全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 9 期 2016 年 5 月

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·综 述·
AP2/ERF 转录因子调控药用植物活性成分生物合成的研究进展
吴素瑞，高 珂，刘 璇，隋 春*
中国医学科学院 北京协和医学院药用植物研究所，中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室，北京 100193
摘 要：AP2/ERF 转录因子也称为 AP2/EREBP 转录因子，广泛存在于植物中，其家族成员均含有由 60 个左右氨基酸组成
的保守 DNA 结合域，即 AP2/EREBP 结合域。以往植物 AP2/ERF 转录因子研究主要集中于发育和生理调控领域，近年来
AP2/ERF 转录因子调控植物次生代谢产物合成方面引起关注。综述了 AP2/ERF 转录因子调控药用植物活性成分生物合成方
面的研究进展，为利用代谢调控手段提高药用植物活性成分合成提供理论基础和应用借鉴。
关键词：AP2/ERF 转录因子；药用植物；代谢产物；生物合成；活性成分
中图分类号：R282.1 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2016)09 - 1605 - 09
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.09.027
Research progress on AP2/ERF transcription factors regulating biosynthesis of
active ingredients in medicinal plants
WU Su-rui, GAO Ke, LIU Xuan, SUI Chun
Key Laboratory of Bioactive Substances and Resources Utilization of Chinese Herbal Medicine, Ministry of Education, Institute of
Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, Beijing 100193, China
Abstract: AP2/ERF transcription factors are widely present in plants. Each member of AP2/ERF family contains a much conserved
DNA binding domain, AP2/EREBP binding domain, which is composed by about 60 amino acids. The studies about plant AP2/ERF
transcription factors mainly focused on the developmental and physiological regulation function. In recent years, the function of
regulating secondary metabolites is being concerned. Here the research progress on AP2/ERF regulating the biosynthesis of active
ingredient of medicinal plants was reviewed, which could be used for reference in further studies on improving the accumulation of
active ingredients in medicinal plants by applying metabolic engineering.
Key words: AP2/ERF transcription factors; medicinal plant; metabolites; biosynthesis; active ingredients

1994 年 Jofuku 等[1]首次发现了 AP2/ERF 转录
因子在模式植物拟南芥 Arabidopsis thaliana (L.)
Heynh 中调控花发育。1995 年 Ohmetakagi 等[2]分离
到的烟草蛋白 ERF1、ERF2、ERF3、ERF4 与乙烯
诱导病程相关。随后，AP2/ERF 转录因子的发现与
功能研究不断深入。在结构上，AP2/ERF 家族成员
至少含有 1 个非常保守的 DNA 结合区，即
AP2/EREBP 结合域，该结构域由 60 个左右氨基酸
组成，其 N 端存在 1 个碱性亲水区，包含 3 个反向
平行的 β 折叠，通过 β折叠上的精氨酸和色氨酸残
基与靶基因双螺旋结构大沟上的 8 个碱基相连以与
GCC-box 结合[3]。2002 年 Sakuma 等[4]对拟南芥基
因组中全部 AP2/ERF 进行了序列结构分析，将
AP2/ERF 类转录因子分为 5 个亚族：AP2、ERF、
RAV、CBF/DREB 和特异蛋白 AL079349 即 Soloist。
CBF/DREB 和 ERF 亚族（共 121 个成员）具有 1

收稿日期：2015-11-16
基金项目：中医药行业科研专项（201407005）；成都中医药大学中药学国家级重点学科、中药资源系统研究与开发利用省部共建国家重点
实验室培育基地开放研究基金资助项目（2014KFJJ05）
作者简介：吴素瑞（1991—），女，硕士研究生，研究方向为药用植物次生代谢。Tel: (010)57833363 E-mail: zzkwusurui@163.com
*通信作者 隋 春（1976—），女，副研究员，硕士生导师，主要从事药用植物基因资源和次生代谢调控研究。
Tel: (010)57833363 E-mail: csui@implad.ac.cn
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个 AP2 结构域和 1 个保守的 WLG 基序；AP2 亚族
（17 个成员）具有 2 个 AP2 结构域；RAV 亚族（6
个成员）除具有 AP2 结构域外还含有 1 个 B3 结构；
AL079349 蛋白没有典型的 WLG 基序。前期研究认
为 AP2/ERF 是植物中特有的一类转录因子，但
Wessler[5] 和 Magnani 等 [6] 相继在嗜热四膜虫
Tetrahymena thermophila、束毛藻 Trichodesmium
erythraeum、病毒（噬菌体 x01 和噬菌体 RB49）中
也发现了编码 AP2/ERF 的基因[7]。2013 年，有研究
表明在细菌、动物中也存在与 AP2/ERF 同源性较高
的基因[8]。Magnani 等[6]认为植物中的 AP2/ERF 基
因很有可能起源于细菌或者病毒基因的横向转移。
近 20 年的研究表明，AP2/ERF 转录因子参与调
节多种植物生理功能，包括植物生长[9-10]、花发育[11]、
果实发育[12]、种子发育[13]，以及植物对损伤、病菌
防御、盐、干旱等胁迫应答[14-23]；另外还参与水杨
酸、茉莉酸、乙烯、脱落酸等信号转导途径[21,24-25]，
是逆境信号交叉途径中的连接因子[26]。AP2/ERF 是
植物中最大的转录因子家族之一。目前在重要农作
物中已发现超过 1 065 个 AP2/ERF 类转录因子。拟
南芥、水稻 Oryza sativa L.、玉米 Zea mays L. 和大
豆 Glycine max (L.) Merr. 基因组中分别含有 166、
188、330 和 381 个 AP2/ERF 类转录因子[27]。
药用植物是医药健康领域发展的重要物质基
础，但一些重要植物药的资源短缺，给患者用药安
全带来一定隐患[28]。植物药的主要活性成分通常是
药用植物的次生代谢产物，通过代谢工程调控生产
药用植物次生代谢产物，在解决资源短缺、创制新
药方面具有广阔前景。药用植物次生代谢产物的合
成与调控研究已越来越引起人们的关注。合成生物
学的兴起更掀起了药用植物代谢途径和调控研究的
热潮。在代谢途径酶基因克隆和功能分析、利用酵
母等宿主合成药用植物代谢产物方面均已取得显著
进展[29-30]。转录调控是植物代谢调控的重要方面，
已发现多种转录因子如 WRKY、bZIP、bHLH 及
AP2/ERF 等均参与植物萜类、黄酮类、生物碱类代
谢合成的调控[3,31]。植物对逆境胁迫的反应往往与
植物次生代谢产物合成相关[30,32]，水分胁迫诱导干
旱相关的代谢反应，由于气孔关闭、CO2 的摄入显
著降低，导致通过卡尔文循环固定 CO2 所需的还原
当量（NADPH＋H+）的消耗显著下降，因而形成
较大的氧胁迫和还原当量的过剩。结果，代谢过程
转向消耗还原当量的那些物质的生物合成相应的被
还原的天然产物，如异戊二烯类、酚类或生物碱类
化合物的生物合成增强[29]。由此参与植物逆境胁迫
反应的转录因子存在调控植物次生代谢产物合成的
可能。Ramakrishna 等[33]综述了转录因子在植物次
生代谢调控中的重要性及转录因子与植物萜类积累
的相关性。本文重点综述 AP2/ERF 类转录因子在调
控药用植物主要活性成分生物合成中的作用。
1 AP2/ERF 对青蒿素合成的调控
青蒿素（artemisinin）是从药用植物黄花蒿中提
取的有过氧基团的倍半萜内酯抗疟药。青蒿素是中国
发现的第一个被国际公认的天然药物，具有毒性低、
抗疟性强等特点，被 WTO 批准为世界范围内治疗脑
型疟疾和恶性疟疾的首选药物。青蒿素的生物合成途
径经过几十年的研究逐渐清晰。如图 1 所示，首先通
过甲羟戊酸（MVA）途径和 2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-
磷酸（MEP）途径[34]生成异戊烯基焦磷酸（IPP）和
二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）；其次在法尼基焦磷
酸合酶（FPPS）的催化下合成法尼基焦磷酸（FPP）；
然后在紫穗槐-4,11-二烯合酶（ADS）的催化下合成
紫穗槐-4,11-二烯；接着由紫穗槐-4,11-二烯氧化酶
（AMO）催化合成青蒿醇和青蒿醛；青蒿醛受青蒿醛
双键还原酶 2（DBR2）或青蒿醛双键还原酶 1（DBR1）
催化而还原成双氢青蒿醛；再由青蒿醇或者双氢青蒿
醛经氧化反应生成青蒿酸或者二氢青蒿酸；最后经过
一系列的酶促反应或者其他反应合成青蒿素[35]。
有研究利用酵母单杂交技术分离出了 2 个茉
莉酸（JA）响应的 AP2 家族转录因子 AaERF1 和
AaERF2[3,36]。它们能够与存在于 ADS 和紫穗槐二
烯 P450 氧化酶（CYP71AV1）启动子中的倍半萜
合酶（CBF2）和 RAA 元件结合，并与 ADS 和
CYP71AV1 基因协同表达。CYP71AV1 参与催化合
成青蒿素前体紫穗槐-4,11-二烯到青蒿酸的一系列
过程，是青蒿素生物合成途径中的关键酶。AaERF1
和 AaERF2 在烟草中瞬时表达可增强 ADS 和
CYP71AV1 的启动子活性，并且过量表达转基因青
蒿植物表明 ADS 和 CYP71AV1 的转录水平均有所
提高，青蒿素和青蒿酸的积累也增加。与此相反，
在沉默AaERF1或AaERF2的转基因品系中青蒿素
合成被抑制。这些结果表明，AaERF1 和 AaERF2
是青蒿素的生物合成的 2 个正向调控因子。
通过对从青蒿中克隆的 6 个 AP2 类转录因子的
组织特异性表达分析筛选出 1 个在表皮毛特异表达
的转录因子 AaORA[37]。AaORA 的表达模式与 ADS、
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加下划线字体部分为 AP2/ERF 类转录因子主要调控的酶基因，方框内为转录因子，下同；AATC-乙酰辅酶 A 酰基转移酶 DXPS-1-脱氧-D-
木酮糖-5-磷酸合酶 IPP-异戊烯基焦磷酸 DMAPP-二甲基烯丙基焦磷酸 FPP-法尼基焦磷酸 ADS-紫穗槐-4,11-二烯合酶 AMS-紫穗槐-
4,11-二烯氧化酶 DBR1/DBR2-青蒿醛双键还原酶 CYP71AV1-紫穗槐二烯 P450 氧化酶 A1DH1-二氢青蒿醛脱氢酶
The underlined part is the enzyme gene that AP2/ERF transcription factor major regulation, the transcription factor is in the box, same as below; AATC-
acetyl coenzyme A acyltransferase DXPS-1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase IPP-isopentenyl pyrophosphate DMAPP-dimethylallyl
pyrophosphate FPP-farnesyl pyrophosphate ADS-amorpha-4,11-diene synthase AMS-amorpha-4,11-diene oxidase DBR1/DBR2-double
artesunate acid reductase CYP71AV1-amorphadiene P450 oxidase A1DH1-dihydro-artesunate aldehyde dehydrogenase
图 1 青蒿素生物合成途径
Fig. 1 Biosynthetic pathway of artemisinin
CYP71AV1和DBR2相似。通过转基因实验对AaORA
基因过表达或抑制，可明显上调或下调青蒿中 ADS、
CYP71AV1、DBR2 的表达水平，表明 AaORA 转录
因子也能够正向调控青蒿素和青蒿酸的合成。
2015 年 Tan 等[38]用相似的方法从青蒿中分离出
调控毛状体和青蒿素生物合成途径的 AP2/ERF 转录
因子 TAR1。TAR1 过表达和抑制表达的青蒿转基因
株系中青蒿素的量明显的相应上调和下降。实验表明
TAR1 很可能直接作用于 ADS 和 CYP71AV1，从而正
向调控青蒿素生物合成。另外有研究表明，脱落酸
（ABA）和 JA 处理可显著增加青蒿素量[39-41]，而转录
因子ERF3 在乙烯或 JA 诱导下转录水平均有所提高。
推测 ERF3 与青蒿素的积累也有一定的关系[42]。
2 AP2/ERF 对紫杉醇合成的调控
紫杉醇（taxol）为抗癌药，每年总市值逾 10 亿
元[43]。1962 年从短叶红豆杉 Taxus brevifolia Nutt. 树
皮中首次分离到紫杉醇，已被批准用于治疗乳腺癌
和肺癌[44]。其需求量大，野生资源濒危，市用紫杉
醇主要来源于化学半合成。紫杉醇合成途径中，牻
牛儿基牻牛儿基焦磷酸（GGPP）合成之前的步骤与
青蒿素合成途径类似（图 2）。GGPP 作为前体物质
在紫杉烯合酶（TASY）的催化下生成紫杉烯。紫杉
烯又经一系列酶催化反应合成紫杉烯化合物的 A、
B、C 环，再经多步紫杉烷羟基化酶连续氧化其中包
括紫杉烯 5α-羟基化酶、紫杉烯醇 5α-乙酰氧化基转
移酶（T5αH）、紫杉烷 10β-羟基化酶（T10βH）、紫
4-二磷酸胞苷-2-C-甲基赤藓糖
1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸
紫穗槐-4,11-二烯
丙酮酸+甘油醛-3-磷酸
DXPSAATC
DMAPP
乙酰 CoA
乙酰乙酰 CoA
多步反应
多步酶促反应甲基戊酸
IPP IPP
FPP
ADS
CYP71AV1
AaERF1/Aa
ERF2/AaOR
A/TAR1
青蒿醇
青蒿醛
青蒿酸
二氢青蒿醛
二氢青蒿酸
多步酶促反应
青蒿素
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GGPP-牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸 TASY-紫杉烯合酶 T5αH-5α-乙酰氧化基转移酶 T13αH-紫杉烷 13α-羟基化酶 TDAT-紫杉烷酰基转移酶
T10αH-紫杉烷-10β-羟基化酶 T7βH-紫杉烷-7β-羟基化酶 DBT-2α-O-苯甲酰转移酶 BAPT-苯基丙酸-CoA 转移酶 DBAT-10-去乙酰巴卡亭
III-10β-乙酰转移酶
GGPP-geranyl geranyl pyrophosphate TASY-taxadiene synthase T5αH-5α-acetoxy-transferase T13αH-taxane13α-hydroxylase TDAT-taxane
acyltransferase T10αH-taxane-10β-hydroxylase T7βH-taxane7β-hydroxylase DBT-2α-O-benzoyl transferase BAPT-phenylpropionic acid
transferase-CoA DBAT-10-deacetyl baccatin III-10β-acetyltransferase
图 2 紫杉醇生物合成途径
Fig. 2 Biosynthetic pathway of taxol
杉烷 7β-羟基化酶、紫杉烷 2α-羟基化酶、紫杉烷 13α-
羟基化酶（T13αH）、紫杉烷 2α-苯甲基酰基转移酶、
紫杉烷 14β-羟基化酶、C13-苯基丙酸-侧链-CoA 转移
酶、紫杉烷 C13-侧链-N-苯甲酰转移酶、10-去乙酰巴
卡亭 III-10β-乙酰转移酶等，最终生成紫杉醇[45]。
2009 年 Dai 等[46]通过 JA 处理东北红豆杉悬浮
细胞发现紫杉醇的量升高。利用酵母单杂实验从中
分离出与 AP2/ERF 家族其他转录因子具有较高同
源性的 TcAP2，表明 TcAP2 可能调节胁迫诱导的靶
基因开关，通过调控紫杉醇生物合成途径中关键酶
基因的表达而增加紫杉醇的积累。Dai 等[46]又发现
了东北红豆杉中另一个 AP2 类转录因子 TcDREB。
TcDREB 能够与紫杉醇的合成途径中的 TASY、
T10βH、T13αH 和 T5αH 的启动子及 TASY 基因的
启动子区中茉莉酸甲酯（MeJA）响应元件 GCC-Box
结合，可见 TcDREB 转录因子可能参与东北红豆杉
异戊二烯代谢途径产物紫杉醇的合成[47]。
3 AP2/ERF 对吲哚萜类生物碱合成的调控
长春花 Catharanthus roseus (L.) G. Don 是夹竹
桃科长春花属的一种多年生草本植物[48]。其乳汁中
含有多种生物碱，如长春花碱和长春新碱，作为多
种癌症如白血病、哈杰金氏症的治疗药物，在临床
上得到了广泛应用[49]。文多灵和长春质碱的调血脂
作用也非常显著。目前长春花中萜类吲哚生物碱
（TIAs）的生物合成途径也基本清晰（图 3）。合成
途径上游阶段首先通过吲哚途径多步酶促反应生成
色胺和萜类途径生成裂环马钱子苷；色胺和裂环马
钱子苷经异胡豆苷合成酶（STR）催化耦合成异胡
豆苷。异胡豆苷是长春花 TIAs 途径的共同前体物
质。合成途径下游阶段异胡豆苷经过 3 个支路多步
催化反应分别形成文多灵、长春质碱、蛇根碱，最
终在血红素类氧化酶多酶促反应下形成长春碱或长
春新碱[50-51]。
1999 年 Menke 等[52]用酵母单杂交方法从长春
花中筛选出 2 个 AP2/ERF 类转录因子 ORCA1 和
ORCA2，随后将其转入长春花悬浮细胞，结果表明
ORCA2 可以使 STR 42 bp 区域包含 1 个 GCC-Box
元件，被激活而提高酶基因的转录水平，首次发现
GCC-Box 和 ORCA2 在 JA 诱导响应的萜类吲哚生
物碱的生物合成中具有重要作用。van de Fits 等[53]
在马达加斯加长春花 Catharanthus roseus (L.) Don
中使用了转移 DNA（T-DNA）激活标签法，分离出
ORCA3 基因。过量表达 ORCA3，长春碱生物合成
途径中的色氨酸脱羧酶（TDC）、STR、异胡豆苷-
β-D-葡萄糖苷酶（SGD）、细胞色素 P450 还原酶
（CPR）、去乙酰文多灵-4-脱羧酶（D4H）等关键酶
基因表达量均提高，另外色胺和色氨酸的量也有所
提高。表明其可以诱导萜类吲哚前体的生成。EMSA
6/8/6 环等紫杉烯化
合物的 A/B/C 环
C5/C10C13/C2/C9
CoA 酰基化
C13-苯基丙酸-侧链-CoA 转移酶
C7C1
一系列紫杉烷羟
基化酶连续氧化
TcDREB
紫杉烯
紫杉醇
DBAT/BAPT
DBT
DMAPPIPP
GGPP
TASY
GGPP 合酶
T5αH
T7βH T10αH
T13αH
TDAT
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AS-苯甲酸合成酶 TDS-色氨酸脱羧酶 DXR-5-磷酸脱氧木酮糖还原
酶 G10H-牻牛儿醇-10 羟化酶 DXPS-5-磷酸脱氧木酮糖合酶 SLS-
马钱子苷合成酶 HMGS-3-羟基 -3-甲基戊二酸单酰辅酶 A 合酶
MDD-甲羟戊酸 5-焦磷酸脱羧酶 STR-异胡豆苷合成酶 POD-过氧化
酶 T16H-它波宁羟化酶 D4H-去乙酰文多灵-4-脱羧酶 NMT-N-甲基
转移酶 DAT-脱乙酰文多灵-4-O-乙酰转移酶
AS-benzoic acid synthase TDS-tryptophan decarboxylase DXR-deoxy-
5-phosphate wood xylulose reductase G10H-geraniol-10-hydroxylase
DXPS-deoxyxylulose5-phosphate synthase SLS-strychnos synthase
HMGS-3-hydroxy-3-methyl-glutaryl coenzyme A synthetase MDD-5-
mevalonate pyrophosphate decarboxylase STR-strictosidine synthase
POD-peroxidase T16H-tabersonine-16-hydroxylase D4H-deacetylation
vindoline-4-decarboxylase NMT-N-methyltransferase DAT-deacetylation
vindoline -4-O-acetyltransferase
图 3 长春碱生物合成途径
Fig. 3 Biosynthetic pathway of vinblastine
和粒子轰击瞬时表达实验表明，ORCA3 直接作用于
TDC、STR、CPR 转录激活的 DNA 结合蛋白。ORCA3
主要受 MeJA[54]诱导，且 JA 生物合成途径的前体和
中间体的合成也会诱发 ORCA3 的表达，主要是通过
与引发子反应原件（JERE）直接作用于 STR 基因表
达[55]。张鑫等[56]和 Zhou 等[57]用 MeJA 和硝普钠分别
处理长春花毛状根，进一步证实 ORCA3 转录水平可
作为长春碱积累的重要信号。Wang 等[58]将香叶醇 10
羟化酶（G10H）和 ORCA3 共转化或 G10H 独立转
化到长春花根中，发现长春碱的量明显上调。大量
研究[59-62]表明，ORCA3 在调控长春碱生物合成过程
中具有重要作用。
4 AP2/ERF 对烟草烟碱合成的调控
烟碱（nicotine）是茄科植物中的一种杂环化合
物，属于生物碱类物质，也是 N 胆碱受体激动药的
代表，可用于 N1 和 N2 受体及神经系统，也是人类
吸食烟草的主要成分。烟草为我国主要经济作物。
烟草烟碱又称尼古丁。烟碱的生物合成是由前体物
质鸟氨酸或者精氨酸经脱羧酶催化生成腐胺开始。
在腐胺 N-甲基转移酶（PMT）的催化下生成 N-甲
基腐胺，再经 N-甲基腐胺氧化酶（MPO）的催化生
成 4-甲基丁醛。4-甲基丁醛和天冬氨酸经吡啶核苷
酸循环途径生成烟酸，再经过反应生成的吡啶烷经
自然环化生成吡咯烷，最后缩合形成烟碱（图 4）[63]。

ODC-鸟氨酸脱羧酶 ADC-精氨酸脱羧酶 QTPR-喹啉酸核糖转移酶
PMT-腐胺 N-甲基转移酶 MPO-N-甲基腐胺氧化酶
ODC-ornithine decarboxylase ADC-arginine decarboxylase QTPR-
quinolinic acid ribose PMT-putrescine methyl N-transferase MPO-N-
methyl putrescine oxidase
图 4 烟草烟碱合成途径
Fig. 4 Biosynthetic pathway of tobacco nicotine
2011 年 De Boer 等[64]研究发现，从长春花中分
离的AP2/ERF类转录因子ORC1正调控几个结构基
因编码参与烟碱生物合成的酶，在培养的烟草根中
过表达 ORC1 可刺激烟碱的合成。而且，ORC1 需
要启动子中同时含有 CCC 基序和 GCC-Box 才能最
大程度促进烟碱生物合成，主要是通过少量 JA 诱
导，正调控烟碱生物合成基因 PMT 和 QPRT[65]。实
验证明 NIC 是编码烟草烟碱生物合成途径中的 7 个
基因组成的基因簇。用 JA 处理烟草，检测到
N-甲基腐胺
4-甲基丁醛
T16H/D4
H/NMT/D
HMGS/MDDDXPS/DX
R/G10H/S
AS/TDS
ORCA2/ORCA3
STR
POD
吲哚途径 类萜途径
促反应
多步酶
色胺
耦合
裂环马钱子苷
异胡豆苷
阿玛碱 水甘草碱 脱氢缝籽木榛
多步氧化
长春质碱文多灵
甲基化/
羟基化
蛇根碱
血红素类氢化酶
多酶促反应
长春碱或长春新碱
鸟氨酸 精氨酸 天冬氨酸
喹啉酸
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸
烟酸
ODC ADC
QTPR
ORC1
PMT
NtERF1/NtERF
32/NtERF121
腐胺
MPO
吡啶环
环化
吡咯烷
缩合
烟碱
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NtERF1、NtERF32、NtERF121 的表达量增加。
NtPMT1a 是编码烟碱吡咯烷环形成的腐胺 N-甲基
转移酶的重要基因。实验表明 NtERF32 异位过表达
可以使 NtPMT1a 转录水平提高，总生物碱和烟碱的
量提高。因此，这些 AP2/ERF 转录因子是烟草烟碱
生物合成途径中的重要转录因子[66]。
5 AP2/ERF 对其他活性成分合成的调控
枇杷 Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindl. 果实
中已分离出 18 个 AP2/ERF 类基因。其中 EjAP2-1
的表达与水果木质化呈负相关。双荧光素酶分析表
明，EjAP2-1 可以抑制拟南芥和枇杷木质素生物合
成基因的启动子的活性。酵母双杂交和双分子荧光
互补测定表明，EjAP2-1 和木质素相关的 EjWYB1
或者 EjWYB2 存在蛋白互作。此外，EjAP2-1 和
EjWYB1 或者 EjWYB2 组合对启动子 Ej4CL1 具有
抑制作用。同时 ERF 基序突变的 EjAP2-1
（mEjAP2-1）仍可与 EjWYB 蛋白互作，但失去了这
种抑制作用。因此，EjAP2-1 是木质素生物合成的
间接转录阻遏[67]。
紫草素（alkannin）是一种结晶性粉末，存在于
紫草科植物紫草 Lithospermum erythrorhizon Sieb. et
Zucc. 根中，具有抗癌、抗炎、抗菌等作用。研究
发现白、蓝、红光条件下，紫草中 LeERF-1 表达量
显著下调，但红光相对于其他光线条件的抑制作用
比较薄弱。组织特异性表达表明，LeERF-1 在黑暗
生长的土壤根部表达。这些模式均与不同光信号调
节紫草素及其衍生物影响一致，表明 LeERF-1 可能
对紫草素的生物合成起正向调节作用[68]。
6 结语
在利用大规模测序挖掘酶基因和调控基因研
究迅速发展起来之前，就有学者指出转录因子是研
究通过生物工程生产植物代谢活性成分的重要工
具[69-70]。利用转录因子调控代谢途径的优势在于有
些转录因子不仅能调控途径中的单个酶基因，往往
可以调控多个酶基因协同表达，可有效启动和关闭
次生代谢合成途径，从而调节特定次生代谢物的合
成。还可以改变代谢产物产生的植物组织器官，甚
至在天然不产生某种代谢产物的植物中调控产生新
的代谢产物。从第一个 AP2/ERF 转录因子发现至
今，有关其作用的研究已取得较大进展。但在药用
植物中鉴定的调控代谢产物生物合成的 AP2/ERF
类转录调控因子还较少。AP2/ERF 类转录调控因子
在其他农作物和经济作物中也可见调控代谢产物合
成的相关报道，如 Li 等[71]已鉴定 EREB58 调控玉
米倍半萜烯合成；在苹果中已发现 AP2/ERF 类转录
因子可调控类胡萝卜素生物合成途径中关键酶的表
达[72]；葡萄中也发现 AP2/ERF 类转录因子参与果
实成熟过程 ACC 氧化酶、萜类合酶和脂氧合酶的
基因表达调控[73]。AP2/ERF 转录因子还参与植物地
上部分表皮蜡质生物合成的调控[74]。但 AP2/ERF
调控药用植物及其他作物代谢产物生物合成方面的
研究仍有待进一步深入。AP2/ERF 调控特异靶基因
的机制及不同调控因子和信号系统间的相互作用还
不是很清楚，还需进一步研究。
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