5月25日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物分子育種技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)利用基因編輯技術(shù)對(duì)淀粉合成過(guò)程中的基因進(jìn)行靶向突變，顯著提升了玉米淀粉的凍融穩(wěn)定性，為培育凍融穩(wěn)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(guān)研究成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)（Plant Biotechnology Journal）》上。
近年來(lái)，生活節(jié)奏逐漸加快，冷凍食品憑借易加工、風(fēng)味佳等優(yōu)勢(shì)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(yōu)化食物質(zhì)地與口感的功效。然而，普通玉米淀粉的凍融穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致相關(guān)食品在上市前因長(zhǎng)時(shí)間存放或多次凍融等實(shí)際因素，產(chǎn)生因溫度波動(dòng)引發(fā)的冰晶融化、水分流失及質(zhì)地軟化等品質(zhì)下降問(wèn)題。因此，探究影響玉米淀粉凍融性變化的機(jī)理，培育具有優(yōu)異凍融穩(wěn)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(shù)對(duì)淀粉合成相關(guān)基因 Waxy1 和 Sugary2 進(jìn)行靶向突變，發(fā)現(xiàn)雙基因突變體淀粉的凍融穩(wěn)定性顯著提高。在淀粉凍融穩(wěn)定性評(píng)估中，經(jīng)三次凍融循環(huán)后，野生型、 Waxy1 突變體和 Sugary2 突變體淀粉糊呈現(xiàn)海綿狀結(jié)構(gòu)，后續(xù)循環(huán)中出現(xiàn)明顯水分流失。而雙基因突變體淀粉糊在凍融循環(huán)中從高度透明的膠體溶液變?yōu)橥该鞫鹊偷陌咨z體溶液，前三次循環(huán)無(wú)水分流失，第六次循環(huán)水分流失不超過(guò)10%，凍融穩(wěn)定性出色。進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)， Waxy1 和 Sugary2 雙基因突變體的綜合農(nóng)藝性狀與野生型相似，未發(fā)現(xiàn)顯著負(fù)面效應(yīng)。
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(nóng)業(yè)生物育種國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70140
