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淀粉是仅次于纤维素的第二大碳水化合物。马铃薯(Solanum tuberosum-L.)是淀粉生产的重要原料,块茎中淀粉含量可达8-34%,是生产淀粉的适宜作物,其淀粉具有优良的特性,已成为食品和工业的重要原材料。大多数应用领域中,一般要求淀粉具有较低的糊化温度和较弱的凝沉(老化)性,即高纯度的支链淀粉。在马铃薯的淀粉代谢过程中,控制淀粉生物合成的关键酶有ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分支酶和淀粉脱分支酶,利用基因工程技术对相关基因表达进行调控,可定向改变淀粉含量和组成,特别是利用RNA干扰(RNA interference, RNAi)技术,可显著影响目标基因的表达,从而改变直链和支链淀粉的含量及其比值。RNA干扰(RNA interference, RNAi),是由内源性或者外源性双链RNA引起的序列特异性基因沉默。小分子双链RNA能对基因的表达有不同程度调控,即转录水平的基因沉默(主要体现在siRNA修饰DNA分子,抑制转录的发生)和转录后水平基因沉默(主要指siRNA在mRNA水平抑制目标基因表达),调节或关闭基因的表达,进而调控细胞的各种高级生命活动。本研究依照RNA干扰原理,以马铃薯块茎中控制直链淀粉合成的关键酶—颗粒结合型淀粉合成酶(Granule-bound starch synthase I, GBSS I)作为靶标,分别从转录水平,转录后水平和microRNA途径构建植物双元表达载体,以期获得含高纯度支链淀粉的马铃薯新品种同时,研究不同水平的基因沉默在基因表达方面的分子机制。另一方面,作为一个重要的粮食作物和有较高工业价值的经济作物,马铃薯需要常年被提供。为了避免马铃薯在储藏期间发芽,低温储藏是常用的一种方法。然而,低温糖化引起的褐变反应严重影响了马铃薯品质。所以低温糖化和淀粉改良是马铃薯生产应用中的比较关注的内容。同时,高纯度支链淀粉马铃薯品种在低温储藏过程中,相比于支链淀粉含量低的马铃薯品种更容易被低温糖化,所以高纯度支链淀粉含量的马铃薯品种实现工业化,低温糖化是需要解决的问题之一。如果可以通过RNA干扰技术获得富含支链淀粉同时抗低温糖化的马铃薯品种,不论是对于生产应用还是对于马铃薯淀粉代谢途径的研究都有重要意义。本研究依照RNA干扰原理,构建了双元表达载体,它可以同时靶标马铃薯淀粉代谢过程中两个基因——颗粒结合型淀粉合成酶基因(GBSS)和液泡转化酶基因(Invertase)。