研究利用重离子辐照杂交籼稻9311创建农艺性状突变体库, 使用化学方法筛选直链淀粉、蛋白质突变材料, 并分析籽粒品质性状与农艺性状之间的相关性, 为后续筛选直链淀粉、蛋白质突变体工作奠定基础。结果显示: 在169份直链淀粉、蛋白质突变体中, 直链淀粉含量变幅范围是7.64%～32.37%, 其中高含量直链淀粉突变体材料有11份, 低含量直链淀粉突变体材料有5份; 蛋白质含量变幅范围是7.05%～13.79%, 其中高蛋白突变体有34份, 低蛋白突变体有3份。从169份突变体中筛选出直链淀粉、蛋白质含量都有梯度差异的突变体材料, 筛选出材料的农艺性状分析结果表明: 在直链淀粉、蛋白质突变体材料的农艺性状中, 每穗实粒数、有效穗数、结实率和株高这四个农艺性状与籽粒品质性状间有关联, 变异系数分别为37.53%、30.72%、24.70%、15.38%。相关性结果表明: 直链淀粉含量和蛋白质含量呈负相关, 直链淀粉含量与农艺性状呈正相关, 蛋白质与农艺性状呈负相关, 其中蛋白质含量和每穗实粒数、结实率呈极显著负相关, 相关系数分别为-0.504、-0.592。

以玉米直链淀粉为研究对象, 采用扫描电子显微镜(SEM)、 原子力显微镜(AFM)、 X射线衍射及红外光谱研究了动态高压微射流(DHPM)不同压力处理(80～200 MPa)对直链淀粉结构的影响。 结果表明, 扫描电镜显示玉米直链淀粉经DHPM处理后, 其表面形貌发生改变, 颗粒结构被破坏, 有团聚现象; 原子力图像显示处理后的淀粉分子相互交联缔合, 排列成紧密的网状结构; X射线衍射和红外光谱分析得出处理后的直链淀粉晶型未改变, 结晶度随压力增大而减小, 这为DHPM对淀粉改性提供了理论基础。

颗粒淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶3 (SBE3)是淀粉合成过程中的两个关键酶, 这两个酶主要由Wx和SBE3两个基因分别控制, 它们的表达量直接影响直链淀粉和支链淀粉的含量比例。为了探讨水稻淀粉关键酶基因Wx过量与SBE3干涉复合表达对直链淀粉含量的影响, 构建了Wx过量表达与SBE3干涉结合的多基因表达载体, 并通过农杆菌介导的方法将其导入日本晴水稻中。经过PCR检测分析获得了65株转基因阳性植株, 半定量RT-PCR检测表明转基因株系中Wx基因表达量明显增加, 而SBE3基因表达量显著减少。转基因株系籽粒透明度明显降低, 直链淀粉含量比野生型的平均高45%, 但是千粒重变化不大, 与野生型相当。遗传分析表明这些转基因株系多数可稳定遗传。

研究了一套稻谷品质快速检测装置,实现了对直链淀粉、垩白度、垩白粒率等参数的检测.其中采用激光光源的直链淀粉含量检测单元和CCD稻谷外观品质图像分析与识别软件系统属创新性成果.直链淀粉含量检测单元与标准方法及美国Alpkem公司的化学自动分析仪进行了对比试验,试验结果表明,采用脱脂与不脱脂的前处理方法,该单元都能满足大米直链淀粉检测准确度的要求.外观品质检测单元与标准方法对比试验表明,垩白度的测试精度≤1%,垩白粒率的测试精度≤2%,达到了稻谷垩白度和垩白粒率测定准确度的要求.