本发明公开了一种水稻胚乳淀粉颗粒发育相关蛋白FSE5及其编码基因和应用,属于基因工程领域。本发明提供的水稻胚乳淀粉颗粒发育相关蛋白FSE5,其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示,其编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示;提供所述蛋白FSE5,或其编码基因、表达盒、转基因细胞系或重组菌在培育改善淀粉颗粒发育的水稻中的应用。将本发明蛋白FSE5的编码基因导入淀粉淀粉颗粒发育异常的植物中,可以培育淀粉颗粒正常的转基因植物。本发明对于进一步阐明禾本科植物胚乳淀粉颗粒发育的分子机理并通过基因工程的技术和手段对谷物品质的遗传改良具有重要的理论意义和现实意义。