各位老师大家好，我是新疆农业科学院陈勋基，今天代表 26 日“御禾院’小组值日，本组成员有：杜东伟、綦占林、白星焕、金黎明、吉春方、王宝堂、张雪原、李新联、关淑艳、刘守渠、李金良、吴春来等老师。今天就玉米直链淀粉新材料创制与含量检测方法及其生产，谈点自己的体会，不当之处敬请各位专家、老师批评指正。
玉米直链淀粉是重要的工业原料，直链淀粉不仅在食品、医疗和环保等领域中起重要作用，在纺织、造纸、包装等轻工业中也有至关重要的地位。
直链淀粉是一种线性聚合物，而支链淀粉是一种复杂的高支链聚合物。不同类型的玉米含有不同比例的直链淀粉和支链淀粉，因此对加工的反应不同。
玉米不同比例的直链淀粉和支链淀粉会产生具有不同性质的挤出产品。例如，与具有非常高支链淀粉含量的蜡质玉米相比，高直链淀粉玉米的挤压方式不同。
糊化所需的热量将取决于淀粉中存在的直链淀粉和支链淀粉的相对量，因为与支链淀粉相比，直链淀粉糊化的吸热热量不同。玉米糊化可以提高消化率，因此，当高度糊化的玉米喂给牲畜和家禽时，其营养价值增加。
淀粉的合成过程极为复杂其，需要多种酶的催化作用下才能顺利完成此循环。在籽粒胚乳淀粉的生物合成途径中参与催化反应的有 4 种关键的酶，主要包括蔗糖合成酶（Sucrose Synthase，SUS）、ADP 葡萄糖焦磷（ADP-Glucose pyrophospho-rylase，AGPase）、淀粉合成酶（Starch synthase，SS）、淀粉分支酶（Starch branchingenzyme，SBE）及淀粉去分支酶（Starch debranchingenzyme，SDBE）等。即便瞬时淀粉和储藏淀粉的合成都离不开这四种酶，但是，两种淀粉的合成途径有所不同。
淀粉遇碘反应中直链和支的长接影响显色，虽然直链淀粉的聚合度比支链少，但直淀粉中所包含每条平均长约为 的聚合度比支链少，但直淀粉中所包含每条平均长约为 270-525 个葡萄糖基单元，-而支链淀粉平均长仅为 18-25 个葡萄糖单元，当直链淀粉溶液遇碘时葡萄糖基单元大于 60 时淀粉溶液显深蓝色，葡萄糖基单元在 30-60之间显蓝色，而小于 25 大于 6 显紫红色，如果葡萄糖基单元小于 6 淀粉溶液则不显色，因此直链淀粉遇碘液呈深蓝色、 普通玉米淀粉遇碘呈蓝色 ，而支链遇碘时呈紫红色。
过去 5 年里，本团队对普通玉米和高直链淀粉两种玉米表型以及理化性质进行分析，对淀粉合成途径中提高直链淀粉含量的主效基因 SBEIIb 进行功能序列分析并开发出相应的分子功能标记，同时对修饰基因 Du1 和 SBEI 进行测序并分析其中的 SNPs，解析突变体直链淀粉含量提高的机制。
在高直链淀粉材料选育过程中，优化玉米直链淀粉的检测方法。以高直链淀粉突变体为材料，通过回交转育，以先玉 047、先玉 335、郑单 958 为底盘材料，选育直链淀粉含量为 47%和 65%的杂交组合 8 个，平均亩产 1033公斤（25%水分）。主要研究结果如下：
1. 表型分析和胚乳亚显微结构分析：对普通玉米和高直链淀粉总淀粉含量、直链淀粉含量以及百粒重等进行测定发现高直链淀粉玉米材料百粒重和总淀粉含量显著降低，而直链淀粉玉米材料中直链淀粉含量高于普通玉米，在成熟期达到 63%。对两种材料淀粉颗粒亚显微结构进行扫描电镜(SEM)分析发现普通玉米淀粉颗粒是多面体形状、有菱角，而高直链淀粉颗粒表面相对圆润。
2.SBEIIb 基因功能序列分析及分子标记开发；SBEIIb 测序结果表明突变体基因发生 6 个 SNP 和 2 个 InDel，其中第 11 外显子处发生的由 A-T 颠换导致 SBEIIb 蛋白第358 位的谷氨酸（E）变成天冬氨酸（D），根据 SWISS-Model 对野生型和突变体的SBEIIb 进行蛋白三维结构预测，发现高直链淀粉玉米的 SBEIIb 蛋白的空间结构比普通玉米的空间结构缺少一个折叠，推测出该结果可能导致 SBEIIb 蛋白活性下降甚至丧失，是突变体直链淀粉含量提高到 50%-60%的主要原因。
进一步根据 SBEIIb 基因第 10内含子处发生的 A-G 转换和第 11 外显子的 A-T 颠换位点设计 SBEIIb/sbeIIb 特异性KASP 分子功能标记，该分子标记的开发使得高直链淀粉玉米的选择从收获期提前到苗期，有助于提升高直链淀粉玉米品种培育进程。
3.玉米淀粉合成中 Du1 基因第 3 外显子所发生的 T-C 对突变体直链淀粉含量的提高有一定的修饰作用，能将突变体直链淀粉含量提高到 60-70%。
4.淀粉检测方法的优化：玉米淀粉含量检测过程中 pH 值 2.5-4.0 时淀粉反应较灵敏，淀粉和碘分子反应时间 10-15 分钟测吸光度最合适，盐酸比乙酸具有更适合做淀粉检测过程中的分散剂。
5．高直链淀粉玉米规模化生产
根据市场需求，确定下一年订单和加工厂。在生产中高直链淀粉玉米杂交种萌发率较常规杂交种低 10%，播种前对种子进行比重选和色选，剔除霉变种子。
根据新疆昌吉气候特点和土壤条件，采用一膜两行或一膜四行膜下滴灌种植模式，大行 65cm，小行 35cm，株距 16cm，亩保苗 7500 株。根据土壤养分状况和玉米生长需求，亩施尿素50kg，磷酸一铵 20kg，硫酸钾 5kg，同时在 8-12 叶期间化控株高时补充硼、锌微量元素。
开花前和授粉结束后，无飞机飞防精准防治玉米蚜虫和红蜘蛛。与普通大田玉米不同，高直链淀粉玉米滴灌第一水适当提前，灌浆后期氮肥使用量适当减少，预防穗粒腐病害。
