全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(5): 952−957 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD04B01)和泰山学院引进人才项目(Y2008-2-6)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 王宪泽, E-mail: xzwang@sdau.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: fmzhao8828@163.com
Received(收稿日期): 2008-09-07; Accepted(接受日期): 2009-02-17.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.00952
小麦籽粒淀粉分支酶同种型 SBE IIb的亚细胞定位及遗传多样性
赵法茂 1 蔡瑞国 2 毕建杰 3 肖 军 1 王宪泽 3,*
1泰山学院生物系, 山东泰安 271021; 2河北科技师范学院农学系, 河北昌黎 066600; 3山东农业大学作物生物学国家重点实验室, 山东
泰安 271018
摘 要: 以 70个有代表性的小麦品种, 采用 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法检测淀粉粒结合 SBE IIb的品
种间差异; 并对 SDS-PAGE凝胶中 SBE IIb进行回收、复性和酶活性测定。结果表明, 淀粉粒结合蛋白(SGP)中分子
量为 85 kD的 SGP-2是与淀粉粒结合的 SBE IIb, 具有淀粉分支酶活性; SBE IIb从淀粉粒释放并去除 SDS后活性立
即恢复, 其活性高峰出现在花后 21 d左右; SBE IIb在小麦籽粒发育早期开始表达, 不同发育时期表达量有差异, 但
其表达图谱在品种间没有差异, 即编码 SBE IIb的基因位点不具有品种的遗传多态性。
关键词: 小麦; 淀粉粒结合蛋白(SGP); SBE IIb; 遗传多态性
Subcellular Localization and Genetic Polymorphism of Isoform of Starch
Branching Enzyme (SBE IIb) in Wheat Grain
ZHAO Fa-Mao1, CAI Rui-Guo2, BI Jian-Jie3, XIAO Jun1, and WANG Xian-Ze3,*
1 Department of Biology, Taishan College, Tai’an 271021, China; 2 Agronomy Department, Hebei Normal University of Science and Tech-
nology, Changli 066600, China; 3 State Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China
Abstract: To elucidate subcellular localization and genetic polymorphism of SBE IIb, the isoform of starch branching enzyme
(SBE), in wheat grain and make insight into molecular mechanism of amylopectin biosynthesis. We identified the differences of
SBE IIb among 70 wheat varieties using SDS polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), recovered SBE IIb from poly-
acrylamide gel and determined its enzymatic activities. The expression levels of SBE IIb were examined during grain-filling pe-
riod. The result indicated that starch granule-bound protein SGP-2, was granule-associated SBE IIb with molecular weight of 85
kD. It possessed SBE activity when SDS was removed by acetone precipitation, which reached the highest activity at the 21th day
after anthesis. SBE IIb expressed at the early developing stage of wheat grain and expression quantity exhibited differences in
different developing periods. Notably, the expression profile of SBE IIb showed no differences among 70 varieties.
Keywords: Wheat (Triticum aestivum L.); Starch granule-bound proteins (SGP); SBE IIb; Genetic polymorphism
淀粉是小麦(Triticum aestivum L.)籽粒的主要成分,
约占籽粒重量的 65%, 由直链淀粉和支链淀粉两种葡萄
糖多聚体组成。直链淀粉一般约占淀粉总量的 25%, 支链
淀粉约占淀粉总量的 75%, 直链淀粉与支链淀粉的比例
在不同小麦品种中的变异范围为 1∶3~1∶5[1]。直链淀粉
与支链淀粉的比例(直/支比)影响淀粉的理化性质和黏滞
性谱(RVA谱)特性, 进而影响面条加工品质、食用品质和
工业用途[2-3]。然而直链淀粉含量相同或相近的品种之间,
淀粉品质仍表现出明显差异, 说明除直/支比外, 支链淀
粉的精细结构如聚合度、分支化度、链长分布和平均链长
等结构参数也显著影响小麦品质[4]。
直链淀粉是由 α-1,4糖苷键连接的线性分子, 很少或
没有 α-1,6糖苷键分支 , 由颗粒结合淀粉合成酶 (GBSS,
EC2.4.1.21)催化合成; 支链淀粉则是由 α-1,4 糖苷键相连
的葡萄糖链再通过 α-1,6糖苷分支键连接而成的葡萄糖聚
合体, 而淀粉分支酶(SBE, EC2.4.1.18)是唯一引入 α-1,6
分支键的淀粉合成酶, 因此 SBE 的性质和活性是影响支
链淀粉精细结构和含量的重要因素[5-6]。根据分子结构、
免疫反应特性和底物特异性等的不同, SBE分为 SBE I和
SBE II两种同种型。Morell等[7]通过阴离子交换层析, 分
第 5期 赵法茂等: 小麦籽粒淀粉分支酶同种型 SBE IIb的亚细胞定位及遗传多样性 953


离并纯化了小麦 3种 SBE, 分别命名为 SBE IAD、SBE IB
和 SBE II, 并进一步把编码 SBE I的基因定位到第 7部分
同源群染色体上; SBE I 有 4 种同工型, 即 A、B、Di和
Dii; SBE II也有两种同工型, 即 SBE IIa和 SBE IIb。SBE II
的空间分布是不同的, 就蛋白质含量而言, 在小麦中 SBE
IIa是胚乳可溶性基质的主要部分, SBE IIb的主要部分存
在于淀粉粒内 , 其含量约占淀粉粒结合 SBE II 蛋白的
72% [8]; 而在玉米中, SBE IIb是胚乳可溶性基质中占支配
地位的 SBE II形式, SBE IIb基因(ae)突变导致高直链淀粉
表型, 被称为直链淀粉增加子(amylose extender), 在支链
淀粉合成中起关键作用[9-10]。
Tetlow等[11]通过免疫共沉淀试验, 证明小麦 SBE IIb
通过磷酸化作用与 SBE I 和磷酸化酶形成蛋白质复合体,
而且在蛋白质复合体形成中 SBE IIb起着重要作用, 在一
定程度上可能决定淀粉合成的类型。SBE I四种同工型的
分布在不同小麦品种中表现出丰富的多态性, 而 SBE IIa
无多态性[12-13]。有关 SBE IIb是否具有多态性及在籽粒发
育过程中的表达量分析, 至今鲜有报道。本文研究了小麦
籽粒发育过程中 SBE IIb的表达水平, 以期明确 SBE IIb
亚细胞定位和遗传多样性, 为阐明支链淀粉合成机制进
而为小麦品质改良提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与取样方法
选取各地有代表性的 70个小麦品种(表 1), 由山东
省小麦研究中心种质资源室提供。于 2006年 10月上旬播

表 1 70个供试品种的名称和种源地
Table 1 Names and sources of 70 varieties in this study
No. 品种
Variety
种源地
Origin
No. 品种
Variety
种源地
Origin
1 农大 183 Nongda 183 中国北京 Beijing, China 36 陕农 981 Shaannong 981 中国陕西 Shaanxi, China
2 农大 93 Nongda 93 中国北京 Beijing, China 37 老麦 Laomai 中国陕西 Shaanxi, China
3 北京 8号 Beijing 8 中国北京 Beijing, China 38 陕旱 8675 Shaanhan 8675 中国陕西 Shaanxi, China
4 中优 9507 Zhongyou 9507 中国北京 Beijing, China 39 陕 31 Shaan 31 中国陕西 Shaanxi, China
5 冀麦 2号 Jimai 2 中国河北 Hebei, China 40 陕农 7859 Shaannong 7859 中国陕西 Shaanxi, China
6 藳优 915 Gaoyou 915 中国河北 Hebei, China 41 小偃 6号 Xiaoyan 6 中国陕西 Shaanxi, China
7 石特 14 Shite 14 中国河北 Hebei, China 42 甘麦 8号 Ganmai 8 中国甘肃 Gansu, China
8 晋麦 8号 Jimai 8 中国山西 Shanxi, China 43 皖麦 19 Wanmai 19 中国安徽 Anhui, China
9 平阳 27 Pingyang 27 中国山西 Shanxi, China 44 蝉不吱 Chanbuzhi 中国安徽 Anhui, China
10 小红皮 Xiaohongpi 中国内蒙古 Inner Mongolia, China 45 皖麦 42 Wanmai 42 中国安徽 Anhui, China
11 鲁麦 18 Lumai 18 中国山东 Shandong, China 46 大黄皮 Dahuangpi 中国安徽 Anhui, China
12 山东辐 63 Shandongfu 63 中国山东 Shandong, China 47 望水白 Wangshuibai 中国浙江 Zhejiang, China
13 PH92-6 中国山东 Shandong, China 48 黄水白 Huangshuibai 中国浙江 Zhejiang, China
14 济南 13 Jinan 13 中国山东 Shandong, China 49 水里站 Shuilizhan 中国江西 Jiangxi, China
15 济南 17 Jinan 17 中国山东 Shandong, China 50 华东 6号 Huadong 6 中国江苏 Jiangsu, China
16 济南 6号 Jinan 6 中国山东 Shandong, China 51 颚麦 6号 Emai 6 中国湖北 Hubei, China
17 烟优 361 Yanyou 361 中国山东 Shandong, China 52 蜀万 8号 Shuwan 8 中国四川 Sichuan, China
18 烟农 15 Yannong 15 中国山东 Shandong, China 53 川麦 36 Chuanmai 36 中国四川 Sichuan, China
19 济南 16 Jinan 16 中国山东 Shandong, China 54 繁 6 Fan 6 中国四川 Sichuan, China
20 PH82-2-2 中国山东 Shandong, China 55 红秃子 Hongtuzi 中国宁夏 Ningxia, China
21 鲁麦 22 Lumai 22 中国山东 Shandong, China 56 宁春 4号 Ningchun 4 中国宁夏 Ningxia, China
22 泰山 5号 Taishan 5 中国山东 Shandong, China 57 贵农 10号 Guinong 10 中国贵州 Guizhou, China
23 鲁麦 23 Lumai 23 中国山东 Shandong, China 58 云麦 34 Yunmai 34 中国云南 Yunnan, China
24 鲁麦 14 Lumai 14 中国山东 Shandong, China 59 高原 506 Gaoyuan 506 中国青海 Qinghai, China
25 豫麦 50 Yumai 50 中国河南 Henan, China 60 晋麦 2148 Jimai 2148 中国福建 Fujian, China
26 周麦 18 Zhoumai 18 中国河南 Henan, China 61 上林小麦 Shanglinxiaomai 中国广西 Guangxi, China
27 兰考 861797 Lankao 861797 中国河南 Henan, China 62 台中 23 Taizhong 23 中国台湾 Taiwan, China
28 蚰子麦 Youzimai 中国河南 Henan, China 63 13693063-6-1-1 (Aquila selection line) 意大利 Italy
29 内乡 5号 Neixiang 5 中国河南 Henan, China 64 阿夫 Funo 意大利 Italy
30 周麦 19 Zhoumai 19 中国河南 Henan, China 65 意大利 1号 Appulo-Dr selection line) 意大利 Italy
31 郑州 6号 Zhengzhou 6 中国河南 Henan, China 66 NSA02-0047 (Etoile de choisy) 法国 France
32 漯麦 16 Luomai 16 中国河南 Henan, China 67 NSA02-0104 (Floress selection line) 法国 France
33 鹤麦 Hemai 046 中国河南 Henan, China 68 NSA02-0113 (Floress selection line) 法国 France
34 豫麦 2号 Yumai 2 中国河南 Henan, China 69 赤小麦 Akagomughi 日本 Japan
35 陕 523 Shaan 523 中国陕西 Shaanxi, China 70 高加索 Кavкаz 前苏联 USSR

954 作 物 学 报 第 35卷

种于山东农业大学教学实习农场 , 试验地肥力均匀 , 小
区面积 6 m2, 3 次重复, 随机区组排列, 种植密度为 120
株 m−2, 其他田间常规管理按小麦高产栽培技术规程进
行。
开花期选取生长一致及穗大小相近的植株, 挂牌标
记同一日开花的麦穗, 于开花后 7 d开始取样, 每 7 d取
一次, 直至开花后 35 d完全成熟。取样时间为 9:00~11:00,
每个品种共取 3~5个标记穗, 每穗取中部小穗籽粒, 经液
氮速冻 30 min后放入–60℃超低温冰箱中保存, 用于淀粉
粒提取和 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳。
1.2 淀粉粒提取
参照 Denyer等[14-15]和 Rahman等[16]的方法, 稍作修
改。取花后 20 d的籽粒 100 g, 去除种皮和胚, 加 3倍体
积提取 buffer (50 mmol L−1 Tris-HCl, pH 7.5, 2.3% SDS, 1
mmol L−1 EDTA, 1 mmol L−1 DTT), 4℃下研磨, 用 60目纱
布过滤匀浆液 , 重复研磨滤渣一次 , 合并两次滤液 , 于
4℃下以 10 000×g离心 10 min, 取沉淀并去除表面的绿色
或灰棕色物质, 重新悬浮和离心(条件同上) 3~4次, 将沉
淀悬浮在冷丙酮中于–20℃静置 5 min, 同上离心, 再用丙
酮洗沉淀两次, 室温干燥并贮存于–20℃备用。
1.3 SBE IIb的提取及 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳
参照 Rahman等[16]和 Laemmli[17]的方法, 稍作修改。
称取 100 mg 淀粉, 加 2 mL 提取 buffer (50 mmol L−1
Tris-HCl, pH 7.5, 5 mmol L−1DTT, 10% SDS), 沸水浴 5
min, 于 4℃下以 15 000×g离心 10 min, 将上清液转入另
一个干净试管, 加 3 倍体积冷丙酮(–20 ), ℃ 冰浴中放置 1
h, 同上离心, 将沉淀于室温下干燥并重悬在 100 μL样品
buffer (62.5 mmol L−1 Tris-HCl, pH 6.8, 2% SDS, 5%巯基
乙醇, 10%甘油)中, 上样电泳[17]。分离胶浓度 7.5%, 浓缩
胶浓度 5%, 恒流 25 mA, 上样量 40 μL, 考马斯亮蓝染色,
按 Yamamori 等[18]的方法进行谱带命名, 用 Bandscan 5.0
对电泳酶谱进行扫描。
1.4 SBE IIb回收和复性
参照 Hager等[19]、Denyer等[14]和 Dynan等[20]的方法
并对 TED 缓冲液、复性缓冲液和复性时间作适当修改。
用 1 mL洗提 buffer (50 mmol L−1 Tris-HCl, pH 7.5, 0.1%
SDS, 1 mmol L−1 EDTA, 5 mmol L−1 DTT, 150 mmol L−1
NaCl, 0.1 mg mL−1牛血清白蛋白)于 25℃过夜洗提, 4℃下
15 000×g离心 5 min, 上清液备用。用冷丙酮(–20 )℃ 沉淀
蛋白质, 沉淀经自然风干, 用 1 mL 80%丙酮和 20% TED
buffer (50 mmol L−1 Tris-HCl, 1 mmol L−1 EDTA, 1 mmol
L−1DTT)洗提一次。将沉淀溶解在 20 μL含 6 mol L−1盐酸
胍的稀释 buffer (50 mmol L−1 Hepes-NaOH, pH 7.5, 1
mmol L−1 EDTA, 5 mmol L−1 DTT, 50 mmol L−1NaCl, 5
mmol L–1 MgCl, 20%甘油)中, 室温放置 1 h, 再用稀释
buffer稀释 50倍, 室温放置 12~16 h, 用于测定酶活性。
1.5 酶活性测定
参照李太贵的方法[21], 经适当改进。以反应缓冲液
(50 mmol L−1 Hepes-NaOH, pH 7.5, 5 mmol L−1 EDTA,
1 mmol L−1 DTT, 2 mmol L–1 KCl, 1%聚乙烯吡咯烷酮
K-30), 保温 2 h, 沸水浴 1 min终止反应。以波长 660 nm
下每降低 1%碘蓝值为一个酶活性单位(U mg−1 DW h−1),
所有测定均重复 3次。
1.6 数据统计分析
采用 Microsoft Excel 2003和 DPS (Date Processing
System)数据处理软件统计分析数据, 其中差异显著性采
用 t测验法, 多重比较采用 Duncan’s新复极差检测法。
2 结果与分析
2.1 淀粉粒结合蛋白 SDS-PAGE分析
用含高浓度 SDS 的提取缓冲液于 100℃彻底糊化淀
粉就可以释放与淀粉粒紧密结合的蛋白质 , 通过 7.5%
SDS-PAGE 分离纯化, 考马斯亮蓝 R-250 染色, 检测到至
少 4 种主要的淀粉粒结合蛋白(starch granule proteins,
SGPs) (图 1), 命名为 SGP-1 (SGP-A1、SGP-D1 和 SGP-
B1)、SGP-2、SGP-3 和 Waxy 蛋白 [18], 分子量分别为
100~115[22]、85、75和 60 kD[14, 16]。其中 SGP-2是小麦籽
粒发育过程中被包裹进淀粉粒内的 SBE IIb[16, 22]。

图 1 小麦淀粉粒结合蛋白 SDS-PAGE分析
Fig. 1 Electrophoregram of SGP from immature wheat grain by
SDS-PAGE
M: protein standard, 1: Emai 6.

2.2 SBE IIb回收及复性
把电泳图谱中的主要蛋白带从凝胶中按从上到下的
顺序切下回收, 用丙酮沉淀去除变性剂 SDS, 加微量盐酸
胍(6 mol L−1)使肽链充分伸展, 然后再加入 50 倍盐酸胍
体积的复性缓冲液快速稀释, SBE IIb 通过肽链重新折叠
恢复原有空间结构即恢复活性。但是, 通过该复性程序回
收的 SBE IIb 活性很低, 活性测定时需要更长的反应时
间。相对于籽粒 SBE表达高峰期测活需要 20 min保温时
间, 复性淀粉粒结合 SBE活性测定需要 2 h。酶活性测定
结果表明, 上述复性步骤可以从凝胶中回收 SBE 活性,
而且 85 kD的谱带酶活性最大(图 2)。
第 5期 赵法茂等: 小麦籽粒淀粉分支酶同种型 SBE IIb的亚细胞定位及遗传多样性 955



图 2 从凝胶中回收淀粉粒结合 SBE IIb活性检测
Fig. 2 Activities of starch granule-bound SBE IIb reconstituted from the SDS-PAGE

2.3 小麦籽粒发育过程中 SBE IIb活性分析
从花后 7 d开始至花后 28 d, SBE活性动态呈现单峰
曲线, 其高峰出现在花后 21 d(图 3)。

图 3 鄂麦 6号籽粒发育过程中淀粉粒结合 SBE IIb活性变化
Fig. 3 Activity changes of SBE IIb during grain filling period in
Emai 6
2.4 小麦籽粒发育过程中 SBE IIb表达分析
开花后 7 d 的 SGP-2 谱带最细, 且亮度暗, 说明
SGP-2蛋白表达量最低, 其次为花后 35 d, 开花后 14~28
d的表达量变化不大(图 4)。应用 BandScan 5.0 凝胶分析
软件对电泳图谱进行定量扫描, 结果如图 5所示。在小麦
籽粒发育的不同时期, SGP-2的表达水平有差异。从花后
14 d至 28 d, 其蛋白表达量差异不显著, 但有降低趋势。
2.5 SBE IIb基因位点遗传多态性鉴定
在花后 21 d的淀粉粒中, SGP-2的表达模式品种间无
差异, 所有测试品种都具有 85 kD 的酶带(图 5), 即都具
有 SBE IIb基因位点。因此 SBE IIb与 SBE IIa一样, 不具
有品种的遗传多样性, 但其表达量各品种有所不同。
3 讨论
在小麦籽粒发育早期, 淀粉粒未形成之前, SBE IIb
存在于造粉体可溶性基质中, 随着淀粉粒发育成熟, SBE


图 4 小麦籽粒发育过程中 SBE IIb动态表达量分析
Fig. 4 Expression quantity of SBE IIb in developing wheat grain
M: protein standard; Variety: Emai 6.
956 作 物 学 报 第 35卷


图 5 鄂麦 6号籽粒发育过程中淀粉粒结合 SBE IIb表达量分析
Fig. 5 Analysis of expression quantity of SBE IIb during grain
filling period in Emai 6
IIb被淀粉粒所捕获成为淀粉粒结合蛋白(SGP-2), 由于与
淀粉合成底物 ADP-葡萄糖(ADPG)相分隔, ADPG不能渗
透进淀粉粒内, SBE IIb 暂时不表现活性, 在淀粉合成中
很可能不再行使功能[14]。本研究表明, 一旦破坏淀粉粒结
构, 释放淀粉粒结合的 SBE IIb, 其酶活性立即恢复。
Rahman 等[16]研究表明, 在小麦籽粒发育的不同时
期, SGP以恒定不变的比率蓄积, 在 SDS-PAGE图谱上观
察不到不同发育时期 SGP积累差异。Mu-Forster等[4]也证
实, Waxy蛋白、淀粉合成酶 I (SS I)和 SBEII的积累在玉
米籽粒发育的全过程中是几乎不变的。本研究结果却显示,
在小麦籽粒发育的不同时期 SGP-2 的积累表现出波动性,
与 Rahman等和Mu-Forster等的研究结果不一致, 其可能
原因, 一是正如小麦和玉米中 SBE IIb的空间分布完全相
反一样, 二者 SBE IIb 的积累规律可能不一致; 二是对

图 6 部分小麦品种 SBE IIb SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱
Fig. 6 Electrophoregram of SBE IIb in some wheat cultivars by SDS-PAGE
M:蛋白质标准; 1:宁春 4号; 2: 中优 9507; 3: 陕 31; 4: 高加索; 5: 云麦 34; 6: 鄂麦 6号; 7: 台中 23; 8: 阿夫; 9: 晋麦 8号。
M: protein standard; 1: Ningchun 4; 2: Zhongyou 9507; 3: Shan 31; 4: Kаvkaz; 5: Yunmai 34; 6: Emai 6; 7: Taizhong 23; 8: Funo; 9: Jinmai 8.

SGP-2 表达量的检测时间不同, Rahman等是从花后 13 d
至 34 d开始, 而本试验则从花后 7 d开始; 三是淀粉量过
少不能充分反应 SGP 积累的真实情况, Rahman 等用 10
mg淀粉提取 SGP, 而本试验的淀粉用量为 100 mg; 四是
品种和实验条件可能对实验结果有影响。
在造粉体可溶性基质中的有关淀粉合成酶类, 并非
全部能被其所催化合成的葡聚糖产物形成结晶而包裹 ,
只有有限的几种酶成为 SGPs。淀粉合成酶这种空间分布
的多样性一方面增加了研究 SGP 相应功能的困难; 另一
方面也表明, 可溶性淀粉合成酶被淀粉粒所捕获并不是
一种随机行为, 但也不是淀粉合成酶在支链淀粉合成过
程中不可避免的结果。Yamamori 等 [23]研究证明 , 小麦
SGP-1缺失突变使 SGP-2和 SGP-3大大减少, 从而导致直
链淀粉含量发生变化(30.8%~37.4%)以及引起支链淀粉结
构改变(短链增加而中长链减少)和淀粉粒结晶异常(偏光
十字消失)。在水稻中, 当 GBSS II 从淀粉粒上释放出来
后, 便失去了与底物UDPG结合的能力, 而与可溶性淀粉
合酶(SSS)相似, 只与 ADPG 形成特异性结合[24]。因此在
籽粒发育过程中, 淀粉合成酶陷入淀粉粒内很可能增加
其活性位点与葡聚糖链的亲和力 [25], 或者是形成支链淀
粉结晶和淀粉粒层级包装所必需的步骤 [23]。但是, 导致
SBE IIb在造粉体可溶性基质与淀粉粒之间的时空分布因
素及其机制是什么? Waxy 蛋白催化的直链淀粉的合成恰
恰发生在淀粉粒内已经合成的支链淀粉“基质”中 , 那么
对于具有相同亚细胞定位的 SBE IIb和 GBSS I是否形成
蛋白质复合体在淀粉合成中具有相互作用等等都是值得
在理论上深入研究的问题。本研究证明, SBE IIb近似组成
性表达, 这从一个侧面佐证了 SBE IIb在形成多酶复合体
中的关键作用, 可能 SBE IIb表达量的不同, 影响复合体
行使功能的效率, 并最终决定淀粉合成的速率。
在小麦品质改良中, 产生与玉米 ae 突变体相同的高
直链淀粉表型, 需要同时抑制编码 SBE IIb和 SBE IIa基
因的表达[26], 加之 SBE IIb又与 SBE I具有互作和协同效
应, 那么鉴定 sbe2b基因与淀粉品质相关的序列标签位点
(STS)或随机扩增酶切片段长度多态性(CAPs)分子标记 ,
为遗传育种筛选不同淀粉含量的小麦品种提供快捷手段;
SBE IIb究竟与 SBE I的哪种同工酶形成多酶复合体参与
胚乳淀粉合成并影响直/支比; A型和B型淀粉粒结合 SBE
IIb 的量有什么差异, 这种差异是否会影响胚乳的质地和
面粉品质? 这些问题的研究和实践不仅有助于更好地理
解小麦胚乳淀粉合成的分子机制, 而且对小麦品质改良
具有重要意义。
第 5期 赵法茂等: 小麦籽粒淀粉分支酶同种型 SBE IIb的亚细胞定位及遗传多样性 957


References
[1] Baga M, Glaze S, Mallard C S, Chibbar R. A starch branching
enzyme gene in wheat produces alternatively spliced transcripts.
Plant Mol Biol, 1999, 40: 1019−1030
[2] Yao D-N(姚大年), Li B-Y(李保云), Zhu J-B(朱金宝), Liang
R-Q(梁荣奇), Liu G-T(刘广田). Study on main starch properties
and predictive indexes of noodle quality in common wheat. Sci
Agric Sin (中国农业科学), 1999, 32(6): 84−88(in Chinese with
English abstract)
[3] McCormick K M, Panozzo J F, Hong S H. A swelling power test
for selecting potential noodle quality wheats. Aust J Agric Res,
1991, 42: 317−323
[4] Mu-Forster C, Huang R, Powers J R, Harriman R W, Knight M,
Singletary G W, Keeling P L, Wasserman B P. Physical associa-
tion of starch biosynthetic enzymes with starch granules of maize
endosperm. Plant Physiol, 1996, 111: 821−829
[5] Satoh H, Nishi A, Yamashita K, Takemoto Y, Tanaka Y, Hosaka Y,
Sakurai A, Fujita N, Nakamura Y. Starch-branching enzyme
I-deficient mutation specifically affects the structure and proper-
ties of starch in rice endosperm. Plant Physiol, 2003, 133:
1111−1121
[6] Guan H P, Preiss J. Differentiation of the properties of the
branching isozymes from maize (Zea mays). Plant Physiol, 1993,
102: 1269−1273
[7] Morell M K, Blennow A, Hashemi B K, Samuel M S. Differen-
tial expression and properties of starch branching nzyme iso-
forms in developing wheat endosperm. Plant Physiol, 1997, 113:
201−208
[8] Regina A, Kosar H B, Li Z, Pedler A, Mukai Y, Yamamoto M,
Gale K, Sharp P J, Morell M K, Rahman S. Starch branching en-
zyme IIb in wheat is expressed at low levels in the endosperm
compared to other cereals and encoded at a non-syntenic locus.
Planta, 2005, 222: 899−909
[9] Stinard P S, Robertson D S, Schnable P S. Genetic isolation,
cloning and analysis of mutator-induced, dominant antimorph of
maize amylose extenter 1 locus. Plant Cell, 1993, 5: 1555−1566
[10] Nishi A, Nakamura Y, Tanaka N, Satoh H. Biochemical and ge-
netic effects of amylase-extender mutation in rice endosperm.
Plant Physiol, 2001, 127: 459−472
[11] Tetlow I J, Wait R, Lu Z X, Akkasaeng R, Bowsher C G, Esposito
S, Hashemi B K, Morell M K, Emes M J. Protein phosphoryla-
tion in amyloplasts regulates starch branching enzyme activity
and protein-protein interactions. Plant Cell, 2004, 16: 694−708
[12] Nagamine T, Yoshida H, Komae K. Varietal differences and
chromosome locations of multiple isoforms of starch branching
enzyme in wheat endosperm. Phytochemistry, 1997, 46: 23−26
[13] Zhao F-M(赵法茂), Bi J-J(毕建杰), Li T-J(李天骄), Pang
X-Y(逄孝云 ), Wang X-Z(王宪泽 ). Relationship between
isozyme genotypes and activities of starch branching enzyme in
wheat grain. Acta Agron Sin (作物学报 ), 2007, 33(11):
1850−1855 (in Chinese with English abstract)
[14] Denyer K, Sidebottom C, Hylton C H, Smith A M. Soluble iso-
forms of starch synthase and starch-branching enzyme also occur
within starch granules in developing pea embryos. Plant J, 1993,
4: 191−198
[15] Denyer K, Hylton C M, Jenner C F, Smith A M. Identification of
multiple isoforms of soluble and granule-bound starch synthase
in developing wheat endosperm. Planta, 1995, 196: 256−265
[16] Rahman S, Hashemi B K, Samuel M S, Hill A, Abbott D C,
Skerritt J H, Preiss J, Appels R, Morell M K. The major proteins
of wheat endosperm starch granules. Aust J Plant Physiol, 1995,
22: 793−803
[17] Laemmli U K. Cleavage of structural proteins during the assem-
bly of the head of bacteriophage T4. Nature, 1970, 227: 680−685
[18] Yamamori M, Endo T R. Variation of starch granule proteins and
chromosome mapping of their coding genes in common wheat.
Theor Appl Genet, 1996, 93: 275−281
[19] Hager D A, Burgess R R. Elution of proteins from SDS-poly-
acrylamide gels, removal of SDS, and renaturation of enzymatic
activity: Results with sigma subunit of E. coli RNA polymerase,
wheat germ DNA topoisomerase, and other enzymes. Anal Bio-
chem, 1980, 109: 76−86
[20] Dynan W S, Jendrisak J J, Hager D A, Burgess R D. Purification
and characterization of wheat germ DNA topoisomerase I (nick-
ing-closing enzyme). J Biol Chem, 1981, 256: 5860−5865
[21] Li T-G(李太贵), Shen B(沈波), Chen N(陈能), Luo Y-K(罗玉
坤). Effect of Q-enzymeon the chalkiness formation of rice grain.
Acta Agron Sin (作物学报), 1997, 23(3): 338−344 (in Chinese
with English abstract)
[22] Takaoka M, Watanabe S, Sassa H, Yamamori M, Nakamura T,
Sasakuma T, Hirano H. Structural characterization of high mo-
lecular weight starch granule-bound proteins in wheat (Triticum
aestivum L.). J Agric Food Chem, 1997, 45: 2929−2934
[23] Yamamori M, Fujita S, Hayakawa K, Matsuki J, Yasui T. Genetic
elimination of a starch granule protein, SGP-1, of wheat gener-
ates an altered starch with apparent high amylose. Theor Appl
Genet, 2000, 101: 21−29
[24] Baba T, Nishiara M, Mizuno K, Kawasaki T, Shimada H, Koba-
yashi E, Ohnishi S, Tanaka K, Arai Y. Identification, cDNA
cloning, and gene expression of soluble starch synthase in rice
(Oryza sativa L.) immature seeds. Plant Physiol, 1993, 103:
565−573
[25] Commuri P D, Keeling P G. Chain-length specificities of maize
starch synthase I enzyme: Studies of glucan affinity and catalytic
properties. Plant J, 2001, 25: 475−486
[26] Regina A, Bird D, Topping D, Bowden S, Freeman J, Barsby T,
Hashemi B K, Li Z, Rahman S, Morell M. High amylose wheat
generated by RNA-interference improves indices of large bowel
health in rats. Proc Natl Acad Sci USA, 2006, 103: 3546−3551