中國農業科學院作科所創制出“抗凍融玉米”新種質
時間:2025-06-03 09:46 來源:中國農業科學院作物科學研究所 原文:
5月25日,中國農業科學院作物科學研究所作物分子育種技術和應用創新團隊利用基因編輯技術對淀粉合成過程中的基因進行靶向突變,顯著提升了玉米淀粉的凍融穩定性,為培育凍融穩定性玉米新品種,攻克淀粉類冷凍食品“老化回生”難題提供了新路徑。相關研究成果發表在《植物生物技術(Plant Biotechnology Journal)》上。


近年來,生活節奏逐漸加快,冷凍食品憑借易加工、風味佳等優勢深受家庭青睞。淀粉作為眾多冷凍食品的主要原料或添加劑起到優化食物質地與口感的功效。然而,普通玉米淀粉的凍融穩定性較差,導致相關食品在上市前因長時間存放或多次凍融等實際因素,產生因溫度波動引發的冰晶融化、水分流失及質地軟化等品質下降問題。因此,探究影響玉米淀粉凍融性變化的機理,培育具有優異凍融穩定性的玉米新品種具有重要意義。
研究人員利用基因編輯技術對淀粉合成相關基因 Waxy1 和 Sugary2 進行靶向突變,發現雙基因突變體淀粉的凍融穩定性顯著提高。在淀粉凍融穩定性評估中,經三次凍融循環后,野生型、 Waxy1 突變體和 Sugary2 突變體淀粉糊呈現海綿狀結構,后續循環中出現明顯水分流失。而雙基因突變體淀粉糊在凍融循環中從高度透明的膠體溶液變為透明度低的白色膠體溶液,前三次循環無水分流失,第六次循環水分流失不超過10%,凍融穩定性出色。進一步調查發現, Waxy1 和 Sugary2 雙基因突變體的綜合農藝性狀與野生型相似,未發現顯著負面效應。
作科所碩士研究生馬銘政、劉沛楓為該論文的共同第一作者,謝傳曉研究員和劉昌林副研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到農業生物育種國家科技重大專項、國家重點研發計劃等項目的資助。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70140