专利名称：大麦及其用途的制作方法
技术领域：
本说明书描述了变异体大麦植物以及来自它们的籽粒，包括降低水平或活性的SSIIa蛋白并且展示出较高产率的令人希望的淀粉以及非淀粉组分。
背景技术：
野生型大麦种子在它的胚乳中包含大约50%至60%的淀粉，即大约25%的直链淀粉和75%的支链淀粉。直链淀粉是一种具有少量α-(1-6)连接的葡聚糖链的基本上是直链的α-(1-4)连接的糖基链，并且具有IO4至IO5的分子量。支链淀粉是一种高度分支的葡聚糖，其中具有大致3至60个糖基单位的α-(1-4)连接的糖基链是由α-(1，6)_键连接的，这样大约5%至6%的糖基键是α-(1，6)_键，并且具有IO5至IO6的分子量。涉及谷类淀粉生物合成的一组酶包括ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(EC2. 7. 7. 27)、淀粉合成酶(EC2. 4. I. 21)、淀粉分支酶(EC2. 4. I. 18)以及淀粉脱支酶(EC 3. 2. I. 41以及3. 2. I. 68)。淀粉合成的第一关键步骤是通过酶ADP-葡萄糖焦磷酸化酶进行催化从葡萄糖-I-P和ATP来合成ADP-葡萄糖。然后将ADP-葡萄糖用作底物通过淀粉合成酶来合成淀粉，这些淀粉合成酶将葡萄糖转移到预先存在的淀粉的α-(1-4)连接的糖基链的非还原端上。通过淀粉分支酶切割α-(1-4)连接的葡聚糖的一个区域并且随后将短葡聚糖转移到在淀粉的α-(1-4)连接的葡聚糖上的一个位置形成了淀粉的由α-(1-6)键连接的分支的葡聚糖链。通过脱支酶将过量的α-(1-6)连接的葡聚糖链去除从而将淀粉保持在限定的结构中(参见下面各项中的综述Kossmann以及Lloyd,《植物科学评论》(Crit Rev PlantSci)，19 :171-226,2000 ;Rahman 等人，《谷物科学期刊》(J Cereal Sci)，31 :91-110，2000 ；Smith,《生物大分子》(Biomacromolecules), 2 :335-341, 2001 ；Morell 等人，《真核植物》(Euphytica), 119 :55-58, 2001 ;Morell 等人,《应用糖类物质科学期刊》(JAppl Glycosci),50 =217-224, 2003a ；Morell等人，“维管植物和藻类中淀粉生物合成的控制”，在PlaxtonWC,McManus MT所著的《植物中主要代谢控制。一年生植物综述》，vol22，布莱克韦尔，牛津，PP 258-289,2006 中(Control of starch biosynthesis in vascular plantsand algae. In Plaxton WC, McManus MT(eds)Control of primary metabolism in plants. Annualplant reviews, voI 22,Blackwell, Oxford,pp 258-289, 2006) ;Ball 和Morell,《植物生物学年鉴》(Annu Rev Plant Biol) ,54 :207-233, 2003 ;James 等人，《植物生物学新见》(CurrOpin Plant Biol)，6 :215_222，2003 ;以及 Tetlow 等人，《实验植物性期刊》(J Exp Bot)，55 :2131-2145,2004)。在水稻基因组中(Hirose和Terao，《植物》(Planta)，220 =9-16,2004)已经鉴定了十个淀粉合成酶基因，并且将它们分类成五个不同的类别颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)、淀粉合成酶I (SSI)、淀粉合成酶II (SSII)、淀粉合成酶III (SSIII)以及淀粉合成酶IV(SSIV)(Li等人，《功能性整合基因组》(Funct Integr Genomics), 3 :76-85, 2003)。水稻中存在两种GBSS同种型(GBSSI和GBSSII)、一种SSI同种型、三种SSII同种型(SSIIa[SSII_3]、SSIIb[SSII-2]、以及 SSIIc[SSII-l])、两种 SSIII 同种型(SSIIIa[SSIII-2]以及SSIIIb[SSIII-l])、以及两种 SSIV 同种型(SSIVa[SSIV-l]和 SSIVb[SSIV-2]) (Hirose 以及 Terao，2004(同上);Fujita 等人，《植物生理学》(Plant Physiol), 144 :2009-2023,2007)。已经在淀粉颗粒中检测出相应于SSI、SSIIa以及GBSSI的蛋白质，而SSIIIa蛋白仅在造粉粒的可溶相中检出(Li等人，《植物生理学》(PlantPhysiology), 123 :613-624,2000)。虽然一些淀粉合成酶的潜在作用已经表征于不同器官以及不同种类中，这些淀粉合成酶单独地以及协作地在决定淀粉颗粒的最终结构方面的准确作用在很大程度上仍然是不确定的。淀粉合成酶的突变体已经用于确定在一些谷物种类中的这些作用。GBSSI在生物合成直链淀粉方面起决定性作用(Ball等人，《细胞》(Cell) 86 (3) =349-52,1996),但是它还可以促使合成长链的支链淀粉(Maddelein等人，《生物化学期刊》(J BiolChem). 269 (40) :25150_7，1994 ;Denyer 等人，《植物生理学》(Plant Physiol). 112(2)779-85，1996)。已经检查了大麦和小麦中GBSSI无效突变体对淀粉特性的作用(Andersson 等人，《谷物科学期刊》(J. Cereal Sci) 30 :183-191,1999 ；Yamamori以及Quynh,《理论应用遗传学》(Theor Appl Genet)，100 :32_38，2000)。GBSSI无效突变体大麦具有比野生型少5%的直链淀粉含量(Andersson等人，1999(同上))。小麦的GBSSI无效突变体也具有低直链淀粉含量(Kim等人，《谷物科学期刊》(J Cereal Sci)，37 =195-204,2003 ;Miura等人，《真核植物》(Euphytica), 108 :91-95,1999 ；Miura 等人，《真核植物》(Euphytica), 123 353-359, 2002) ο如通过差示扫描热量法(DSC)确定的GBSSI无效突变小麦还具有比野生型更高的峰值胶化温度以及焓(Yasui等人，《谷物科学期刊》(J Cereal Sci), 24 :131-137，1996)。SSI、SSIIa和SSIII被认为主要涉及支链淀粉合成，支链淀粉合成涉及淀粉分子之内的可用非还原端的特定亚群的延伸。拟南芥和水稻SSI无效突变体的研究显示，SSI涉及拟南芥的叶淀粉(Delvalle等人，《植物期刊》(Plant J). 43 (3) =398-412,2005)中以及水稻胚乳淀粉中(Fujita等人，《植物生理学》(Plant Physiol) · 140 :1070-1084，2006)支链淀粉簇(8-12dp)的小型外部链的生物合成。来自大麦和小麦SSIIa突变体的淀粉具有增加的DP3-8链，表明SSIIa酶在将较短的葡聚糖链DP3-8延伸至较长的葡聚糖链DP12-35中起作用(Morell等人，《植物期刊》(Plant J). 34 :173-185, 2003b ；Yamamori等人，《理论应用遗传学》(Theor Appl Genet)，101 =21-29,2000 ；Konik-Rose等人，《理论应用遗传学》(Theor Appl Genet), 115 =1053-1065, 2007) 玉米和水稻中缺失 SSIIIa 赋予了增加的直链淀粉表型，其中非常长的链(玉米中DP > 50或水稻中DP > 30)的比例降低，并且胶化温度轻度降低(Jane等人，《谷物化学》(Cereal Chem). 76 :629-637,1999 ；Fujita等人，2007(同上))。拟南芥突变体，SSIV缺陷型，表现出在质体中具有更少的、更大的淀粉颗粒并且针对SSIV蛋白假设了在启动淀粉颗粒形成中的作用(Roldan等人，《植物期刊》(PlantJ). 49 :492-504,2007)。大麦SSIIa突变体显示具有高直链淀粉表型，由于淀粉生物合成的降低，该表型具有降低的淀粉含量以及降低的种子重量。在用叠氮化钠诱变大麦品种‘Himalaya’的籽粒之后，得到突变大麦系M292和M342，它们对于编码SSIIa的基因中的无效突变是纯合的。最初地基于皱缩籽粒表型从诱变群体的子代籽粒中选择突变种子。通过其改变的淀粉特征、降低的SSIIa蛋白水平以及活性，并且遗传地通过在编码SSIIa的基因的蛋白编码区中存在早熟终止密码子下对突变体品系进行进一步表征(Morell等人，2003b (同上)，通过引用将其以全部内容结合在此)。这导致在胚乳中SSIIa蛋白的丢失。然而，当大麦植物生长在大田中时，SSIIa突变籽粒还显著地降低了淀粉含量并且这与产量的中等减少相关联。当仍然保持闻直链淀粉表型时，广量是否可以提闻或如何提闻是未知的。因此，对于具有改进的农学性能的高直链淀粉大麦存在着一种需要。发明概述·贯穿本说明书，除非上下文另外需要，词语“包括”comprise")、或其改变如“包括“(comprises)或”包括comprising")应当理解为意指包括一个所陈述的要素或整体、或多个要素或整体的组，但不排除任何其他一个要素或整体、或多个要素或整体的组。如在此使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数方面，除非在上下文中另外明确指出。因此，例如，提及一个“突变”包括一个单个的突变，以及两个或多个突变；提及一种“试剂”包括一种试剂以及两种或多种试剂；等等。通过序列标识号(SEQ ID NO:)来引用核苷酸和氨基酸序列。SEQ ID NO :数字地相应于序列标识号<400>1 (SEQ ID NO 1)、<400>2 (SEQ ID NO 2)、等。表8中提供了序列标识号的汇总。在权利要求书之后提供了一个序列表。在此以斜体字的形式表示基因和其他遗传物质(例如，mRNA、核酸构建体等)而它们的蛋白质表达产物以非斜体字的形式来表示。因此，例如淀粉合成酶II (SSII)多肽是SSII核酸序列的表达产物。在表8中进一步说明的序列表中提供了 SSIIa分子的核酸和氨基酸序列的代表性实例。在说明书的结尾处收集了本说明书中被作者引用的出版物的文献目录详细资料。本说明书中提及的任何在先公开文件(或从其中所获得的信息)或者提及的任何已知的事物不是并且不应当被理解为这样一种承认或准许或任何形式的建议，即该在先公开文件(或从其中获得的信息)或已知的事物形成了在本说明书所涉及的研究领域内的公知常识的一部分。在此所述的每个实施方案有待经必要的变更而应用于每个实施方案的任何一个上，除非另外明确说明。在一个实施方案中，本发明提供了包括低水平或活性的SSIIa蛋白以及至少41%(w/w)淀粉含量的大麦籽粒。通过至少这两个特征来表征该籽粒、来自它的产品以及获得、鉴定或使用这种籽粒的方法。具体地说，“淀粉含量”是整粒的淀粉含量，因为例如精加工籽粒的“淀粉含量”将是更高的。在一些实施方案中，该大麦籽粒包括至少43% (w/w)、至少45% (w/w)、至少47% (w/w)、至少50% (w/w)的淀粉含量,或包括41 %-65% (w/w)的淀粉含量。在一个相关实施方案中，籽粒包括作为籽粒中总淀粉比例的至少50%或至少60%的直链淀粉含量。进一步地，在一些实施方案中，籽粒包括5%-9% (w/w)或大于9%(w/w)的β-葡聚糖含量。在另一个实施方案中，籽粒包括3%-11% (w/w)或4%-11%的果聚糖含量。合宜地，该果聚糖包括从大约3至大约12的聚合度。
在一个进一步相关的实施方案中，籽粒包括在编码具有SSIIa活性的多肽的内源基因中的一个突变，其中该突变降低了大麦植物中编码SSIIa的基因的表达或导致具有降低水平或活性的SSIIa的表达。在一个说明性实施方案中，提供了对于sex6-292等位基因是纯合的一种植物或籽粒。在一些实施方案中，通过一种外源核酸分子降低了 SSIIa的水平，该外源核酸分子下调了大麦植物中编码SSIIa的基因的表达。在此，在一些实施方案中，该外源核酸分子包括下调内源SSII表达的一个基因沉默嵌合基因、一个反义序列、核酶、共抑制物、dsRNA分子、发夹RNA分子或微小RNA。在一个优选实施方案中，本发明提供了进一步包括一种降低了 amol基因的活性的遗传变异的大麦籽粒。合宜地，如在此进一步说明的，amol基因的活性相对于未修饰的对照而降低，如相对于品种Himalaya的大麦籽粒而降低。在一个说明性的实施方案中，该遗传变异包括amol基因中的一个突变。在一个另外的实例中，该植物或来自其中的籽粒对于amol_AC38等位基因是纯合的(Schondelmaier等人，《植物育种》(Plant Breeding),109 :274-281,1992，通过引用以其全部内容结合在此)。在一个实施方案中，该大麦籽粒包 括amol基因的一个突变以及降低活性的除了 SSIIa之外的淀粉合成酶，优选降低水平的GBSS，更优选降低水平的GBSSI。这种籽粒还可以包括增加水平的赖氨酸(> 4g/每IOOg的蛋白质)。可以通过将大麦品种Prowashonupana和包含amol突变基因座的大麦如高直链淀粉冰川(High Amylose Glacier.)杂交而得到这样的籽粒。这种籽粒可以是任何有用的形式，例如但不限于整粒或裂开的、研磨的、精制的、碾磨的、磨成粗粒的、辊压的或珍珠状的籽粒。本发明涉及能够产生在此所述的籽粒的大麦植物并且还涉及从这种籽粒生产的大麦粗面粉或面粉。在一些实施方案中，本发明提供了包括至少41% (w/w)淀粉含量的大麦籽粒，其中这种籽粒包括一种突变SSIIa以及一种突变amol基因。在一些实施方案中，SSIIa突变是sex6-292等位基因。在一些实施方案中，获得或生产了包括功能SSIIa突变(如sex6-292突变以及amol突变)缺失的籽粒，并且将其加工以生产食物或饮料产品。在另一个方面，本发明提供了一种生产食物或饮料产品的方法，其中该方法包括(i)获得或产生如在此所述的大麦籽粒；(ii)加工这种籽粒以生产该产品。该产品可以合宜地选自下组，该组由以下各项组成粗面粉、面粉、淀粉、麸皮、葡聚糖、果聚糖、一种非淀粉多糖、以及裂开的、研磨的、精制的、碾磨的、磨成粗粒的、辊压的或珍珠状的籽粒。可以直接使用加工的大麦籽粒，或在另一个实施方案中，将加工的颗粒与一种或多种其他成分混合来制造该食物或饮料产品。在某个实施方案中，这些方法进一步包括(iii)评定在大麦籽粒或来自它的产品中的淀粉的水平或类型、淀粉含量、直链淀粉、支链淀粉、β-葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖类、膳食纤维、或抗性淀粉。在一些实施方案中，该食物或饮料产品是一种籽粒、面粉、早餐谷物、饼干、松饼、穆兹利棒、面条、一种甜味剂、一种低热量添加剂、一种增量剂、一种膳食纤维、一种调质剂、一种防腐剂、一种益生菌剂、或类似物或这些物质的任一组合。该食物产品可以是一种挤出的食品例如挤出的早餐谷物或小吃，或一种薄片的或辊压的产品。该食品可以是一种食物成分，例如一种烘焙成分或烘焙混合物。在另一个实施方案中，本发明提供了生产一种大麦植物或能够生产具有降低水平或活性的SSIIa蛋白以及至少41%淀粉含量的籽粒的一种方法，其中该方法包括(i)将一种相对于对照植物在植物体内下调内源淀粉合成酶IIa(SSIIa)的水平或活性的试剂、或在该植物中编码SSIIa的内源基因中的一个突变引入所述植物中，以及(ii)选出生产这种籽粒的大麦植物。在一些实施方案中，这些方法进一步包括将降低amol基因活性的一种遗传变异引入到该植物中。这些试剂合宜地包括下调内源SSII基因表达的一种核酸分子，如一种基因沉默嵌合基因、一种反义序列、核酶、共抑制物、dsRNA分子、发夹RNA或下调内源SSII表达的其他外源核酸分子。在一些实施方案中，这些方法进一步包括评定大麦籽粒或来自它的产品中的淀粉的水平、活性和/或类型、淀粉含量、直链淀粉、支链淀粉、β -葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖类、膳食纤维、或抗性淀粉。在一些实施方案中，这些方法包括用一种或多种遗传标记对植物进行分析。在一些实施方案中，相对于对照植物或引入该试剂或突变之前的植物，该SSIIa蛋白的降低水平或活性小于25%、小于10%、小于5%、或基本上缺乏。在一些实施方案中，本发明提供了一种生产所述大麦籽粒的方法,包括种植大麦 植物并且收获籽粒的步骤。在另一个实施方案中，本发明提供了在此披露的植物或籽粒或粗面粉或面粉，当使用或用于生产一种产品时用于提高所述产品中的抗性淀粉、膳食纤维、水溶性碳水化合物、β -葡聚糖、果聚糖或非淀粉碳水化合物的水平或降低所述产品的血糖生成指数(GI)。例如从本发明的植物、籽粒、粗面粉中分离的果聚糖、淀粉、或β_葡聚糖用于食物中作为甜味剂、低热量添加剂、增量剂、膳食纤维、调质剂、防腐剂、益生菌剂或类似物或这些物质的任一组合。因此，在一些实施方案中，从本发明的植物、籽粒、粗面粉或面粉中分离的籽粒、面粉、粗面粉、淀粉、β_葡聚糖或果聚糖用于生产食品以增加所述食品中的抗性淀粉、膳食纤维、水溶性碳水化合物、β -葡聚糖、果聚糖的水平或降低所述食品的血糖生成指数(GI)。在一些实施方案中，增加了直链淀粉、β_葡聚糖以及果聚糖(并且优选抗性淀粉)的水平。因此，本发明考虑了一种包括基于干重至少10%水平的食物成分的食品，其中该食物成分是如在此说明的包括至少41% (w/w)淀粉的所述大麦籽粒或从其中获得的粗面粉或面粉，其中该粗面粉或面粉包括降低水平或活性的SSIIa蛋白以及至少41%(w/w)的淀粉构建体。在一些实施方案中，该粗面粉或面粉包含基于重量的3 %至11 %的果聚糖(w/w)或4%至11% (w/w)的果聚糖。在一些其他的实施方案中，该粗面粉或面粉包括5%-9% (w/w),或大于9% (w/w)的果聚糖含量。在其他实施方案中，该粗面粉或面粉包括作为该粗面粉或面粉中的总淀粉比例的50 %或60 %的直链淀粉。在一个说明性的实施方案中，大麦包括sex6-292等位基因。在另一个说明性的实施方案中，该产品是选自下组，该组由以下各项组成面包、小面包、早餐谷物、蛋糕、饼干、糕点、薄脆饼干、松饼、比萨饼、牛角包、圈饼、椒盐脆饼、意大利面制品、面条、烘焙成分、烘焙混合物、汤、调味汁、增稠剂、糖果、玉米饼、格兰诺拉棒、小吃以及其他含淀粉的商品。该产品可以是一种饮料，如高能量饮料或思慕雪(smoothie)。在另一个实施方案中，本发明提供了从如在此所述的植物或籽粒分离的籽粒或面粉在生产食品中用来增加该食品中的淀粉、直链淀粉、支链淀粉、β_葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖、膳食纤维或抗性淀粉中一项或两项或更多项的水平的用途。在另一个实施方案中，本发明提供了一种鉴定多种大麦籽粒的方法，这种大麦籽粒具有提高水平的淀粉、直链淀粉、支链淀粉、β -葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖、膳食纤维、抗性淀粉中的一项或多项。在一些实施方案中，这些方法包括α)获得大麦籽粒，这些大麦籽粒通过合成或代谢在淀粉方面发生了改变，以及αυ确定在这种籽粒中的淀粉、直链淀粉、支链淀粉、β-葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖类、膳食纤维、或抗性淀粉中的一项或两项或更多项的量。在另外的实施方案中，该方法包括an)将αυ中的水平与通过合成或代谢在淀粉方面未发生改变的野生型籽粒或亲本或其他对照植物的籽粒中的水平进行比较。在又另外的实施方案中，该方法包括，如果在Qi)中的水平在改变的颗粒中增加了，则选择这种籽粒。在一些实施方案中，这些方法包括在步骤(i)之前进行诱变或植物细胞转化。在优选的实施方案中，该大麦籽粒包括amol基因中的一个突变以及降低活性的淀粉合成酶(该淀粉合成酶可以是SSIIa、SSIIIa或GBSS)，例如一个降低水平的GBSSI。可以通过使大麦突变体M292或包括sex6_292等位基因的其他大麦或品种Prowashonupana与包含amol突变基因座的大麦如高直链淀粉冰川(High Amylose Glacier)杂交而获得这样的籽粒。在另一个方面，本发明提供了一种确定谷物粒(例如大麦籽粒)中的淀粉的量、直 链淀粉、支链淀粉、β -葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖、膳食纤维或抗性淀粉水平的方法，包括以下步骤获得根据本发明的包含至少41% (w/w)淀粉的籽粒，对籽粒进行加工从而提取淀粉、直链淀粉、支链淀粉、β -葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖、膳食纤维或抗性淀粉，并且测量提取的淀粉、直链淀粉、支链淀粉、β -葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖、膳食纤维、或抗性淀粉的量从而确定籽粒中的淀粉、直链淀粉、支链淀粉、β -葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖、膳食纤维或抗性淀粉的量。在另一个实施方案中，本发明提供了一种用于制备食物或饮料的方法，包括将大麦籽粒或通过本发明披露的方法从中获得的产品与另一种食物或饮料成分混合。因此，这种方法包括(i)获得或生产包括降低水平或活性的SSIIa蛋白以及至少41% (w/w)淀粉含量的大麦籽粒；以及(ii)加工这种籽粒以生产该产品。该产品可以合宜地选自下组，该组由以下各项组成粗面粉、面粉、淀粉、麸皮、β -葡聚糖、果聚糖、一种非淀粉多糖、以及裂开的、研磨的、精制的、碾磨的、磨成粗粒的、棍压的或珍珠状的籽粒。该方法进一步包括将该产品与另一种食物或饮料产品或它们的前体混合。本发明进一步提供了一种用于提供淀粉、直链淀粉、支链淀粉、β_葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖、膳食纤维或抗性淀粉以改善哺乳动物中的一个或多个健康指标的方法，其中该方法包括向该哺乳动物施用包括大麦籽粒、来自其中的粗面粉或面粉一种组合物或包含降低水平或活性的SSIIa蛋白以及至少41% (w/w)淀粉含量的从其中获得的一种食物或饮料或如在此所述的食品。在一些实施方案中，这种籽粒、面粉、淀粉、直链淀粉、支链淀粉、β -葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖、膳食纤维或抗性淀粉是处于食品、饮料或药物组合物的形式。在一些实施方案中，这种籽粒或面粉是处于果聚糖产品的形式。在一些实施方案中，该一个或多个健康指标是有益肠细菌的数量增加、异常隐窝病灶的数量减少、矿物质吸收的增加、胰岛素水平的降低、血糖生成指数的降低、血糖生成负荷的降低、血糖的降低、血压的降低、体重的降低、血胆固醇水平的降低、HDL胆固醇水平的升高、骨密度的增加、钙水平的增加、更频繁的肠运动、或血清心血管谱(cardiovascular profile)的改善。在一个相关的实施方案中，本发明提供了一种用于改善与受试者体内低水平的膳食淀粉、淀粉含量、直链淀粉、支链淀粉、β -葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖、膳食纤维或抗性淀粉相关联的病症的一种或多种症状的方法，所述方法包括口服地向该受试者施用如在此所述的籽粒或包括从中获得的淀粉、直链淀粉、支链淀粉、β -葡聚糖、果聚糖、非淀粉多糖、膳食纤维或抗性淀粉的加工的产品(持续一段时间，并且在足以改善一个或多个症状的条件下)。在该方 法的一些实施方案中，该病症是选自下组，该组由以下各项组成糖尿病、肥胖症、心脏病、高血压、便秘、骨质疏松症以及癌症。可以从本发明的方法或组合物中获益的任何受试者都包括在内。术语“受试者”包括但不限于；人类和非人类灵长动物、家畜动物(如牛、猪或鸡)，或幼小动物(如小牛或小猪)、伴侣动物(如狗或猫)、马、实验室试验动物、捕获的野生动物、爬行动物和两栖动物、鱼、以及鸟类。受试者，无论是否是人类或非人类生物，可以称为病人、个体、受试者、动物、宿主或受体。在一个具体实施方案中，该受试者是人。上面的概述不是并且不应当被以任何方式视为本发明所有实施方案的详尽叙述。
图I是种子的一个照相显示，显示了种子的形态。所使用的系是野生型品系(ΗΗ21和 ΗΗ61)、amol 突变体(HHl7 和 HH30)、SSIIa 突变体(HH35 和 HH50)、源于在 Himalaya292与HAG之间的BC3F6群体的SSIIa-amol双重突变体(HH4和HH88)。还使用了两个亲本系以及两个对照系。图2是一个条形图，展示了四种基因型(野生型、SSIIa-amol、sslla-amol以及sslla-amol)的作为种子干重百分比的淀粉含量。表格的简要说明表I提供了大麦粗面粉的RS含量以及GI水平表2提供了使用100%大麦粗面粉生产的面包的RS含量以及GI水平。表3提供了基因型对用30%或100%大麦粉生产的面包的RS含量的影响的统计分析。表4提供了用30%大麦粉生产的面包的RS含量以及GI水平表5提供了基因型对用100%大麦粉生产的面包的RS含量(mgRS/g淀粉)的影响的统计分析。表6提供了基因型对用30%大麦粉生产的面包的RS含量(mgRS/g淀粉)影响的统计分析。表7提供了基因型对用30%或100%大麦粉生产的IOg面包的GI水平的影响的统计分析。表8提供了在此提供的SEQ ID NO的一个说明。表9提供了一个氨基酸亚分类。表10提供了示例性的氨基酸置换。详细说明本发明是基于这样的出人意料的发现，即SSIIa突变体大麦的农艺学优点、尤其是高直链淀粉和果聚糖的农艺学优点可以在包含SSIIa基因方面的功能突变缺失以及降低amol基因活性的遗传变异的品种中进一步增强。具体地，如图2中所示，相比于单一的SSIIa突变体，双重大麦突变体显示出淀粉水平的提高。因此，在一个实施方案中，本发明提供了包括降低水平或活性的SIIa蛋白以及至少41% (w/w)淀粉含量的大麦籽粒。在一个相关的实施方案中，这种籽粒包括作为籽粒中的总淀粉比例的至少50%或至少60%的直链淀粉含量。进一步地，在一些实施方案中，这种籽粒包括5%-9% (w/w)或大于9% (w/w)的β_葡聚糖含量。在另一个实施方案中，这种籽粒包括3%-11% (w/w)或4%-11%的果聚糖含量。在另一个实施方案中，籽粒中的赖氨酸含量是至少4g/100g蛋白质。淀粉仅包括糖苷残基(glucosidic residue),并且被发现为两种类型的分子，直链淀粉和支链淀粉，可以基于分子大小或其他特性将它们区别开。直链淀粉分子是由α-1，4连接的糖苷单元组成的基本上是直链的聚合物，而支链淀粉是用α_1，6糖苷键连接α-1，4连接的糖苷单元的多个直链的高度分支的分子。支链淀粉是由尺寸范围在数万 至数十万之间的葡萄糖单元的大分子构成的，具有大约5%的α_1，6分支。另一方面直链淀粉由尺寸范围在数百至数千之间的糖苷残基的分子组成，具有小于1%的分支(关于综述参见Βιι οη等人，《生物大分子国际期刊》(International Journal of BiologicalMacromolecules)，23 :85_112，1998)。野生型谷物淀粉典型地包含20%至30%的直链淀粉而剩余部分是支链淀粉。在高等植物的胚乳中淀粉的合成是通过一组酶来实现的，这些酶催化四个关键步骤。首先，ADP葡萄糖焦磷酸化酶通过从G-I-P和ATP合成ADP-葡萄糖而活化淀粉的单体前体。其次，通过淀粉合成酶将该活化的糖基供体(ADP-葡萄糖)，转移到预先存在的α 1-4连接的非还原端上。第三，淀粉分支酶通过切割α-1，4连接的葡聚糖的一个区域之后将切割的链转移到受体链上形成一个新的α-1，6连接从而引入多个分支点。淀粉分支酶是可以将α_1，6连接引入α-葡聚糖中的唯一的酶，并且因此在形成支链淀粉中起重要作用。最后，淀粉脱支酶将一些分支连接去除，虽然它们起作用的机理还不清楚。虽然清楚的是至少这四种活性对于高等植物中的常规淀粉颗粒合成是需要的，在高等植物的胚乳中发现了这四种活性的每一种的多种同种型，并且基于突变分析或通过使用转基因途径改变基因表达水平已经提出了针对单独的同种型的特定作用。在谷物胚乳中，在谷物胚乳中发现了四类淀粉合成酶一个唯一定位在淀粉颗粒之内的同种型、对于直链淀粉合成是重要的颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)、在颗粒和可溶部分之间分配的两种形式(SSI，Li 等人，《植物生理学》(Plant Physiology)，120 :1147-1155,1999a，SSII，Li 等人，《理论及应用遗传学》(Theoretical and Applied Genetics),98 :1208-1216,1999b)、以及第四形式，它完全定位在可溶部分中，SSIII (Cao等人，《生物化学与生物物理集刊》(Archives of Biochemistry and Biophysics ), 373 :135-146, 2000 ;Li 等人，1999b (同上)；Li等人，2000(同上))。在SSII和SSIII中的突变已经显示改变了支链淀粉的结构(Gao等人，《植物细胞》(Plant Cell)，10 :399-412,1998 ；Craig等人，《植物细胞》(PlantCell) 10 :413-426,1998)。还未说明限定SSI活性的作用的突变。三种形式的分支酶表达于谷物胚乳中分支酶I (SBEI)、分支酶IIa(SBEIIa)以及分支酶 IIb(SBEIIb) (Hedman 和 Boyer,《生物化学与遗传学》(Biochemical Genetics),20 :483-492,1982 ；Boyer 以及 Preiss,《碳水化合物研究》(Carbohydrate Research) ,61 321-334,1978 ；Mizuno 等人，《生物化学期刊》(Journal of Biochemistry)，112 :643-651,1992 ；Sun 等人，《新植物学家》(The New Phytologist)，137 =215-215,1997)。SBE 序列的比对显示了在核苷酸和氨基酸水平两者上高度的序列相似性并且允许分型为SBEI、SBEIIa和SBEIIb类别。
两种类型的脱支酶存在于高等植物体内，并且基于它们的底物特异性进行了定义异淀粉酶型脱支酶以及支链淀粉酶型脱支酶(Myers等人，《植物生理学》(PlantPhysiology), 122 :989-997, 2000)。在玉米和水稻中的Sugary-I突变与两种脱支酶的缺陷相关(James等人，《植物细胞》(Plant Cell)，7 :417-429,1995 ；Kubo等人，《植物生理学》(Plant Physiology)，121 :399-409,1999)，然而将致病突变作图到与异淀粉酶型脱支酶基因相同的位置上。一种大麦的突变型，称为M292或M342，已经显示具有升高的直链淀粉表型以及降低的支链淀粉表型。已经猜想这种表型对人体健康有益(Morell等人，《植物期刊》(PlantJ). 34 :173-185,2003b ；Topping 等人，《淀粉 / 淀粉糖》(Starch/ Starke ) 55 :539-545,
2003 ；Bird等人，《营养学期刊》(J. Nutr) · 134 :831-835, 2004a ；Bird等人，《英国营养学期刊》(Br. J. Nutr). 92 =607-615, 2004b )。它是由位于大麦染色体7H上的淀粉合成酶IIa基因(SSIIa)中的突变引起的(如国际专利申请PCT/AU01/01452(
发明者李忠义, 马修·肯尼迪·莫瑞尔 申请人:联邦科学与产业研究组织, 澳大利亚风险投资有限公司