马铃薯淀粉合成涉及多种酶的参与,其中GBSS(granule bound starch synthase)、SS(starch synthase)和SBE(starch branching enzyme)是马铃薯淀粉合成的关键酶,其活性对马铃薯直链淀粉/支链淀粉比例、淀粉链长及结构有极大的影响.至今针对马铃薯GBSS、SS和SBE基因,利用基因工程技术对马铃薯淀粉性状进行改良已经取得了重大的进展,通过反义表达技术和RNAi技术已成功获得低直链淀粉、高直链淀粉的马铃薯新材料.但由于RNAi技术本身的局限性,目标基因突变体材料普遍存在遗传稳定性差、目标基因转录活性难以实现完全"敲除"(knock out)、RNAi表达单元需永久整合等问题,实际生产中迫切需要一种能特异性针对目标基因彻底实现去功能化,并能获得稳定的马铃薯种质材料的新方法,以更好满足马铃薯新品种选育的需要.本研究以TALEN技术体系在马铃薯中的构建为出发点,针对马铃薯基因组结构特性和TALEN组装原理,着重构建高效率、高活性、高特异性、高稳定性的马铃薯TALEN技术平台,优化马铃薯复杂基因组TALEN设计、构建、表达、检测和筛选的最佳方案.在此基础上,针对马铃薯淀粉合成的关键酶,特别是直链淀粉和支链淀粉合成酶,如GBSS,SS,SBE等,构建特异TALEN表达载体,通过瞬时筛选高效载体,进行马铃薯的遗传转化并筛选出定向突变体材料,实现目标基因在马铃薯基因组中的定向敲除,为研究马铃薯淀粉合成、直链淀粉/支链淀粉比例、淀粉链长及结构等相关机理,为马铃薯淀粉品质改良提供依据。