摘要：[目的]明确墨兰的碳同化途径类型,并探究其响应干旱胁迫的碳同化关键基因及其表达模式,为墨兰栽培时的水分管理以及定向创制光合高效兼具耐旱节水新种质提供参考。[方法]以墨兰原生种的成年植株为试验材料,测定光合叶片的稳定碳同位素分馏值(δ13C)及昼夜CO2吸收量;基于墨兰全基因组数据,利用生物信息学方法鉴定碳同化关键基因,分析其在基质含水量9%～12%（未干旱）、0%～3%（中度干旱）和0%后第7天（重度干旱）的表达模式,并利用qRT-PCR进行表达量验证。[结果]（1）墨兰的δ13C为-2.78%±0.17%;未干旱处理下的昼夜CO2吸收主要发生在昼期,但在干旱处理下转变为暗期,即干旱诱导了景天酸代谢（CAM）途径表达。（2）墨兰碳同化核心通路共鉴定到7个基因家族26个基因,分别为7个CA基因、6个MDH基因、4个ME基因、3个PEPC基因、2个PEPCK基因、3个PPCK基因以及1个PPDK基因,定位于13条染色体上,广泛分布于细胞核、叶绿体以及细胞质;基因结构分析显示碳同化关键基因具0～12个内含子;顺式作用元件分析发现5个基因含有与干旱响应相关的元件。（3）干旱胁迫诱导了多数碳同化关键基因的表达,中度干旱下5个基因显著上调,重度干旱下仅1个基因显著上调,其中CsPEPC1b在两个干旱条件下均显著上调。[结论]干旱胁迫可诱导墨兰表达CAM途径,为C3植物中的兼性CAM植物;干旱胁迫促进了碳同化关键基因的表达,CsPEPC2可能是墨兰中调控C3向CAM途径转换的关键基因。
