Interaction of two sugary-1 alleles (su1 and su1st) with sugary-2 (su2) on characteristics of maize starch

Two recessive alleles at the maize (Zea mays L.) sugary-1 locus, sugary-1 reference (su1) and sugary-1 starchy (su1st), were examined. Kernels homozygous for the su1 allele result in a wrinkled/glassy phenotype while su1st kernels were nearly normal in appearance. Both sugary-1 alleles, however, result in the wrinkled/glassy phenotype when in a double-mutant combination with the recessive sugary-2 (su2) gene. Our objectives were to investigate the interaction between su2 and the two sugary-1 alleles (su1 and su1st) by examining starch thermal properties by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and starch granule size using a laser-based particle size analyzer. A dosage study was also conducted between su2 and the two sugary-1 alleles in order to provide additional genetic information regarding these gene interactions. The double-mutant genotypes su1st su2 and su1 su2 produced starches having low gelatinization enthalpy (ΔH) values (2.2 and 0.8J/g, respectively) compared to normal (12.1J/g), su2 (5.2J/g), su1st (10.9J/g) and su1 (9.2J/g). In contrast to previous studies based on birefringence end-point temperature (BEPT), our DSC data demonstrated that su2 rather than su1 is epistatic with respect to gelatinization temperature. Dosage studies revealed that gelatinization onset (To), peak (Tp) and ΔH decreased upon increasing doses of the recessive su2 allele. A similar dosage effect for su2 was observed in a su1 and su1st background. A dosage effect was also seen for su1 on the ΔH value when the su2 gene was homozygous. No significant dosage effect occurred with respect to starch granule diameter mean or mode. A trend was observed, however, in which a slight increase in starch granule mean and mode was associated with increasing doses of the su1 allele. Wechselwirkung von zwei Zucker-1-Allelen (su1 and sust) mit Zucker-2 (su2) auf die Charakteristika von Maisstarke.Zwei rezessive Al- am Mais-(Zea mays L.)-Zucker-1-Genort, Zucker-1-Referenz (su1) und Zucker-1-starkereich (sust) wurden gepruft. Fur das su1-Allele resultieren einerbige Korner in runzlig/glasige Erscheinungsformen, wahrend sust-Korner nahezu normal erschienen. Beide Zucker-1-Allele ergaben. Beide Zucker-1-Allele ergeben den runzlig/lasigen Phenotyp, wenn sie sich in einer doppelt-mutanten Kombination mit dem rezessiven Zucker-2-(su2)-Gen befinden. Unsere Absicht war es, die Wechselwirkung zwischen su2 und den beiden Zucker-1-Allelen (su1 und sust) zu untersuchen und zwar durch Prufung der thermischen Starkeeigenschaften durch Differential-Raster-Calorimetrie (DSC) und der Starkekorngrose unter Verwendung eine laser-basierten Teilchengrosen-Analysators zu untersuchen. Eine Dosage-Studie wurde ebenfalls durchgefuhrt zwischen su2 und den beiden Zucker-1-Allelen, um zusatzliche genetische Informationen bezuglich dieser Gen-Wechselwirkungen zu erhalten. Die doppelt-mutanten Genotypen su1st su2 und su1 su2 erzeugten Starken mit niedrigen Verkleisterungs-Enthalpien (ΔH)-Werten (2,2 und 0.8J/g) verglichen mit normalen (12,1J/g), su2 (5,2J/g), su1st (10,9J/g) und su1 (9,2J/g). Im Gegensatz zu vorangegangenen, auf der Doppelbrechungs-Endpunkt-Temperatur basierenden Untersuchungen (BEPT) demonstrierten unsere DSC-Daten, das su2 eher als su1 uberdeckend ist hinsichtlich der Verkleisterungstemperatur. Dosierungsstudien zeigten, das Verkleisterungsbeginn (To), -spitze (Tp) und ΔH mit zunehmender Dosierung und rezessiven su2-Allels abnahmen. Eine ahnliche Dosierungswirkung durch su2 wurde fur su2 wurde auch in einem su1- und su1st-Hintergrund beobachtet. Eine Dosierungswirkung wurde auch bei su1 auf den ΔH-Wert beobachtet, wenn das su2-Gen einerbig war. Kein signifikanter Dosierungseffekt trat hinsichtlich des Starkekorndurchmessers oder der Korngestalt auf. Es wurde jedoch ein Trend beobachtet, nach dem eine leichte Vergroserung der mittleren Starkekorngrose und -gestalt mit erhohten Dosen des su1-Allels verbunden war.