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甘蔗(Saccharum officinarum L.)是一种重要的糖料和经济作物,但日益严重的病害却制约了甘蔗产业的发展,而甘蔗黑穗病是对其危害最严重的一种病害。传统的防治方法对黑穗病的防治效果甚微,利用植物基因工程技术把抗病基因导入甘蔗优良品种中使其得到有效表达从而表现出抗病性是防治甘蔗真菌病害最为有效的途径之一。蒺藜苜蓿防御素MtDef4是从蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)中分离得到的一种植物防御素,具有很好的抗真菌活性。因此,将MtDef4基因导入甘蔗优良品种中使其得到有效表达,’可望提高甘蔗对黑穗病的抗性。本研究分别构建了以Bar基因作为筛选标记的native MtDef4/KDEL基因和synthetic MtDef4/KDEL基因的植物表达载体pADN和pADS；并采用农杆菌介导法对甘蔗胚性愈伤组织进行转化,经PPT抗性筛选和PCR检测,获得了转native MtDef4/KDEL基因植株92株,转synthetic MtDef4/KDEL基因植株47株；从转native MtDef4/KDEL基因植株中选取6株进行目的基因的RT-PCR检测,5株呈阳性,从转synthetic MtDef4/KDEL基因植株中选取8株进行目的基因的RT-PCR检测,4株呈阳性,初步证明native MtDef4/KDEL基因和synthetic MtDef4/KDEL基因已整合到甘蔗的基因组中并在转录水平上得到了表达。另外,本研究对采自海南省8个市(县)24个蔗区的24份甘蔗黑穗鞭进行病原菌分离,并根据菌落形态学特征,结合光学显微镜观察及分子生物学方法进行了鉴定,确定导致海南蔗区黑穗病的病原菌均为甘蔗黑穗病菌(Ustilago scitaminea Syd)。这为进一步筛选抗黑穗病转基因植株及抗病机理的研究打下了良好的基础。