淀粉作为主要的贮藏碳水化合物广泛用于人类营养供给和各种工业用途。淀粉颗粒形态结构和大小等决定了其理化特性以及特定的用途。理解淀粉生物合成机制对于操作该过程增强淀粉及其功能用途具有重要意义。淀粉合成包括两个不同的阶段：起始过程和合成过程本身。合成淀粉聚合物（包括支链淀粉和直链淀粉）的过程相对较为明确，在不同物种和器官中涉及的基因功能相对保守。然而，关于库器官（籽粒，块茎等）中淀粉颗粒形成的起始过程以及质体中淀粉颗粒数量、大小和形态具有物种的依赖性。水稻和小麦等作物的籽粒造粉体中形成复合颗粒或两种类型颗粒，而马铃薯块茎中的造粉体仅含单一淀粉颗粒。在模式植物中调节淀粉颗粒起始的SS4、PTST2 和 MRC等蛋白在马铃薯块茎中功能分化，未见对块茎淀粉颗粒起始的影响， 暗示马铃薯块茎淀粉颗粒起始存在独特的调控机制。

近日，西南大学薯类团队在植物学TOP期刊The Plant Journal上在线发表了题为“Potato STARCH SYNTHASE 5 is critical for simple starch granule initiation in amyloplasts and tuber development”的研究论文。

该研究发现马铃薯非典型的淀粉合成酶V(StSS5)在叶片和块茎的淀粉颗粒起始中具有重要的功能，调节块茎发育和淀粉积累。一方面，ss5突变体导致叶片叶绿体中淀粉颗粒变少而大，这可能降低了淀粉降解速率，增加了夜间的呼吸速率，导致块茎分配碳源不足。另一方面，ss5突变导致块茎淀粉质体中复合淀粉粒的形成，可能减小了淀粉颗粒大小，改变淀粉理化特性。这种淀粉颗粒起始的改变重编程了块茎中的淀粉代谢途径，调节了块茎的发育和淀粉积累。综上所述，ss5突变体块茎中淀粉合成代谢途径的重编程和从叶片到块茎的碳源分配减少可能影响块茎发育和淀粉积累。研究结果为理解块茎淀粉颗粒的起始形成提供了新的见解，并为改良马铃薯块茎发育和淀粉特性开辟了一种潜在的策略。

西南大学作物学遗传育种专业博士研究生胡舒婷为第一作者，刘勋教授为该研究的通讯作者。该研究受到国家重点研发计划项目（2022YFD1201600）、重庆市技术创新与应用发展重点项目（CSTB2024TIAD-KPX0017）、重庆市研究生科研创新项目（CYS22226）和重庆市现代农业产业技术体系项目（CQMAITS202303）的资助和支持。

原文连接：https://doi.org/10.1111/tpj.70206