膳食纖維對稻米品質(zhì)和消化特性的影響及高膳食纖維突變體的基因定位.pdf

1、膳食纖維是不能被小腸消化吸收，在大腸內(nèi)部分或全部發(fā)酵的可食性植物組分或類似的碳水化合物，包括高分子量膳食纖維、低分子量膳食纖維、多糖類似物和抗性淀粉。膳食纖維是平衡膳食的重要內(nèi)容，攝入不足會增加諸多慢性疾病的發(fā)生風(fēng)險。谷物胚乳細(xì)胞壁是膳食纖維的主要來源，而胚乳細(xì)胞壁的非淀粉多糖(Non-starch polysaccharide，NSP)是谷類食物中膳食纖維的主要組成成分。此外，抗性淀粉也是谷物膳食纖維的重要組分，具有膳食纖維的生理功效

2、，能夠有效控制餐后血糖水平，預(yù)防和控制肥胖、Ⅱ型糖尿病和心血管疾病等代謝綜合癥。
　　作為世界上一半以上人口的主糧，稻米是高血糖指數(shù)食品。因此，有利于人體健康的功能型水稻品種改良是今后研究的新方向。本論文研究了NSP對稻米食味品質(zhì)和淀粉消化特性的影響;通過精米離體消化后殘渣進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察，運用碳水化合物分析測定的方法鑒定獲得了一個新型高膳食纖維突變體，并對其遺傳特性進(jìn)行了分析。論文的主要研究結(jié)果陳述如下:
　　1.支鏈淀粉參

3、與抗性淀粉的形成，可能與胚乳細(xì)胞壁互作進(jìn)而影響淀粉的消化。高抗性淀粉水稻突變系RS4(RS，ca.10％)與野生型R7954一樣具有正常的種子活力，抗性淀粉可以被自身淀粉酶水解，不影響種子發(fā)芽。內(nèi)源淀粉酶對R7954的直鏈淀粉和支鏈淀粉同步水解，而在RS4中則優(yōu)先利用支鏈淀粉。種子萌發(fā)10d后，RS4種子內(nèi)仍殘留部分淀粉，其X衍射圖譜僅16.90°和21.62°出現(xiàn)衍射峰。殘留淀粉中支鏈淀粉和抗性淀粉比例都很高，并且與胚乳細(xì)胞壁緊密貼合

4、，可能作為抗消化因子影響淀粉消化。
　　2.稻米非淀粉多糖影響稻米的品質(zhì)和消化特性，且該影響具有NSP類型和水稻品種依賴性。胚乳細(xì)胞壁水解或部分水解后，米粉糊化溫度(GT)、膠稠度(GS)和膨脹力(SP)升高;熱膠粘度(HPV)、消減值(SB)、冷凝膠硬度(HD)和咀嚼度(CH)下降;快消化淀粉含量(RDS)減少，慢消化淀粉(SDS)含量增加，去除或部分去除NSP可改善稻米的蒸煮食味品質(zhì)。此外，不同的NSP組分對于稻米蒸煮品質(zhì)和消

5、化特性的影響也不同。本研究中，NSP的存在與否對秈型糯稻的淀粉消化特性影響最大，對秈稻R7954的品質(zhì)特性影響較大，而對兩個粳稻的品質(zhì)特征和消化特性的影響相對較小。
　　3.基于高膳食纖維突變體cw理化特性，建立了高通量篩選高膳食纖維水稻的方法。對高膳食纖維突變體cw和野生型R7954、粳稻Nipponbare的精米進(jìn)行離體消化后，cw的各NSP組分均和RS含量也顯著高于野生型，淀粉離體消化速率顯著低于R7954和Nipponba

6、re。且突變體cw離體消化后保持完整米粒形態(tài)，碘染后呈現(xiàn)藍(lán)紫色，而對照R7954和Nipponbare的消化殘余物米粒形態(tài)消失呈棉絮狀。基于該形態(tài)特征建立的高通量篩選高膳食纖維水稻的方法可以很好地區(qū)分水稻群體中的高與低膳食纖維株系。
　　4.籽粒膳食纖維性狀在秈粳稻背景下受一對隱性和一對顯性核基因控制，在秈秈背景下受一對隱性核基因控制。隱性突變基因cw(t)被精細(xì)定位于第8染色體標(biāo)記RM22540和cw11之間，其物理距離為175