【摘 要】
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淀粉是谷物最主要的成分,也是谷子应用的决定因素,目前关于不同品种谷子淀粉的理化性质还未得到全面系统的研究。禾本科植物中Waxy基因的缺失或者突变将会影响颗粒结合型淀粉合成酶（GBSS）活性,导致直链淀粉含量降低,从而影响农作物的粳糯性,该基因在水稻、小麦、玉米等常见粮食作物中研究较多,但是在谷子中的研究甚少。为探究不同谷子品种间淀粉理化特性的差异及Waxy基因对淀粉的调控作用,本研究以21个谷子品
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淀粉是谷物最主要的成分,也是谷子应用的决定因素,目前关于不同品种谷子淀粉的理化性质还未得到全面系统的研究。禾本科植物中Waxy基因的缺失或者突变将会影响颗粒结合型淀粉合成酶（GBSS）活性,导致直链淀粉含量降低,从而影响农作物的粳糯性,该基因在水稻、小麦、玉米等常见粮食作物中研究较多,但是在谷子中的研究甚少。为探究不同谷子品种间淀粉理化特性的差异及Waxy基因对淀粉的调控作用,本研究以21个谷子品种作为试验材料,观察淀粉的颗粒形态,测定淀粉的含量、糊化特性、热特性等物理化学性质,利用皮尔逊相关系数分析淀粉理化性质之间的相关性,并成功构建p CAMBIA 1300-Waxy过表达载体,获得过表达Waxy的阳性水稻植株,验证Waxy基因对直链淀粉含量的影响。研究结果如下:（1）21种谷子淀粉颗粒大小和形态相似。谷子淀粉颗粒主要呈现球形和多边形两种形态,多边形淀粉颗粒的直径往往大于球形淀粉颗粒,且表面覆盖有不规则分布的小孔,而球形淀粉颗粒表面一般较为光滑,很少有小孔覆盖。（2）21种谷子直链、支链淀粉含量的比值（直/支）在11.82%～27.22%之间,其比值将会直接影响谷子的蒸煮品质,比值越小,小米饭的黏性就越大,口感更为软糯,可以增强小米饭的食味品质。本研究结果表明汾选11号更适合作为蒸煮食品。（3）21个谷子品种中,品1-8溶解度最高,夏谷2号膨胀度最高,油谷的溶解度和膨胀度均为最低值,表明油谷更适合作为蒸煮食品。所测样品的透光率较低,光泽度较差,不适合作为高光泽食品的原材料。青米糊化所需的温度较高,而长农0302糊化所需的温度和相变热焓较低,表明长农0302糊化需要较少的能量,更适合作为蒸煮食品。（4）21个谷子品种间直链、支链淀粉含量的比值（直/支）与溶解度呈正相关,与膨胀度和热特性呈负相关;透明度与溶解度和膨胀度成正相关;起始温度、峰值温度、终止温度和相变热焓四者之间呈正相关。（5）以豫谷18号为试验材料克隆了Waxy基因,经回收纯化后插入双元表达载体p CAMBIA 1300中,成功构建p CAMBIA 1300-Waxy过表达载体,利用农杆菌介导的水稻遗传转化方法,获得Waxy过表达转基因水稻,并证明谷子中的Waxy基因过量表达可以增加直链淀粉含量。（6）以Waxy基因的DNA序列为模板设计靶点,通过CRISPR-Cas9技术成功构建Waxy基因的敲除载体。
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