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A SIMPLIFIED METHOD FOR THE DETERMINATION OF AMYLOSE CONTENT IN RICE

一种稻米直链淀粉含量的简易测定方法



全 文 :文章编号 :100028551 (2007) 032246203
一种稻米直链淀粉含量的简易测定方法
梅淑芳1 ,2  贾莉萌1  高君恺1  杨朝柱1  舒小丽1  吴殿星1
(11 浙江大学核农所 IAEA 合作中心 ,浙江 杭州 310029 ;21 金华职业技术学院 ,浙江 金华 324200)
摘  要 :为便于育种利用 ,对农业部标准中的米质测定方法 (NY147 - 88) 作了简化 ,其测定结果与标准法
高度正相关 ( r = 019996) ,两种方法间的测定结果绝对误差小于 1. 2 %。与标准法相比较 ,简易法具有简
单、易操作、样品量少等优点 ,可用于小样品或育种大群体的筛选测定。
关键词 :水稻 ;直链淀粉 ;简易方法
A SIMPLIFIED METHOD FOR THE DETERMINATION OF AMYLOSE CONTENT IN RICE
MEI Shu2fang1 ,2  J IA Li2meng1  GAO Jun2kai1  YANG Chao2zhu1  SHU Xiao2li1  WU Dian2xing1
(11 IAEA Colaborating Center , Institute of Nuclear Agricultural Sciences , Zhejiang University , Hangzhou , Zhejiang  310029 ;
21Jinhua College of Profession and Technology , Jinhua , Zhejiang  324200)
Abstract :A simplified standard method (SSM) was developed to determine amylose content in rice based on the Standard
Method (SM) (NY147288) . A significant positive correlation ( r = 019996) was found between amylose contents determined by
two methods and absolute differences were less than 112 %. The technical advantages of SSM were characterized by simply ,
easily manipulated and small2sample requirement , so that it could be applied in screening and determining amylose content in
small sample and large2scale populations at early generation for breeding purpose.
Key words :rice ;amylose starch ; simplified method
收稿日期 :2006205217
基金项目 :国家自然科学基金 (30671284) ;浙江省重大专项和育种攻关 (0406) 、重点项目 (2006C20010)
作者简介 :梅淑芳 (19702) ,女 ,浙江金华人 ,硕士研究生 ,研究方向为植物遗传育种。
通讯简介 :吴殿星 (19712) ,男 ,浙江开化人 ,研究员 ,研究方向为高效育种方法和资源创新利用。Tel : 0571286971202 ; E2mail : dxwu @zju. edu. cn
  淀粉主要由直链淀粉和支链淀粉组成。直链淀粉
是葡萄糖单元通过α2(1 ,4)糖苷键连接 ,因植物来源不
同 ,聚合度在 100~1000 间 ,是带有少量的α2(1 ,6) 分
支 (小于 011 %) 线性小分子[1~3 ] 。而支链淀粉分子量
大且带有 5 %~6 %的分支键 ,根据 Meyer 提出的支链
淀粉簇状模型 ,其侧链可分成 A、B 和 C 链 ,长 B 链对
表观直链淀粉含量 (AAC)有贡献[2 ,4 ] 。
水稻胚乳含 70 %~80 %的淀粉 ,其中直链淀粉含
量的变异为 0 %~33 %[4~7 ] 。稻米的加工、蒸煮、食味
品质以及淀粉的糊化、膨胀、粘稠、可溶、消化和抗性等
淀粉品质的形成与最终用途均与直链淀粉含量和直链Π支链淀粉的比例有关[8~12 ] 。因此 ,直链淀粉含量一直
是重要的水稻品质育种目标之一。在育种实践中 ,虽
已报道了一些快速测定直链淀粉含量的方法 ,但不是
测定时间太长 ,就是不够准确和稳定[13~21 ] 。现行的农
业部米质测定方法 (NY147288) ,由于存在体积大和不
易操作的问题 ,不便于育种实际利用[22 ] 。因此 ,为在
育种实践中能准确、快速、高效的测定大量单株或高代
品系的直链淀粉含量 ,在农业部部标方法的基础上 ,我
们进行了简化测定方法的研究。
1  材料与方法
111  材料
供试水稻品种为秀水 11、宜香 B、高直链淀粉突变
体 RS111 以及 24 个杂交组合宜香 BΠRS111 的 F2 株
系 ,共 27 份。2005 年春季一同种于浙江大学试验农
场 ,常规田间管理收获。经脱壳、除糙、磨精并制成米
642  核 农 学 报 2007 ,21 (3) :246~248Journal of Nuclear Agricultural Sciences
粉 ,过 100 目筛 ,置于塑料袋室温密封保存备用。
112  直链淀粉含量测定
以农业部米质测定方法 (NY147288) 为标准方法 (Standard Method , SM) 为对照 ,采用简易法 ( SimplifiedStandard Method , SSM)构建标准曲线和测定样品。2 种方法具体的测定程序和差异如下 :
标准法 简易法 主要简化内容
50mg 样品 10mg 样品 样品量要求明显少
↓ ↓
50ml 容量瓶 10ml 带盖试管 样品易落底部 ,不易粘结管壁
↓ ↓
加 015ml 酒精分散 ,415ml 的 1molΠL
NaOH沸水浴 20min
加 100μl 酒精分散 ,900μl 的 1molΠL
NaOH沸水浴 20min
体积小 ,易操作 ,可大量处理 ,且糊化
条件 (时间和温度)更一致
↓ ↓
冷却 ,定容 50ml 冷却 ,定容 10ml 节省蒸馏水
↓ ↓
吸 5ml ,加约 50ml 蒸馏水 ,
1ml 的 1molΠL 的醋酸 ,115ml I22KI 溶液 吸 200μl ,加 318ml 的 I22KI 溶液 节省药品和蒸馏水
↓ ↓
定容 100ml ,静止 20min ,620nm 测定吸光度 静止 10min ,620nm 测定吸光度
  测定直链淀粉含量的标准样品由中国水稻研究所
提供 ,含量分别为 112 %、1112 %、1618 %和 2618 % ,与
分析样品同步测定 ,用于构建标准曲线的比对。同时 ,
以不含样品的容量瓶按同样操作作空白对照。2 次重
复。
113  统计分析
用 SigmaPlot 910 软件回归分析并作图 ,其他分析
在 Excel 中进行。
2  结果与分析
用标准法 (SM)和简易法 (SSM)测定的直链淀粉含
量相互间正相关 ,相关系数为 r = 019998 ,达极显著水
平 (图 1) 。2 次重复间比较 ,简易法的差异小于 1 % ,
变异系数介于 012 %~315 % ,而标准法的最大相差和
变异系数则分别为 114 %和 816 % ,两种方法测定含量
间的绝对误差小于 112 % ,说明简易法可准确地测定
直链淀粉含量 ,且结果重复性更好。但两种方法建立
的标准曲线不一致 ,相互间不能替代 (图 2) 。
不同的测定人员在不同时间采用标准法构建的标
准曲线 ,由于过程复杂和条件难以控制 ,一般易出现较
大的偏差 ,每次必须单独建立标准曲线 ;采用简易法建
立的标准曲线相互平行 ,直链淀粉含量误差小于 2 %
(图 3) 。因此 ,该法建立的标准曲线可供以后测定人
员反复使用 ,无需每次建立标准曲线 ,减少了工作量。
由此可见 ,技术要求低和易操作性是简易法另一大特
点。
图 1  标准法和简易法测定方法的线性回归关系
Fig. 1  Linear regression analysis of apparent amylose
content determined by SM and SSM
SM:标准法 ;SSM:简易法。线条表示平均值±1SD ,下图同
SM:standard method ;SSM:simplified standard method.
bar = means ±1SD , the same as follows
图 2  标准法和简易法建立的标准曲线比较
Fig. 2  Comparison of standard curves established
by the methods of SM and SSM
742 3 期 一种稻米直链淀粉含量的简易测定方法
图 3  不同测定人员在不同时间采用标准法和简易法
建立的标准曲线比较
Fig. 3  The standard curves developed in different
technicians and days by the methods of SM
and SSM independently
3  讨论
在测定直链淀粉含量的实践中 ,其关键步骤在于
淀粉的溶解 ,而淀粉的溶解受多种因素影响 ,如样品易
粘结成团、容器壁残留样品、水浴时间与温度的一致性
等 ,从而影响测定结果的重复性和准确性。
采用标准法测定时 ,样品量大 ,很难控制水浴条件
的一致性 ;体积大 ,不易操作 ,在酒精分散时易将样品
粘留在容量瓶壁上 ,容易产生误差 ;过程复杂 ,需大量
的蒸馏水和较多的其他实验药品等。与之比较 ,简易
法不仅简化了步骤 ,重复性好 ,节省了药品 ,更为主要的
是用试管架 1 次可同时沸水浴 80 个样品 ,保证样品间
水浴温度和时间的一致 ,提高了准确性 ,两人 1d 可完成
160 多个样品的分析测定 ,显著提高了工作效率。因此 ,
简易法不仅测定结果与标准法高度正相关 ,也表现出简
单、高效、准确 ,节省样品和药品等优点。因此 ,育种实
践中 ,可采用简易法对育种早世代大群体或小样品进行
直链淀粉含量的筛选测定。该方法还适用于诱变大群
体 ,本实验室成功从我国主栽水稻品种 9311、527、II2
32B、龙特甫B、K17B 等中创建了系列具有梯度化直链淀
粉含量的突变体 ,证实了该方法的有效性。
参考文献 :
[ 1 ]  Ball S , Guan H P , et al . From glycogen to amylopectin : a model for the
biogenesis of the plant starch granule. Cell , 1996 ,86 :349~352
[ 2 ]  Buléon A , Colonna P , et al . Starch granules : structure and
biosynthesis. Int J Biol Macromol , 1998 ,23 :85~112
[ 3 ]  Dinges J R. Genetic and molecular charactrization of maize starch
debranching enzymes. Ph D Dissertation , Iowa State University , Iowa ,
USA , 2003
[ 4 ]  Vandeputte G E , Vermeylen R , et al . Rice starchs. I. Structure aspects
provide insight into crystallinity characteristics and gelatinization behavior
of granular starch. J Cereal Sci , 2003 ,38 :43~52
[ 5 ]  Colonna P , Preiss J . From glycogen to amylopectin : a model for the
biogenesis of the plant starch granule. Cell , 1996 , 86 : 349~352
[ 6 ]  Jenkins P J , Donald A M. The influence of amylose on starch granule
structure. Int J Biol Macromol , 1995 , 17 (6) : 315~321
[ 7 ]  Vandeputte G E , Delcour J A. From sucrose to starch granule to starch
physical behavior : a focus on rice starch. Carbohyd. Polymers , 2004 ,
58 : 245~266
[ 8 ]  Juliano B O. An international survey of methods used for evaluation of
the cooking and eating quality of milled rice. IRRI Research paper ,
1982 , No. 77
[ 9 ]  Megazyme AmyloseΠAmpectin Assay Kits. For the measurement of the
amylose and amylopectin contents of the starch. Megazyme Co. , Iranland
[10 ]  Frei M , Siddhuraju P , Becker K. Studies on the in vitro starch
digestibility and the glycemic index of six different indigenous rice
cultivars from the Philippines. Food Chem , 2003 , 83 : 395~402
[11 ]  王忠华. 稻米功能性成分的生理活性及其产品开发. 核农学报 ,
2005 ,3 :241~244
[12 ]  沈伟桥 ,舒小丽. 加工型功能早籼稻新品种“浙辐 201”的选育与
特性. 核农学报 ,2006 ,4 :312~314
[13 ]  陈 弈 , 黄 林 , 欧  海. 稻米直链淀粉的微量测定方法的研
究. 广东农业科学 , 1991 , (5) :7~9
[14 ]  崔改泵 , 侯彩云 , 等. 稻米直链淀粉含量 4 种标准检验方法比
较. 中国粮油学报 , 2005 , 20 (2) : 5~7
[15 ]  胡培松 , 翟虎瞿 , 等. 稻米糊化温度和直链淀粉含量简易测定
法. 中国水稻科学 , 2003 , 17 (3) : 284~286
[16 ]  Kumar I , Khush G S. Genetic analysis of different amylose levels in
rice. Crop Sci ,1987 , 27 : 1167~1172
[17 ]  舒庆尧 , 吴殿星. 用进红外反射光谱测定小样本糙米粉的品质
性状. 中国农业科学 , 1999 , 32 (4) : 92~97
[18 ]  舒庆尧 , 吴殿星. 用进红外反射光谱测定稻米精米粉样本表观
直链淀粉含量的研究. 中国水稻科学 , 1999 , 32 (4) : 189~192
[19 ]  陈 磊 , 王新其 , 沈革志 , 周根会. 微量稻米样品直链淀粉含量
测定中若干因素的研究. 上海交通大学学报 (农业科学版) ,
2001 , 19 (1) : 55~57
[20 ]  申岳正 , 闵绍楷 , 熊振民 , 罗玉坤. 稻米直链淀粉含量的遗传的
测定方法的简易. 中国农业科学 , 1990 , 23 (1) : 60~60
[21 ]  王守海. 水稻胚乳直链淀粉含量的遗传研究. 安徽农业科学 ,
1992 , 20 (2) : 114~117
[22 ]  NY147288 : 米质测定方法. 北京 :中国标准出版社 , 1988 , 4~7
842 Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2007 ,21 (3) :246~248