利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在6至11范圍殘留物的淀粉鏈比例大于30％。
29.根據權利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在6至11范圍殘留物的淀粉鏈比例大于35％。
30.根據權利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在12至30范圍殘留物的淀粉鏈比例小于65％。
31.根據權利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在12-30范圍殘留物的淀粉鏈比例小于60％。
32.根據權利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在12-30范圍殘留物的淀粉鏈比例小于55％。
33.根據權利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈比例小于約10％。
34.根據權利要求26所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈比例小于約8％。
35.根據權利要求34所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈比例大于約5％。
36.根據權利要求34所述的淀粉，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈比例大于約6％。
37.一種用于食品生產的大麥谷粒，其特征在于，所述大麥植物具有降低的SSII活性水平，所述谷物的淀粉由于減少了支鏈淀粉含量而具有較高的直鏈淀粉含量。
38.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉具有較低的膠化溫度。
39.根據權利要求38所述的谷粒，其特征在于，所述淀粉通過差示掃描量熱法檢測到的第一高峰的開始值降低了。
40.根據權利要求38所述的谷粒，其特征在于，所述淀粉通過差示掃描量熱法檢測到的第一峰值降低了。
41.根據權利要求38所述的谷粒，其特征在于，所述第一峰值的熱函(ΔH)降低了。
42.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，所述淀粉在膠化時顯示出較低的膨脹性。
43.根據權利要求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脹量小于大約3.2。
44.根據權利要求43所述的谷粒，其特征在于，用所述谷粒制作的面粉的膨脹量小于大約3.0。
45.根據權利要求43所述的谷粒，其特征在于，用所述谷粒制作的面粉的膨脹量大于大約2.0。
46.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉在膠化時顯示出降低的粘度。
47.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉在膠化時顯示出降低的峰值粘度。
48.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉的糊狀溫度提高了。
49.根據權利要求48所述的谷粒，其特征在于，其淀粉的糊狀溫度高于75℃。
50.根據權利要求48所述的谷粒，其特征在于，其淀粉的糊狀溫度高于80℃。
51.根據權利要求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.根據權利要求51所述的谷粒，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脫殼谷粒總重量的6％。
53.根據權利要求51所述的谷粒，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脫殼谷粒總重量的7％。
54.根據權利要求51所述的谷粒，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脫殼谷粒總重量的8％。
55.根據權利要求51所述的谷粒，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脫殼谷粒總重量的約15％。
56.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其直鏈淀粉含量高于淀粉量的30％(w/w)。
57.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其直鏈淀粉含量高于淀粉量的50％(w/w)。
58.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其直鏈淀粉含量高于淀粉量的60％(w/w)。
59.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其直鏈淀粉含量高于淀粉量的70％(w/w)。
60.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，所述谷粒顯示出一定量的與淀粉相關的脂質。
61.根據權利要求56所述的谷粒，其特征在于，所述與淀粉相關的脂質測定顯示為V-復合結晶。
62.根據權利要求56所述的谷粒，其特征在于，其V-復合結晶所占的比例大于淀粉結晶的大約10％。
63.根據權利要求56所述的谷粒，其特征在于，其V-復合結晶所占的比例大于淀粉結晶的大約50％。
64.根據權利要求56所述的谷粒，其特征在于，其V-復合結晶所占的比例大于淀粉結晶的大約80％。
65.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉中沒有可評估的A-復合結晶。
66.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉具有較低的結晶性。
67.根據權利要求66所述的谷粒，其特征在于，其淀粉中顯示結晶的比例小于大約20％。
68.根據權利要求66所述的谷粒，其特征在于，其淀粉中顯示結晶的比例小于大約20％。
69.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其淀粉顯示出降低的支鏈淀粉鏈長分布。
70.根據權利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在6-11范圍殘留物的淀粉鏈比例大于25％。
71.根據權利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在6-11范圍殘留物的淀粉鏈比例大于30％。
72.根據權利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度在6-11范圍殘留物的淀粉鏈比例大于35％。
73.根據權利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在12-30范圍殘留物的淀粉鏈比例小于65％。
74.根據權利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在12-30范圍殘留物的淀粉鏈比例小于60％。
75.根據權利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在12-30范圍殘留物的淀粉鏈比例小于55％。
76.根據權利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈比例小于大約10％。
77.根據權利要求69所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈比例小于大約8％。
78.根據權利要求77所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈比例大于大約5％。
79.根據權利要求77所述的谷粒，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈比例大于大約6％。
80.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其狀態可以為磨成粉、碾碎、珠狀或滾軋狀、粗磨狀、破裂狀，或者整粒狀中的任意一種。
81.根據權利要求80所述的谷粒，其特征在于，其谷粒磨成粉以便提高糊粉層數量。
82.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其具有的長度與厚度之比不大于4。
83.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其具有的長度與厚度之比小于大約5.8。
84.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其具有的長度與厚度之比小于大約5.5。
85.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，其不顯示具有特征意義的顏色。
86.根據權利要求37所述的谷粒，其特征在于，所述谷粒可以為無殼的谷物。
87.根據權利要求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無殼谷粒的大約12％。
88.根據權利要求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無殼谷粒的大約15％。
89.一種具有降低的SSII活性的大麥植物，其特征在于，所述大麥植物能夠產生谷粒，所述谷粒的淀粉由于減少了支鏈淀粉的含量而具有較高的直鏈淀粉含量，所述谷粒適合于食品生產。
90.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，所述淀粉具有低的膠化溫度。
91.根據權利要求90所述的大麥植物，其特征在于，所述谷粒通過差示掃描量熱法檢測到的第一高峰的開始值降低了。
92.根據權利要求90所述的大麥植物，其特征在于，所述淀粉通過差示掃描量熱法檢測到的第一峰值降低了。
93.根據權利要求90所述的大麥植物，其特征在于，所述淀粉第一峰值的熱函(ΔH)降低了。
94.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其淀粉顯示出低的膠化膨脹性。
95.根據權利要求94所述的大麥植物，其特征在于，用其谷粒制作的面粉的膨脹量小于大約3.2。
96.根據權利要求94所述的大麥植物，其特征在于，用其谷粒制作的面粉的膨脹量小于大約3.0。
97.根據權利要求94所述的大麥植物，其特征在于，用其谷物制作的面粉的膨脹量高于大約2.0。
98.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其淀粉在膠化時顯示出降低的峰值粘度。
99.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其淀粉的糊狀溫度提高了。
100.根據權利要求99所述的大麥植物，其特征在于，其淀粉的糊狀溫度高于75℃。
101.根據權利要求99所述的大麥植物，其特征在于，其淀粉的糊狀溫度高于80℃ 。
102.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其谷粒具有提高了含量的β-葡聚糖。
103.根據權利要求102所述的大麥植物，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脫殼谷粒總重量的6％。
104.根據權利要求102所述的大麥植物，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脫殼谷粒總重量的7％。
105.根據權利要求102所述的大麥植物，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脫殼谷粒總重量的8％。
106.根據權利要求102所述的大麥植物，其特征在于，其β-葡聚糖含量大于未脫殼谷粒總重量的大約15％。
107.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其直鏈淀粉含量高于淀粉含量的30％(w/w)。
108.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其直鏈淀粉含量高于淀粉含量的50％(w/w)。
109.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其直鏈淀粉含量高于淀粉含量的60％(w/w)。
110.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其直鏈淀粉含量高于淀粉含量的70％(w/w)。
111.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其顯示出一定量的與淀粉相關的脂質。
112.根據權利要求111所述的大麥植物，其特征在于，其與淀粉相關的脂質測定表現為V-復合結晶。
113.根據權利要求111所述的大麥植物，其特征在于，所述V-復合結晶大于淀粉結晶的大約10％。
114.根據權利要求111所述的大麥植物，其特征在于，所述V-復合結晶大于淀粉結晶的大約50％。
115.根據權利要求111所述的大麥植物，其特征在于，所述V-復合結晶大于淀粉結晶的大約80％。
116.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其淀粉中沒有可評估的數量的A-復合結晶。
117.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其淀粉具有低的結晶性。
118.根據權利要求117所述的大麥植物，其特征在于，其顯示結晶性的淀粉比例小于大約20％。
119.根據權利要求117所述的大麥植物，其特征在于，其顯示結晶性的淀粉比例小于大約20％。
120.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其淀粉顯示出降低的支鏈淀粉鏈長分布。
121.根據權利要求120所述的大麥植物，其特征在于，聚合度落在6-11范圍殘留物的淀粉鏈所占比例大于25％。
122.根據權利要求120所述的大麥植物，其特征在于，聚合度落在6-11范圍殘留物的淀粉鏈所占比例大于30％。
123.根據權利要求120所述的大麥植物，其特征在于，聚合度落在6-11范圍殘留物的淀粉鏈所占比例大于35％。
124.根據權利要求120所述的大麥植物，其特征在于，聚合度落在12-30范圍殘留物的淀粉鏈所占比例小于65％。
125.根據權利要求120所述的大麥植物，其特征在于，聚合度落在12-30范圍殘留物的淀粉鏈所占比例小于60％。
126.根據權利要求120所述的大麥植物，其特征在于，聚合度落在12-30范圍殘留物的淀粉鏈所占比例小于55％。
127.根據權利要求120所述的大麥植物，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈所占比例小于10％。
128.根據權利要求120所述的大麥植物，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈所占比例小于8％。
129.根據權利要求128所述的大麥植物，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈所占比例大于5％。
130.根據權利要求128所述的大麥植物，其特征在于，聚合度落在31-60范圍殘留物的淀粉鏈所占比例大于6％。
131.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其狀態可選擇磨成粉、碾碎、珠狀或滾軋狀、粗磨狀、破裂狀，或者整粒狀的任意一種。
132.根據權利要求131所述的大麥植物，其特征在于，其谷粒磨成粉以便提高糊粉層數量。
133.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其谷粒具有的長度與厚度之比小于等于4。
134.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其谷粒具有的長度與厚度比例小于大約5.8。
135.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其谷粒具有的長度與厚度比例小于大約5.5。
136.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其谷粒不顯示具有特征意義的顏色。
137.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其谷粒可以為無殼的谷粒。
138.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其谷粒具有的淀粉含量大于無殼谷粒的大約12％。
139.根據權利要求89所述的大麥植物，其特征在于，其谷粒具有的淀粉含量大于無殼谷粒的大約15％。
140.一種編碼為SSII的大麥的蛋白質的一種離析出來的核酸分子，其特征在于，所述核酸可在嚴格的條件下與SEQ ID NO 1雜交。
141.一種離析出來的核酸分子，其特征在于，所述核酸分子可活潑地與SEQ ID NO 1特定雜交以抑制SSII的表達。
142.一種細胞，攜帶可復制的重組載體，所述載體攜帶權利要求140所述的核酸分子。
143.一種大麥的谷粒，其特征在于，所述大麥攜帶權利要求141所述的核酸，具有降低了的SSII活性，所述谷粒的淀粉由于減少了支鏈淀粉的含量而具有較高的直鏈淀粉含量。
全文摘要
一種降低了SSII活性的大麥，其淀粉由于降低了支鏈淀粉的含量，而相應地提高了直鏈淀粉的含量。另外，其谷粒具有相對較高的β－葡聚糖含量。該淀粉的結構也可通過多種方式加以改變，其特點為，具有較低的膠化溫度，卻具有降低的膨脹性。淀粉中的膠化淀粉粘度也降低了。具有支鏈淀粉的鏈長分布和較低的淀粉結晶性。淀粉的另一特征是，具有較高的與淀粉相關的脂質含量，淀粉顯示出很高的V－型淀粉結晶水平。淀粉的食用纖維含量較高。這對食物及食品加工來說是個有用的特征。
文檔編號C08B30/04GK1482856SQ01821232
公開日2004年3月17日 申請日期2001年11月9日 優先權日2000年11月9日
發明者莫維爾·馬太·肯尼迪, 莫維爾 馬太 肯尼迪, 大衛, 托普·大衛, 伊恩 萊伊斯, 貝特·伊恩·萊伊斯 申請人:聯邦科技產業研究組織