中国农学通报 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (2): 1-9.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0238
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收稿日期:2025-03-26
修回日期:2025-06-15
出版日期:2026-01-25
发布日期:2026-01-22
通讯作者:
作者简介:徐铭婕,女,2002年出生,江苏南通人,硕士研究生,研究方向:玉米分子遗传学。通信地址:471023 河南省洛阳市洛龙区河南科技大学农学院,E-mail:18921642961@163.com。
基金资助:
XU Mingjie1(
), LI Nian1, GUO Shulei2, HAN Zanping1(
)
Received:2025-03-26
Revised:2025-06-15
Published:2026-01-25
Online:2026-01-22
摘要:
ERF(Ethylene Responsive Factor)转录因子是AP2/ERF家族的一个重要亚家族,其特征是高度保守的AP2结构域。它们特异性识别并结合靶基因启动子中的顺式作用元件,如GCC-box和DRE/CRT,在植物对生物和非生物胁迫的反应中发挥核心调节作用。ERF家族的成员主要参与调节对干旱、高盐、低温和缺氧等非生物胁迫的响应,而其他成员则通过水杨酸、茉莉酸等激素信号通路介导对病原体等生物胁迫的抗性。近年来,在玉米中发现多个参与胁迫响应的ERF关键成员,并通过遗传转化证实它们在增强抗旱性、耐盐性和抗病性等方面的关键作用。通过文献调研与归纳分析,本文综述玉米ERF转录因子的结构特征、功能分类,重点解析其在生物与非生物胁迫下的调控机制及网络。结果显示,ERF转录因子通过保守AP2结构域结合GCC-box、DRE/CRT等顺式元件,参与脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)、乙烯(ET)等激素信号通路,调控下游抗逆基因表达;已鉴定229个玉米AP2/ERF家族基因,其中105个ERF亚家族成员分别响应干旱、盐、极端温度等非生物胁迫及大斑病凸脐蠕孢、禾谷镰孢菌等生物胁迫,部分基因(如ZmERF21、ZmEREB92)具广谱抗逆潜力。ERF转录因子是玉米抗逆调控网络的核心节点,通过多途径协同增强抗逆性。未来需结合ChIP-seq、基因编辑等技术解析ERF靶标基因与互作网络,挖掘优异等位变异,为玉米抗逆分子设计育种提供基因资源与理论支撑。
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XU Mingjie, LI Nian, GUO Shulei, HAN Zanping. Regulation of Stress Resistance in Maize by ERF Transcription Factors: A Review[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2026, 42(2): 1-9.
| 基因 | 结合元件 | 胁迫响应 | 参考文献 | |
|---|---|---|---|---|
| ZmSERF1 | 正调控拟南芥体细胞胚胎发生 | [ | ||
| ZmERF1 | 增强玉米盐、干旱、热胁迫抗性 | [ | ||
| ZmERF9 | 调控低磷胁迫 | [ | ||
| ZmERF018 | 增强玉米苗期的耐旱性 | [ | ||
| ZmERF21 | 增强玉米抗旱性 | [ | ||
| ZmERF98 | GCC-box、CE1-motif | 负调控玉米耐盐性 | [ | |
| ZmEREB3 | DRE/CRT、G-box | 增强干旱、盐、冷胁迫抗性 | [ | |
| ZmEREB14 | 调控玉米茎尖分生组织(SAM)发育和产量 | [ | ||
| ZmEREB17 | 调控淀粉合成 | [ | ||
| ZmEREB20 | 增强拟南芥盐胁迫抗性 | [ | ||
| ZmEREB24 | 增强玉米苗期抗旱性 | [ | ||
| ZmEREB25 | 调控玉米胚乳淀粉合成 | [ | ||
| ZmEREB46 | G-box、MBS | 正调控耐渍、干旱、叶表皮合成 | [ | |
| ZmEREB57 | O-box | 增强玉米盐胁迫抗性 | [ | |
| ZmEREB58 | GCC-box | 介导茉莉素诱导倍半萜挥发物的产生 | [ | |
| ZmEREB60 | 增强干旱胁迫抗性 | [ | ||
| ZmEREB87 | 增强拟南芥抗旱性 | [ | ||
| ZmEREB93 | DRE/CRT core | 负调控籽粒发育、淀粉合成、支撑根 | [ | |
| ZmEREB94 | 调控淀粉合成 | [ | ||
| ZmEREB97 | GCC-box | 正调控玉米根系硝酸盐吸收 | [ | |
| ZmEREB102 | 增强抗旱性和耐盐性 | [ | ||
| ZmEREB110 | 正调控玉米支撑根发育 | [ | ||
| ZmEREB137 | 增强干旱胁迫抗性 | [ | ||
| ZmEREB151 | 调控玉米小穗分生组织的同一性 | [ | ||
| ZmEREB156 | 调控淀粉合成 | [ | ||
| ZmEREB160 | 增强拟南芥抗旱性 | [ | ||
| ZmEREB167 | 负调控玉米籽粒大小与淀粉积累 | [ | ||
| ZmEREB179 | GCC-box | 负调控玉米耐渍性 | [ | |
| ZmEREB180 | 增强玉米抗涝性 | [ | ||
| ZmEREB192 | 调控玉米胚乳淀粉合成 | [ | ||
| ZmEREB204 | GCC-box/DRE | 增强玉米渗透性 | [ | |
| ZmEREB211 | 增强盐胁迫、渗透胁迫和 JA胁迫抗性 | [ |
| 基因 | 结合元件 | 胁迫响应 | 参考文献 | |
|---|---|---|---|---|
| ZmSERF1 | 正调控拟南芥体细胞胚胎发生 | [ | ||
| ZmERF1 | 增强玉米盐、干旱、热胁迫抗性 | [ | ||
| ZmERF9 | 调控低磷胁迫 | [ | ||
| ZmERF018 | 增强玉米苗期的耐旱性 | [ | ||
| ZmERF21 | 增强玉米抗旱性 | [ | ||
| ZmERF98 | GCC-box、CE1-motif | 负调控玉米耐盐性 | [ | |
| ZmEREB3 | DRE/CRT、G-box | 增强干旱、盐、冷胁迫抗性 | [ | |
| ZmEREB14 | 调控玉米茎尖分生组织(SAM)发育和产量 | [ | ||
| ZmEREB17 | 调控淀粉合成 | [ | ||
| ZmEREB20 | 增强拟南芥盐胁迫抗性 | [ | ||
| ZmEREB24 | 增强玉米苗期抗旱性 | [ | ||
| ZmEREB25 | 调控玉米胚乳淀粉合成 | [ | ||
| ZmEREB46 | G-box、MBS | 正调控耐渍、干旱、叶表皮合成 | [ | |
| ZmEREB57 | O-box | 增强玉米盐胁迫抗性 | [ | |
| ZmEREB58 | GCC-box | 介导茉莉素诱导倍半萜挥发物的产生 | [ | |
| ZmEREB60 | 增强干旱胁迫抗性 | [ | ||
| ZmEREB87 | 增强拟南芥抗旱性 | [ | ||
| ZmEREB93 | DRE/CRT core | 负调控籽粒发育、淀粉合成、支撑根 | [ | |
| ZmEREB94 | 调控淀粉合成 | [ | ||
| ZmEREB97 | GCC-box | 正调控玉米根系硝酸盐吸收 | [ | |
| ZmEREB102 | 增强抗旱性和耐盐性 | [ | ||
| ZmEREB110 | 正调控玉米支撑根发育 | [ | ||
| ZmEREB137 | 增强干旱胁迫抗性 | [ | ||
| ZmEREB151 | 调控玉米小穗分生组织的同一性 | [ | ||
| ZmEREB156 | 调控淀粉合成 | [ | ||
| ZmEREB160 | 增强拟南芥抗旱性 | [ | ||
| ZmEREB167 | 负调控玉米籽粒大小与淀粉积累 | [ | ||
| ZmEREB179 | GCC-box | 负调控玉米耐渍性 | [ | |
| ZmEREB180 | 增强玉米抗涝性 | [ | ||
| ZmEREB192 | 调控玉米胚乳淀粉合成 | [ | ||
| ZmEREB204 | GCC-box/DRE | 增强玉米渗透性 | [ | |
| ZmEREB211 | 增强盐胁迫、渗透胁迫和 JA胁迫抗性 | [ |
| 基因 | 结合元件 | 胁迫响应 | 参考文献 |
|---|---|---|---|
| ZmEREB61 | GCC-box | 增强玉米对大斑病凸脐蠕孢(E. turcicum)的抗性 | [ |
| ZmERF105 | GCC-box | 增强玉米对大斑病凸脐蠕孢(E. turcicum)的抗性 | [ |
| ZmERF147 | GCC-box | 增强玉米对禾谷镰孢菌(F. graminearum)的抗性 | [ |
| ZmEREB92 | GCC-box | 增强玉米对禾谷镰孢菌(F. graminearum)的抗性 | [ |
| 基因 | 结合元件 | 胁迫响应 | 参考文献 |
|---|---|---|---|
| ZmEREB61 | GCC-box | 增强玉米对大斑病凸脐蠕孢(E. turcicum)的抗性 | [ |
| ZmERF105 | GCC-box | 增强玉米对大斑病凸脐蠕孢(E. turcicum)的抗性 | [ |
| ZmERF147 | GCC-box | 增强玉米对禾谷镰孢菌(F. graminearum)的抗性 | [ |
| ZmEREB92 | GCC-box | 增强玉米对禾谷镰孢菌(F. graminearum)的抗性 | [ |
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