增加小麦籽粒中的纤维的方法与流程

本文公开了用于提供具有增加的纤维含量的小麦的方法和组合物。

背景技术：

1、小麦是一种重要的和战略性谷类作物，并且是大约20亿人(占世界人口的36％)的最重要的主食。在世界范围内，小麦提供了近55％的碳水化合物和20％的消耗食物卡路里。小麦在种植面积和产量上超过了所有其他籽粒作物(包括水稻、玉米等)并在广泛的气候条件下栽培。

2、小麦基因组是人类基因组的五倍，并且是水稻基因组的四十倍。此外，面包小麦(普通小麦(triticum aestivum))是六倍体，在每个细胞核中有三个完整的基因组，称为a、b和d。硬粒小麦(硬粒小麦(triticum durum)或圆锥小麦(triticum turgidum)硬粒小麦亚种)是具有商业重要性的主要四倍体小麦品种，如今被广泛栽培。硬粒小麦有两个完整的基因组，a和b，并且广泛用于制作意大利面食。

3、当前世界上许多地区的问题是超重或肥胖的成人和儿童越来越普遍。根据fda的数据，美国几乎40％的成年人肥胖，并且70％超重或肥胖。经常建议在饮食中增加纤维以帮助促进减肥，减少肥胖，降低冠心病和结肠癌的风险，并且改善整体健康。膳食纤维的一些生理作用包括降低血压、胆固醇和血糖水平。纤维也有助于促进饱腹感，并且通过增加排便和矿物质吸收来改善肠道健康。膳食纤维的来源包括籽粒，如小麦。

4、需要增加纤维的消耗以对抗肥胖症，降低其他类型疾病的发病率，并且提供纤维带来的通便和其他益处。因为其在许多消费者的饮食中很普遍，从而增加小麦的纤维含量将有助于增加总的纤维消耗。尽管很久以来就感觉到了这种需要，但是增加小麦纤维含量的方法的鉴定进展缓慢，因为除了其他可能的原因之外，在如今的商业小麦栽培品种中遗传多样性有限，小麦基因组复杂，并且已知增加小麦中的纤维的方法很少。

5、本申请旨在克服现有技术中的这些和其他缺陷。

技术实现思路

1、本申请的一个方面涉及一种增加小麦籽粒中的纤维的方法。所述方法涉及提供包含小麦醇溶蛋白盒结合因子(wpbf)基因的小麦植株或植株部分，并且将人诱导的突变引入wpbf基因中，其中所述突变有效地产生如下小麦植株，所述小麦植株能够产生与来自没有突变的小麦植株的小麦籽粒相比具有增加的纤维的小麦籽粒。

2、本申请的另一方面涉及一种产生膳食纤维的方法。所述方法涉及提供包含在小麦醇溶蛋白盒结合因子(wpbf)基因中的人诱导的突变的小麦植株，其中所述突变使得小麦植株产生与没有突变的小麦植株相比具有增加的纤维的籽粒，并且从所述小麦植株的籽粒中获得纤维。

3、本申请的另一方面涉及一种能够产生具有提高的纤维含量的籽粒的小麦植株，所述小麦植株包含在小麦醇溶蛋白盒结合因子(wpbf)基因中的人诱导的突变，其中所述突变与来自没有所述突变的小麦植株的籽粒相比有效地提高了小麦植株的籽粒中的纤维。

4、本申请的另一方面涉及一种选择具有高纤维含量的小麦籽粒的方法。所述方法涉及将人诱导的突变引入小麦植株或植株部分中，从而产生具有突变的小麦植株，其中小麦植株产生籽粒。所述方法还涉及从所产生的小麦植株中鉴定出胚大于来自野生型小麦植株的小麦籽粒的胚的籽粒，并且选择具有较大胚的籽粒作为具有较高纤维含量的小麦籽粒。

5、本发明人发现了通过突变和修饰基因来增加小麦的膳食纤维组分的方法，这些基因以前从未被认为或知道参与产生具有增加的膳食纤维的籽粒。本文令人惊讶地显示，wpbf基因的突变增加了小麦籽粒和面粉中的纤维含量。出乎意料的是，在突变植株的小麦籽粒中增加的一种纤维组分被鉴定为抗性淀粉，这是一种不容易消化成葡萄糖而是保留到下消化道(在那里发酵)的淀粉形式。

1.一种增加小麦籽粒中的纤维的方法，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中将所述突变引入a基因组、b基因组或d基因组的所述wpbf基因中。

3.如权利要求1所述的方法，其中将所述突变引入a基因组和b基因组的所述wpbf基因中的每一个中。

4.如权利要求1所述的方法，其中将所述突变引入a基因组和d基因组的所述wpbf基因中的每一个中。

5.如权利要求1所述的方法，其中将所述突变引入b基因组和d基因组的所述wpbf基因中的每一个中。

6.如权利要求1所述的方法，其中将所述突变引入a基因组、b基因组和d基因组的所述wpbf基因中的每一个中。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述突变是纯合的。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述增加的纤维包含抗性淀粉。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述增加的纤维包含果聚糖。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述增加的纤维包含可溶性纤维和不溶性纤维。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述引入通过化学诱变进行。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述化学品是ems。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述引入通过基因组编辑进行。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述突变是单核苷酸多态性。

15.一种产生膳食纤维的方法，所述方法包括：

16.如权利要求15所述的方法，其中所述突变在a基因组、b基因组或d基因组的所述wpbf基因中。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述突变在a基因组和b基因组的所述wpbf基因中的每一个中。

18.如权利要求15所述的方法，其中所述突变在a基因组和d基因组的所述wpbf基因中的每一个中。

19.如权利要求15所述的方法，其中所述突变在b基因组和d基因组的所述wpbf基因中的每一个中。

20.如权利要求15所述的方法，其中所述突变在a基因组、b基因组和d基因组的所述wpbf基因中的每一个中。

21.如权利要求15至20中任一项所述的方法，其中所述突变是纯合的。

22.如权利要求15所述的方法，其中所述获得包括将所述小麦籽粒碾磨成全籽粒面粉。

23.如权利要求15所述的方法，其中所述获得包括将所述小麦籽粒碾磨成精制面粉。

24.如权利要求15所述的方法，其还包括：