淀粉是甘薯储藏根干物质的主要组成部分，其理化性质直接决定了甘薯淀粉在工业中的应用范围和效果。利用生物技术通过调控淀粉合成酶的表达可实现对甘薯淀粉品质的改良。　　 本研究首先建立了以胚性悬浮细胞系为受体、经根癌农杆菌介导的高效甘薯遗传转化体系，完成了多个优良品种的转基因操作，并对甘薯遗传转化的几个关键步骤进行了优化，包括选择适宜的抑菌剂和筛选剂及其最佳使用浓度。本研究在转基因甘薯中通过表达双链小分子RNA的方式，针对淀粉合成途径中负责直链淀粉合成的颗粒结合型淀粉合成酶I（granule-bound starch synthase I,GBSSI）和影响支链淀粉合成的淀粉分支酶（starch branching enzyme，SBEI和SBEII）进行基因表达干扰。结果表明，在CaMV35S或维管束特异启动子p54/1.0驱动的表达与GBSSI同源的双链发卡结构RNA株系中，直链淀粉含量显著降低，获得了大量不含直链淀粉的糯性转基因甘薯；而在淀粉分支酶基因(SBEI或SBEII)表达被干扰的转基因甘薯中直链淀粉含量显著提高。　　 转基因甘薯淀粉的快速粘度分析表明，它们的糊化特性与普通甘薯淀粉相比更加多样化，可以满足不同应用的要求，并且发现高直链淀粉具有抗糊化的特性。淀粉粒形态学观察发现高直链淀粉粒呈圆球形，不同于糯性或普通淀粉粒的多边形和钟罩形；并且直链淀粉含量提高的转基因株系中，根、茎、叶和叶柄中的淀粉粒在形态上均有明显改变。温室和大田栽培试验表明，干扰淀粉分支酶II(SBEII)基因表达的株系出现不同程度的鲜薯产量下降和干物质含量降低的现象。芯片分析和实时定量RT-PCR的结果表明淀粉分支酶是薯类储藏根膨大过程中淀粉合成的限速酶。因此，在转基因株系中干扰该酶的表达可导致淀粉合成速度显著下降。与糯性株系相比，高直链淀粉株系在淀粉合成代谢通路上发生了更为广泛和显著的基因表达变化，这可能也是引起高直链圆球形淀粉粒产生的根本原因。对转基因株系和野生型的收获指数进行比较，发现无论是提高或降低直链淀粉含量，转基因株系的收获指数均低于野生型，这表明通过调控碳源的流向或“库”/“源”比可进一步提高薯类作物的产量，需要在后续研究中证明。单拷贝插入糯性转基因甘薯与非转基因甘薯杂交后代中约一半的株系表现出直链淀粉缺失或明显降低，并且可以检测到插入基因，表明插入基因在杂交育种过程中可以稳定遗传并表达。　　 本研究表明：在甘薯中淀粉分支酶，尤其是淀粉分支酶II，是淀粉合成和产量形成的关键基因；RNA干扰GBSSI及SBE的表达是创制糯性及高直链淀粉的有效策略；新型糯性或高直链淀粉在造纸、纺织、胶黏剂、淀粉塑料等工业中应用潜力巨大，也为研究淀粉粒结构和形态建成提供了理想的材料；优化的遗传转化体系和建立的高通量直链淀粉含量预测的近红外分析模型为甘薯育种研发提供了技术，促进了甘薯产业在我国粮食安全和可持续发展中发挥更大的作用。