玉米粒重调控新机制：ZmSS5基因的图位克隆及其淀粉代谢通路的构建与验证

为解决玉米粒重(KW)遗传改良的分子机制难题，研究人员通过图位克隆技术成功鉴定出淀粉合成酶5基因(ZmSS5)，构建并验证了其通过碳氮平衡(C/N balance)调控淀粉代谢与粒重形成的分子通路，提出创新性的"ZmSS5假说"，为玉米高产分子育种提供了新靶点。

　　

这项突破性研究揭示了玉米粒重(Kernel Weight, KW)形成的关键分子机制。通过染色体片段导入系连锁分析结合高通量测序技术，科研团队成功实现Zm00001d051976基因的图位克隆，证实该基因编码淀粉合成酶5(Starch Synthase 5, ZmSS5)，正是控制粒重数量性状位点qKW4a的功能基因。

研究采用多组学联用策略，基于籽粒发育早期的转录组(RNA-seq)数据，通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)构建了ZmSS5调控网络。实验证实该基因通过调节碳氮代谢平衡(C/N balance)，影响淀粉颗粒增殖和细胞分裂过程，进而控制淀粉单位储存效率。创新的"ZmSS5假说"首次提出淀粉合成酶水平提升与细胞增殖存在协同效应，为理解籽粒灌浆机制提供了全新视角。

研究整合了T-DNA插入突变体(AtSS5)和EMS诱变体(ZmSS5)的遗传证据，结合蔗糖含量检测、淀粉合成酶活性测定等生化分析，系统验证了该通路的生物学功能。这些发现不仅深化了对玉米产量形成分子基础的认识，更为分子设计育种提供了宝贵的基因资源和分子标记。