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摘 要

【目的】探索马铃薯转基因株系支链淀粉的链长分布及其与淀粉理化特性的关系。【方法】以不同马铃薯转基因株系为材料，测定不同转基因株系支链淀粉的分布情况、冻融稳定性、透明度、凝沉性测定，并分析转基因株系的链长分布对淀粉理化特性的影响。【结果】研究表明与对照淀粉相比转基因淀粉的冻融稳定性高、透明度低、凝沉性小、凝胶能力强。

关键词：转基因，支链淀粉，理化特性，马铃薯

Abstract: [Objective] The objective of this study is to explore the relationship between the chain length distribution of transgenic potato lines and the physicochemical properties of starch. [Method] The different transgenic lines potatoes were used as materials.Analyzing the influence of amylopectins to the physicochemical properties of starch by measuring the transgenic potatoes’cold tolerance,stability,transparency,and retrogradation.[Results] Studies show that the genetically modified starch has higher freeze-thaw stability,lower transparency,smaller retrogradation and stronger gel capability.

Key words:transgenic, amylopectin, physicochemical characteristics, potato

目 录

1 引言 4

2 材料与方法 4

2.1 实验材料 4

2.2 实验方法 4

3 结果与分析 6

3.1 不同马铃薯转基因株系支链淀粉链长的分布 6

3.2 不同马铃薯转基因株系淀粉糊的透明度 7

3.3 不同马铃薯转基因株系淀粉糊的凝沉性 7

3.4 不同马铃薯转基因株系淀粉糊的冻融稳定性 7

4 不同马铃薯转基因株系支链淀粉链长分布与理化性质的相关性分析 8

4.1 链长分布与透明度的相关性分析 8

4.2 链长分布与凝沉性的相关性分析 8

4.3 链长分布与冻融稳定性的相关性分析 9

结 论 12

参考文献 13

致 谢 15

1 引言

马铃薯淀粉因其高产及一些优良的特性，在我国的各领域中均有着广泛的用途，例如，在食品方面，因其优良的透明度和较稳定的冻融稳定性等可做为糖的填充剂、肉制品的改善剂；在造纸业中，它可以增加纸张的弹性；在塑料中添加马铃薯淀粉可以增强塑料的抗磨性。天然淀粉在许多的工业应用中都要先进行改性处理，以克服原淀粉的局限性例如，提高淀粉在加热，剪切，冷冻下的稳定性^[1,2]，但对淀粉的化学和物理的改性成本是昂贵的，并且经常采用危险的化学物质对淀粉进行改性处理。因此，利用生物工程手段直接在植物体内生产淀粉性质发生改变的淀粉^[3]是现阶段淀粉改性研究的重点。马铃薯中支链淀粉比重高达80%，故对转基因马铃薯支链淀粉的研究更是迫在眉睫。

本文主要是对不同马铃薯转基因株系支链淀粉的链长分布与淀粉性质进行研究，分析转基因对马铃薯支链淀粉糊化方面的影响。主要有透明度、凝沉性以及冻融稳定性三个方面，透明度一般用透光率来表示，透光率越大，透明度越好，淀粉与水结合能力也越强；淀粉糊的沉降体积反映了淀粉糊形成凝胶能力的强弱。沉降体积越小，形成凝胶的能力就越强，抗老化作用越强；析水率的高低反映了淀粉冻融稳定性的好坏，析水率低则冻融稳定性好，货架期就长。

2 材料与方法

2.1 实验材料

5个马铃薯转基因株系：glgB-2、glgB-6、glgB-9、glgB-21、glgB-24和马铃薯对照Desiree。

2.2 实验方法

2.2.1马铃薯淀粉的提取

将每个转基因株系5株马铃薯植株的薯块混合后，取0.5kg马铃薯洗净后晾干，用钢丝球将皮搓去，切成2-3 cm小块，用1 L含0.1% Na₂SO₃的蒸馏水匀浆，4层纱布过滤。再用2 L含0.1% Na₂SO₃的蒸馏水冲洗滤渣，边冲洗边摇动滤布。滤液于4℃静止12h后倾去上清，将淀粉沉淀用蒸馏水洗三次。将淀粉平铺在滤纸上，自然晾干。将干燥的淀粉在研钵中研磨成粉，过100目筛，即得到马铃薯淀粉。

2.2.2 不同马铃薯转基因株系直、支链淀粉的分离

直、支链淀粉的分离纯化参照Lu等人^[4]和Takeda等^[5,6]的方法。具体步骤如下：

称取0.5 g马铃薯淀粉，加少量无水乙醇，使样品湿润，再加入 15 mL 0.5M NaOH，在沸水浴中搅拌 30 min，冷却，于 4 000×g 离心 10 min，去掉未分散物。用 2 M HCl 中和离心液，并加 10ml 体积比为1∶1丁醇-异戊醇，在沸水浴中加热搅拌 10 min，冷却至室温。移入冰箱内（2-4℃）静置 24 h，于 4 000×g 离心 20 min，沉淀物为粗直链淀粉，离心上清液为粗支链淀粉溶液。

将沉淀物全部移入饱和的 10 ml 正丁醇的水里，在沸水中加热至沉淀溶解，冷却至室温，置于 2～4℃冰箱中静置 2 h，于 4 000×g 离心 20 min，再将沉淀溶于正丁醇中，重复 2 次，离心得沉淀，用无水乙醇洗涤 2 次，于 50℃烘干，即得直链淀粉。

粗支链淀粉溶液加入 1 ml 辛醇，再加入 10 ml体积比为1∶1丁醇-异戊醇，在沸水浴中加热搅拌 10 min，冷却至室温，移入冰箱内（2-4℃）静置 48 h，于 4 000×g 离心 20 min，去掉沉淀物（残存直链淀粉），在离心上清液中加2倍体积无水乙醇，静置，离心，沉淀于 50℃烘干，即得支链淀粉。

2.2.3不同马铃薯转基因株系支链淀粉链长分布的测定

称取100 mg 分离的纯支链淀粉，加入2 mL0.5 mol/L NaOH后，置80℃水浴中加热搅拌10 min，冷却至室温后用1mL 1 mol/L HCl调整pH值至中性。然后加入2 mL异淀粉酶(5000U, 0.1mol·L-1醋酸钠缓冲液, pH 3.5)，于40℃水浴中反应24 h后（期间不时混匀），置沸水浴中10min终止反应。凝胶层析采用Sephadex G-75 层析柱（2.6 cm×80 cm），用0.05 M NaCl (含0.02%NaN₃)进行洗脱，洗脱速率为20ml/h。上样结束后即开始收集样品，每30 min收集1管，每管即10ml。 每管中的可溶性总糖的含量用苯酚-硫酸法测定^[7]，还原性糖的含量用用 3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS法)进行测定^[8]，每管中的平均链长用每管的可溶性总糖与还原性糖的比值来表示。

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