許世達(dá)，耿興敏，王露露

（南京林業(yè)大學(xué) 風(fēng)景園林學(xué)院，江蘇 南京 210037）

乙烯響應(yīng)因子(ERF)是AP2/ERF(apetala2/ethylene response factor)大家族中的1個(gè)亞族，最早從煙草Nicotianatabacum中分離發(fā)現(xiàn)，都含有1個(gè)AP2結(jié)構(gòu)域。ERF受乙烯誘導(dǎo)表達(dá)，并且具有與生物脅迫抗性基因啟動(dòng)子結(jié)合的能力[1]。隨著研究深入，ERF結(jié)構(gòu)中各類(lèi)基序的作用被廣泛關(guān)注，其中AP2結(jié)構(gòu)域作為DNA結(jié)合域更是受到深入研究。在各類(lèi)植物生長(zhǎng)代謝與非生物脅迫響應(yīng)等方面，ERF也受到農(nóng)林研究者的重視。除乙烯外，其他信號(hào)分子及表達(dá)調(diào)控機(jī)制也影響著ERF的行使功能。本研究以ERF的結(jié)構(gòu)特征、生物學(xué)功能以及有關(guān)的調(diào)控機(jī)制為主題，對(duì)近年有關(guān)ERF的研究進(jìn)行綜述，以期為ERF表達(dá)調(diào)控和功能研究提供思路。

1 ERF的結(jié)構(gòu)特征

1.1 ERF 結(jié)構(gòu)概述

ERF含有1個(gè)AP2結(jié)構(gòu)域，AP2結(jié)構(gòu)域是ERF的DNA結(jié)合域，是其行使轉(zhuǎn)錄調(diào)控的關(guān)鍵。NAKANO等[2]根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、外顯子-內(nèi)含子結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)基序分別將擬南芥Arabidopsisthaliana和水稻Oryzasativa中的ERF分為12組和15組。這種分類(lèi)方式適用多種植物，如苜蓿Medicagosativa[3]、二穗短柄草Brachypodiumdistachyon[4]、人參Panaxginseng[5]等。同組的ERF因?yàn)橛兄嗨频慕Y(jié)構(gòu)和保守基序，通常具有相似的性質(zhì)[2]。

AP2結(jié)構(gòu)域最早發(fā)現(xiàn)于擬南芥AP2基因中，由大約60個(gè)氨基酸組成[1,6]。AP2結(jié)構(gòu)域的N端存在1個(gè)堿性親水區(qū)，含有3個(gè)反平行的β-折疊，這3個(gè)β-折疊在識(shí)別順式作用元件中具有重要作用，C端有1個(gè)兩親性的α-螺旋，可能參與其他轉(zhuǎn)錄因子或DNA的相互作用[7]。ERF根據(jù)AP2結(jié)構(gòu)域上特定位置的不同，氨基酸殘基可分為ERF與DREB，由于殘基的不同，ERF和DREB對(duì)啟動(dòng)子的親和性和識(shí)別特異性會(huì)有差異[8]。ERF和DREB通常結(jié)合的順式元件分別是GCC(核心序列為GCCGCC)和DRE/CRT(dehydration-responsive element/C-repeat，核心序列為CCGAC)[9]。除這兩者外，ERF還可以結(jié)合其他的基序，例如剛毛檉柳Tamarixhispida的ThCRF1可與GCC、DRE、TTG1和TTG2基序結(jié)合[10]。ERF與基序結(jié)合的特異性似乎受到某種機(jī)制的調(diào)控，根據(jù)接收到的信號(hào)改變對(duì)基序的結(jié)合傾向，例如擬南芥中ERF1在茉莉酸誘導(dǎo)下與茉莉酸響應(yīng)基因啟動(dòng)子上的GCC基序結(jié)合，但受到非生物脅迫時(shí)，ERF1優(yōu)先與脅迫抗性基因啟動(dòng)子上的DRE基序結(jié)合[11]。

1.2 功能基序

ERF在AP2域外含有一些保守的氨基酸基序。有些基序在ERF參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控時(shí)起到重要作用，當(dāng)基序缺失或突變時(shí)會(huì)導(dǎo)致功能的改變或缺失。比如EAR(ERF-associated amphiphilic repression)類(lèi)基序，這類(lèi)基序有2種保守序列，分別為L(zhǎng)xLxLx和DLNxxP[12]。EAR基序可直接影響ERF轉(zhuǎn)錄調(diào)控的功能，例如擬南芥中ERF4有2種亞型，其中ERF4-R(含有EAR基序)能抑制基因表達(dá)，而ERF4-A(不含EAR基序)能上調(diào)基因表達(dá)[13]。有的基序具有激活結(jié)構(gòu)域的功能，比如EDLL基序具有激活轉(zhuǎn)錄的功能，因保守的谷氨酸(E)、天冬氨酸(D)和亮氨酸(L)殘基而得名，屬于酸性的激活結(jié)構(gòu)域[14]?；蜻€有其他功能，如擬南芥ESR1中的ESR基序是激活結(jié)構(gòu)域，當(dāng)用VP16替換ESR基序時(shí)，ESR1喪失了促進(jìn)芽再生的能力[15]。ERF功能基序可以通過(guò)基因編輯的方式添加至目標(biāo)ERF基因中，修飾后ERF的功能根據(jù)基序的類(lèi)別發(fā)生改變，例如將以EAR基序?yàn)榛A(chǔ)改造的SRDX序列添加至ERF中，使修飾后的ERF具有轉(zhuǎn)錄抑制的功能[16]。

2 ERF的功能

ERF的生物學(xué)功能涉及范圍非常廣，脅迫和生長(zhǎng)發(fā)育都有它的參與。ERF的功能主要由直接調(diào)控目標(biāo)基因?qū)崿F(xiàn)，也有一些是通過(guò)調(diào)控其他轉(zhuǎn)錄因子實(shí)現(xiàn)(表1)。

表 1 ERF 的功能Table 1 Function of ERF

2.1 ERF 在脅迫響應(yīng)時(shí)的功能

ERF在植物受到脅迫時(shí)通過(guò)調(diào)控脅迫響應(yīng)的相關(guān)基因以應(yīng)對(duì)各種脅迫。生物脅迫中，ERF抵御真菌病原體最直接的方式是上調(diào)有關(guān)防衛(wèi)基因，如擬南芥中ERF96上調(diào)PDF和PR這類(lèi)病理相關(guān)基因[17]；擬南芥中Ⅸb組ERF可以上調(diào)CYP81F2促進(jìn)殺菌劑吲哚類(lèi)硫苷合成[19]。還有通過(guò)促進(jìn)程序性死亡以防止病原體的擴(kuò)散，如番茄Solanumlycopersicum中ERF68可以上調(diào)有關(guān)細(xì)胞程序性死亡的基因促進(jìn)細(xì)胞死亡[28]。非生物脅迫下ERF通過(guò)調(diào)控各種非生物脅迫抗性相關(guān)基因表達(dá)，提高植物抗逆性。碧冬茄中PhERF2在植株受水淹的情況下上調(diào)ADH1-2乙醇脫氫酶的表達(dá)，提高植株對(duì)水淹的抗性[31]。枇杷的EjERF39受低溫誘導(dǎo)，上調(diào)木質(zhì)素合成基因Ej4CL1，促進(jìn)果實(shí)木質(zhì)化，減輕冷害[38]。ERF可以通過(guò)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子來(lái)增強(qiáng)植物抗性，例如山葡萄中VaERF092受低溫脅迫誘導(dǎo)并通過(guò)增強(qiáng)VaWRKY33表達(dá)，從而間接增強(qiáng)植株對(duì)低溫的抗性[32]。ERF還可以通過(guò)調(diào)控滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)以增強(qiáng)植物的抗性，例如小豆Vigna angularis中VaERF3在鹽堿脅迫中及水稻OsERF71在干旱脅迫中都可以誘導(dǎo)脯氨酸的積累，分別提高相應(yīng)的脅迫抗性[39?40]。

ERF可能在逆境條件下負(fù)調(diào)控植物抗性，這會(huì)加劇植物所受的傷害。ERF可以通過(guò)直接抑制相關(guān)抗性基因的表達(dá)降低植物的抗性。擬南芥AtERF72會(huì)受缺鐵環(huán)境誘導(dǎo)并抑制參與鐵吸收的IRT1和HA2的表達(dá)，進(jìn)一步抑制鐵吸收[22]。白樺Betulaplatyphylla中BpERF11受鹽脅迫和干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)，抑制LEA和脫水蛋白基因的表達(dá)，并加劇干旱脅迫導(dǎo)致的傷害[41]。ERF還能通過(guò)抑制相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)以起到間接負(fù)調(diào)控。蘋(píng)果中MdERF4抑制具有鹽脅迫抗性的MdERF3表達(dá)，從而削弱了植物對(duì)鹽脅迫的抗性[24]。還有ERF通過(guò)抑制植物激素或信號(hào)分子以負(fù)調(diào)控脅迫的響應(yīng)基因。小果野蕉中MaERF10受低溫脅迫誘導(dǎo)，與TIFY蛋白MaJAZ3互作通過(guò)抑制茉莉酸合成基因的表達(dá)以抑制茉莉酸信號(hào)途徑，從而使果實(shí)表現(xiàn)出明顯的冷害[33]。CaDRAT1在辣椒Capsicumannuum受到干旱脅迫時(shí)，通過(guò)抑制脫落酸(abscisic acid，ABA)合成基因的表達(dá)從而抑制了依靠ABA信號(hào)的干旱響應(yīng)基因的表達(dá)[42]。

ERF負(fù)調(diào)控脅迫下的植物抗性或許是為維持其他系統(tǒng)的穩(wěn)定。番茄SlERF84可以增強(qiáng)干旱和鹽脅迫抗性，但會(huì)削弱生物脅迫抗性，原因可能是SlERF84通過(guò)增強(qiáng)活性氧(reactive oxygen species，ROS)清除能力以減緩細(xì)胞死亡，從而削弱植物對(duì)病原體的抗性[43]。蘋(píng)果中MdERF4對(duì)MdERF3的調(diào)控可能是鹽脅迫下維持乙烯在植物體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制[24]。番薯Ipomoeabatatas中IbERF4抑制非生物脅迫響應(yīng)基因表達(dá)，這或許是因?yàn)镮bERF4主要參與調(diào)控開(kāi)花和葉片衰老而導(dǎo)致的[44]。

2.2 ERF 在果實(shí)成熟中的功能

果實(shí)成熟的標(biāo)志包括褪綠和變軟。ERF可以通過(guò)調(diào)控相關(guān)基因促進(jìn)葉綠素的降解，比如甜橙和椪柑中CitERF6上調(diào)果實(shí)中參與葉綠素降解的CitPPH，從而促進(jìn)果實(shí)褪綠[45]；甜橙CitERF13可以直接上調(diào)CitPPH和CitNYC加速果實(shí)褪綠[35]。一般果實(shí)在成熟后會(huì)發(fā)生軟化的現(xiàn)象，軟化會(huì)影響果實(shí)的貨架期壽命以及運(yùn)輸，ERF能通過(guò)調(diào)控相關(guān)基因調(diào)節(jié)軟化的過(guò)程，比如桃子中PpeERF2通過(guò)抑制PpeNCED2、PpeNCED3(參與ABA合成)和PpePG1(參與細(xì)胞壁降解)的表達(dá)，以防止果實(shí)過(guò)早軟化[36]；同樣還有番木瓜中CpERF9和小果野蕉MaDEAR1，都是通過(guò)抑制相關(guān)細(xì)胞壁降解的基因表達(dá)，防止果實(shí)過(guò)早軟化[34,37]。

2.3 ERF 在花葉衰老與脫落中的功能

花或葉的衰老和脫落是植物的生理現(xiàn)象，但衰老和脫落并非為一種過(guò)程。衰老背后的本質(zhì)是細(xì)胞的程序式死亡。以擬南芥為例，擬南芥WRKY53被視為葉片衰老的核心轉(zhuǎn)錄因子，ESP/ESR負(fù)調(diào)控WRKY53，AtERF4和AtERF8可以直接抑制ESP/ESR的表達(dá)從而間接加速葉的衰老[46]。擬南芥中過(guò)氧化氫(H2O2)正向增強(qiáng)WRKY53的表達(dá)，ERF4的2種亞型直接調(diào)控CAT3的表達(dá)以控制H2O2的量從而間接調(diào)控衰老進(jìn)程[13]。ERF還可以通過(guò)調(diào)節(jié)其他信號(hào)分子及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來(lái)調(diào)節(jié)花或葉的衰老。蕪菁中BrERF72由茉莉酮酸甲酯誘導(dǎo)并上調(diào)茉莉酸合成基因表達(dá)從而通過(guò)茉莉酸信號(hào)途徑加速葉片衰老[26]。KHASKHELI等[47]在月季花中篩選出可以上調(diào)細(xì)胞分裂素含量的基因RhERF113，在沉默其表達(dá)后，花加速衰老，而在補(bǔ)充外源細(xì)胞分裂素后可以使衰老速度恢復(fù)到正常水平。脫落是另一種過(guò)程，脫落器官在基部的離區(qū)細(xì)胞受乙烯等激素信號(hào)的誘導(dǎo)完成脫落。在乙烯信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中有一類(lèi)名為EDF(ethylene response DNA-binding factors)的蛋白質(zhì)位于EIN3的下游[48]，EDF在植物開(kāi)花期間促進(jìn)花的衰老和脫落。一種名為FUF1的ERF可抑制EDF的表達(dá)從而達(dá)到延長(zhǎng)花期的效果[49]。此外，月季的β-半乳糖苷酶基因RhBGLA1會(huì)加速花瓣的脫落，而RhERF1和RhERF4可以抑制此基因的表達(dá)，防止花瓣脫落[29]。

3 ERF的表達(dá)調(diào)控

3.1 植物對(duì) ERF 的調(diào)控機(jī)制

3.1.1 信號(hào)分子對(duì)ERF的調(diào)控 ERF受各類(lèi)信號(hào)分子的誘導(dǎo)從而表達(dá)并行使相應(yīng)的功能(圖1)，這些信號(hào)分子通過(guò)在植物體內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，逐級(jí)將體內(nèi)和體外的環(huán)境信息傳遞，最終完成對(duì)ERF的表達(dá)調(diào)控。

圖 1 ERF與信號(hào)分子的調(diào)控關(guān)系Figure 1 Regulatory relationship between ERF and signal molecules

作為ERF的命名來(lái)源，乙烯對(duì)ERF的調(diào)控關(guān)系最先被發(fā)現(xiàn)[1]。乙烯經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，誘導(dǎo)ERF在植物體內(nèi)調(diào)控脅迫防御及生長(zhǎng)發(fā)育等生理過(guò)程。以擬南芥為例，乙烯與位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的各類(lèi)乙烯受體結(jié)合，使與受體關(guān)聯(lián)的激酶CTR1失活，無(wú)法磷酸化EIN2的C端[50]。未被磷酸化的EIN2從而進(jìn)入細(xì)胞核，使轉(zhuǎn)錄因子EIN3能穩(wěn)定存在并發(fā)揮作用[51]，隨即EIN3激活包括ERF1等轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄，這些轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控其他的乙烯響應(yīng)基因以完成乙烯信號(hào)響應(yīng)。除ERF1外還有許多受乙烯信號(hào)誘導(dǎo)的ERF，如枸杞Lyciumchinense中的LchERF受乙烯誘導(dǎo)增強(qiáng)植株鹽脅迫抗性[52]，擬南芥中AtERF4受乙烯誘導(dǎo)降低了對(duì)乙烯的敏感性[53]。

ABA在植物對(duì)抗非生物脅迫時(shí)能通過(guò)誘導(dǎo)相關(guān)的ERF增強(qiáng)抗性。比如番茄ERF5基因的轉(zhuǎn)錄受外源ABA誘導(dǎo)并能增強(qiáng)植物對(duì)干旱和鹽脅迫的抗性[54]。ABA與乙烯2種信號(hào)在部分情況下也存在拮抗作用，例如擬南芥中ABA信號(hào)能激活下游ERF基因ABI4，而乙烯信號(hào)通過(guò)EIN3能夠抑制ABI4的表達(dá)，兩者的拮抗作用影響抗壞血酸與ROS的含量[55]。ERF也可以反過(guò)來(lái)調(diào)控ABA信號(hào)傳導(dǎo)。擬南芥AtERF4受ABA誘導(dǎo)并抑制ABA的信號(hào)傳導(dǎo)，ABA響應(yīng)基因明顯下調(diào)[53]。

ERF和其他植物激素也有調(diào)控關(guān)系，這其中發(fā)現(xiàn)較多的是茉莉酸信號(hào)與ERF之間的調(diào)控，茉莉酸信號(hào)對(duì)ERF的調(diào)控主要表現(xiàn)在抗逆性和生長(zhǎng)代謝等方面。例如在抵御脅迫時(shí)水稻OsERF71和擬南芥ERF96都可由茉莉酸信號(hào)誘導(dǎo)表達(dá)，提高植物對(duì)生物脅迫的抗性[17,25]。在植物生長(zhǎng)代謝方面，茉莉酸信號(hào)可由ERF進(jìn)一步促進(jìn)茉莉酸的信號(hào)傳導(dǎo)，如蕪菁BrERF72可由茉莉酮酸甲酯誘導(dǎo)并上調(diào)參與茉莉酸合成相關(guān)基因從而加速葉片衰老[26]。茉莉酸信號(hào)通過(guò)ERF還能調(diào)控其他代謝相關(guān)的產(chǎn)物生成，例如番茄JRE4受茉莉酸誘導(dǎo)上調(diào)，JRE4直接上調(diào)甾醇還原酶和配糖生物堿代謝相關(guān)基因促進(jìn)糖苷生物堿的合成[27]。生長(zhǎng)素信號(hào)誘導(dǎo)ERF參與了脫落有關(guān)的調(diào)控，月季花瓣離層RhERF4受生長(zhǎng)素誘導(dǎo)且抑制下游RhBGLA1的轉(zhuǎn)錄，從而抑制了離層果膠的降解，延緩花瓣脫落[29]。水楊酸是重要的植物防御激素，它本身能誘導(dǎo)ERF的表達(dá)，例如水稻的OsERF96和山海關(guān)楊Populusdeltoides‘Shanhaiguan’的PdERF-18[56?57]。

ROS在ERF接收脅迫信號(hào)過(guò)程中具有重要作用。脅迫初期位于細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)感應(yīng)到脅迫信息，需要次級(jí)信使將脅迫信息傳至內(nèi)部。ROS作為次級(jí)信使之一能夠?qū)⒓?xì)胞內(nèi)的信號(hào)快速傳遞至細(xì)胞核，激活一系列蛋白激酶(protein kinases，PKs)或蛋白磷酸酶(protein phosphatases，PPs)，而PKs和PPs可以觸發(fā)對(duì)轉(zhuǎn)錄因子磷酸化或脫磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)[58?59]。例如擬南芥中ROS會(huì)觸發(fā)MPK6，隨后MPK6磷酸化ERF6，最后ERF6調(diào)控下游相關(guān)ROS響應(yīng)基因[60]。除此之外，還有水稻中受ROS誘導(dǎo)的SERF1，通過(guò)MAPK5磷酸化后激活，提高水稻的鹽脅迫抗性[61]。

3.1.2 其他因子對(duì)ERF的調(diào)控 在ERF基因轉(zhuǎn)錄后，目前有選擇性剪接和miRNA為主的2種調(diào)控方式。選擇性剪接在參與非生物脅迫的DREB中較為常見(jiàn)，如水稻的OsDREB2A/2B[62]和玉米Zeamays的ZmDREB2A[63]，只有在脅迫下才會(huì)產(chǎn)生具有功能的有效轉(zhuǎn)錄本。選擇性剪接還可導(dǎo)致功能轉(zhuǎn)變，例如擬南芥中，ERF4-A和ERF4-R的存在比率由RNA結(jié)合蛋白FPA控制，當(dāng)葉片開(kāi)始衰老時(shí)，ERF4-R的存在比率比未衰老時(shí)高，從而抑制抗氧化酶的表達(dá)以促進(jìn)葉片的衰老[13]。miRNA作為一類(lèi)非編碼RNA，主要通過(guò)降解mRNA或是沉默目標(biāo)基因的翻譯以抑制目標(biāo)基因的表達(dá)。如miRNA172通過(guò)抑制AP2/ERF蛋白的翻譯從而對(duì)調(diào)控生殖器官的發(fā)育以及抑制干細(xì)胞增殖起到了關(guān)鍵的作用[64]。選擇性剪接和miRNA都是針對(duì)mRNA的修飾方式，選擇性剪接使ERF可以產(chǎn)生多種轉(zhuǎn)錄本，豐富了ERF功能的多樣性。miRNA對(duì)mRNA進(jìn)行直接修飾可以特異性負(fù)調(diào)控ERF，明晰miRNA對(duì)ERF的表達(dá)調(diào)控機(jī)制可以促進(jìn)miRNA技術(shù)在ERF功能上的應(yīng)用。

有一些調(diào)控機(jī)制可以降解或激活已翻譯成蛋白質(zhì)的ERF。泛素化是降解ERF的調(diào)控方式之一，例如擬南芥中，響應(yīng)干旱脅迫的AtERF53在非脅迫情況下會(huì)被帶有RING結(jié)構(gòu)域的E3泛素連接酶RGLG2泛素化，使其被26s蛋白酶分解[65]。Ⅶ組的ERF被獨(dú)特的N端規(guī)則所調(diào)節(jié)，這些ERF的N端在正常生長(zhǎng)環(huán)境下會(huì)被植物半胱氨酸氧化酶Pco1/2修飾，隨后被N端識(shí)別蛋白ATE1/2和PRT6識(shí)別并降解。其中半胱氨酸受氧氣(O2)與一氧化氮(NO)氧化，而非生物脅迫能抑制NO的積累。在植物處于缺氧狀態(tài)或是脅迫的情況下，Ⅶ組的ERF才得以穩(wěn)定存在，從而激活脅迫相關(guān)的應(yīng)答基因[66?67]。不同于前兩者，磷酸化是一種激活ERF的機(jī)制，對(duì)ERF是重要的調(diào)控途徑。不同激酶磷酸化通常會(huì)導(dǎo)致ERF的功能發(fā)生變化，包括活性的變化和細(xì)胞器的定位等。WANG等[60]研究發(fā)現(xiàn)：擬南芥ERF6上的磷酸化位點(diǎn)可以被MPK6特異性識(shí)別并進(jìn)行磷酸化，磷酸化后的ERF6轉(zhuǎn)錄因子對(duì)其下游基因具有更強(qiáng)的激活活性。盡管野大豆Glycinesoja的GsERF7本身含有核定位信號(hào)基序，但只有被GsSnRK1磷酸化之后才會(huì)從細(xì)胞質(zhì)被重新定位至細(xì)胞核，從而發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能[68]。

3.2 ERF 對(duì)下游基因的調(diào)控機(jī)制

3.2.1 ERF對(duì)信號(hào)分子的調(diào)控 ERF有些功能是通過(guò)調(diào)控植物中的信號(hào)分子完成的，比如ERF通過(guò)調(diào)控植物激素合成途徑中的關(guān)鍵酶基因以控制植物激素信號(hào)通路。ERF通過(guò)調(diào)控乙烯合成關(guān)鍵基因的表達(dá)，從而調(diào)節(jié)乙烯的生物合成和信號(hào)傳導(dǎo)，例如蘋(píng)果果實(shí)中的MdERF3受乙烯誘導(dǎo)且能上調(diào)MdACS1的表達(dá)，從而加速乙烯的合成[23]。ERF還可以抑制乙烯合成關(guān)鍵酶基因的表達(dá)，以控制乙烯的生成，例如HAN等[69]在小果野蕉果實(shí)中發(fā)現(xiàn)MaERF11能夠有效抑制MaACO1的轉(zhuǎn)錄從而抑制乙烯的合成。除此之外，ERF也可以參與果實(shí)成熟過(guò)程中乙烯合成模式的轉(zhuǎn)換。例如蘋(píng)果果實(shí)成熟初期，MdERF2通過(guò)抑制酶活性較高的MdACS1的表達(dá)，并上調(diào)酶活性較低MdACS3a的表達(dá)，來(lái)限制乙烯在果實(shí)中的積累以放慢蘋(píng)果的成熟速度[23,70]。

ERF也可以通過(guò)調(diào)控ABA合成相關(guān)基因從源頭調(diào)控ABA的信號(hào)，例如煙草中JERF1直接上調(diào)ABA合成相關(guān)基因NtSDR以增加ABA的含量，增強(qiáng)煙草對(duì)鹽脅迫和低溫脅迫的抗性[71]。ERF還可抑制ABA信號(hào)，例如擬南芥AtERF4過(guò)表達(dá)株系的種子經(jīng)ABA處理后，相比于野生型種子，ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)下游基因表達(dá)量明顯下降[53]，這說(shuō)明AtERF4是通過(guò)抑制ABA的信號(hào)傳導(dǎo)調(diào)控了ABA的信號(hào)。桃子PpeERF2可以直接抑制ABA合成相關(guān)基因PpeNCED2、PpeNCED3的表達(dá)以抑制ABA的合成[72]。其他植物激素如茉莉酸和水楊酸等也受到ERF的調(diào)控，例如蕪菁BrERF72上調(diào)參與茉莉酸合成相關(guān)基因從而加速葉片衰老[26]，蘋(píng)果MdERF11通過(guò)促進(jìn)水楊酸的合成以增強(qiáng)植株對(duì)生物脅迫的抗性[73]。

ERF可以通過(guò)調(diào)控呼吸暴發(fā)氧化酶同系物(respiratory burst oxidase homolog，Rboh)家族基因，加速ROS生成，從而促進(jìn)脅迫信號(hào)傳遞，完成早期脅迫響應(yīng)。比如擬南芥中的AtERF73/74在脅迫初期能調(diào)控Rboh家族基因，Rboh催化H2O2生成，H2O2將脅迫信號(hào)繼續(xù)傳遞[18,74]。信號(hào)傳遞后過(guò)量的ROS會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生氧化傷害，ERF通過(guò)加強(qiáng)ROS清除系統(tǒng)以清除過(guò)量的ROS。例如SUN等[75]將山葡萄中受低溫脅迫誘導(dǎo)的VaERF080/087轉(zhuǎn)入擬南芥，轉(zhuǎn)基因植株較野生型在低溫脅迫下活性氧清除酶具有更高活性，也表現(xiàn)出更好的低溫抗性。擬南芥ERF4-A可以上調(diào)CAT3的表達(dá)從而減緩細(xì)胞死亡[13]。植物激素可以通過(guò)ERF調(diào)節(jié)抗氧化系統(tǒng)以控制ROS，例如罌粟中PsAP2可由乙烯、茉莉酸和ABA誘導(dǎo)并通過(guò)上調(diào)AOX1a增強(qiáng)植株的抗氧化能力[30]。

3.2.2 蛋白質(zhì)互作 ERF與蛋白質(zhì)協(xié)作互作可以介入到多種反應(yīng)。通過(guò)與相應(yīng)的蛋白質(zhì)協(xié)作能大幅提高轉(zhuǎn)錄激活能力。比如GmERF5與GmbHLH、GmEIF互作，可提高大豆Glycinemax對(duì)病原體的抗性[76]，OsERF3和WOX11互作調(diào)控細(xì)胞分裂素響應(yīng)基因RR2以調(diào)節(jié)水稻的根冠發(fā)育[77]，EjERF39和EjMYB8互作調(diào)控木質(zhì)素合成基因以增強(qiáng)枇杷果實(shí)低溫抗性[38]。具有轉(zhuǎn)錄抑制功能的ERF通過(guò)招募輔抑制因子以起到加強(qiáng)抑制的作用，例如在小果野蕉果實(shí)中，MaERF11可以抑制果實(shí)成熟相關(guān)基因的表達(dá)并可招募組蛋白去乙?；窶aHDA1增強(qiáng)抑制效果[69]。ERF通過(guò)與其他轉(zhuǎn)錄因子之間發(fā)生互作以競(jìng)爭(zhēng)與目標(biāo)啟動(dòng)子結(jié)合的機(jī)會(huì)，例如蘋(píng)果MdERF2通過(guò)其N(xiāo)端與MdERF3的DNA結(jié)合域結(jié)合，從而使MdERF3無(wú)法與目標(biāo)基因啟動(dòng)子結(jié)合[23]。

4 展望

ERF是植物特有的轉(zhuǎn)錄因子，其AP2結(jié)構(gòu)域作為DNA結(jié)合域受到大量關(guān)注，但在AP2結(jié)構(gòu)域外尚有很多基序是未知的，且這些基序能否應(yīng)用在基因工程中也需要進(jìn)一步研究。ERF的功能受到很多農(nóng)林領(lǐng)域研究者的關(guān)注，但對(duì)于ERF這個(gè)大家族來(lái)說(shuō)，得到明確功能注釋的僅有少數(shù)，且主要出自少數(shù)模式作物，后期研究應(yīng)對(duì)其他植物中ERF進(jìn)行大量的功能驗(yàn)證。園藝領(lǐng)域研究者對(duì)ERF調(diào)控果實(shí)成熟和花葉的衰老與脫落的關(guān)注較多，未來(lái)可以對(duì)園藝植物在切花或果實(shí)保鮮和花果期調(diào)控等課題深入研究。ERF既受信號(hào)分子調(diào)控，又調(diào)控信號(hào)分子的生成和傳導(dǎo)。目前有大量關(guān)于ERF與各類(lèi)信號(hào)分子之間調(diào)控的研究，但大多數(shù)并未涉及到信號(hào)交叉或完整的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，或許未來(lái)研究者可以關(guān)注在信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中ERF所發(fā)揮的節(jié)點(diǎn)作用。植物中一些因子對(duì)ERF調(diào)控使ERF適宜地發(fā)揮作用，這些調(diào)控機(jī)制有助于理解ERF發(fā)揮功能的過(guò)程，但很少得到具體應(yīng)用。目前來(lái)看，應(yīng)用miRNA具有一定的可行性，或許未來(lái)應(yīng)更深入miRNA調(diào)控ERF的研究。ERF與蛋白質(zhì)相互作用類(lèi)型廣泛，具有結(jié)構(gòu)域的特異性，但這方面的機(jī)理研究還有很多空缺，未來(lái)有關(guān)ERF-蛋白質(zhì)特異性結(jié)合的機(jī)理應(yīng)該得到深入研究。