伽玛玉米醇溶蛋白使玉米粒更坚硬

2010-7-13 13:37 来源: 科技日报
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  据美国物理学家组织网报道,美国研究人员发现,伽玛玉米醇溶蛋白(gamma zein)会使玉米粒更加坚硬,坚硬的玉米粒更容易被收割、存储和运输。该发现可以让科学家研发出更好的杂交玉米,为以玉米为主食的人口提供更多玉米,也揭示了“优质蛋白玉米(QPM)”这种品种的玉米既便宜又有营养的原因。

  由于玉米的赖氨酸和色氨酸含量低,并非优质的蛋白质来源,玉米育种学家很早就开始注意这一问题,并致力于玉米蛋白质品质的改良。经过长期的研究实践,改良玉米蛋白质品质目前主要是通过提高玉米胚乳中谷蛋白含量,减少醇溶蛋白含量,达到改善氨基酸组成的目的,经过这一方法改良的玉米被称为“优质蛋白玉米”(QPM),于上世纪90年代问世。

  在最新一期美国《国家科学院院刊》(PNAS)上,罗格斯大学卫克曼微生物研究所主任约基姆·梅辛领导的研究团队报告了使QPM玉米粒更加坚硬的遗传学秘密。

  研究人员怀疑两个负责产生伽玛玉米醇溶蛋白的基因(16号和27号kDa伽玛玉米醇溶蛋白)会影响QPM玉米粒的坚硬度,研究员吴永瑞(音译)使用一种技术消除了这两种基因的表达后发现,得到的玉米粒更软。

  研究人员使用电子显微术对初始玉米粒和剔除了基因的玉米粒进行了仔细观察,结果发现,更软的玉米仁缺乏伽玛玉米醇溶蛋白,伽玛玉米醇溶蛋白同玉米粒中富含淀粉的成分相互连接,同时让玉米粒保持完整,也让玉米粒更加坚硬。

  约基姆·梅辛表示,尽管QPM于上世纪90年代就被研发出来,科学家一直不知道可以改变玉米粒的硬度,新研究表明玉米硬度可以改变,这将有助于研究人员通过传统的育种技术或者基因工程技术,研发出更好的玉米杂交品种。同时,新发现也将帮助科学家更好地理解种子和其组成成分是如何进化的。