CbuERF114调控楸树花期的分子机制：AP2/ERF转录因子在木本植物生殖转换中的关键作用

本研究针对木本植物花期长、育种周期慢的难题，以楸树（Catalpa bungei）早花品种（EF）和常规品种（NF）为模型，系统解析了AP2/ERF转录因子家族在生殖转换中的作用。研究发现CbuERF114通过核定位和C端转录激活域延迟开花启动，但显著提升开花速率（增长率54.25%）和花量（增加58.00%），为木本植物花期调控提供了新靶点。

　　

在植物生命历程中，从营养生长到生殖生长的转换犹如一场精心编排的芭蕾，而木本植物因其漫长的幼年期（5-7年）让这场演出显得尤为迟缓。楸树作为中国特有的珍贵用材树种，其长达数年的开花等待期严重制约了育种效率。早花品种'白日花'（EF）的发现如同打开了一扇窗，让科学家得以窥探木本植物加速成熟的秘密。此前研究已暗示AP2/ERF转录因子可能在这场"花期快进"中扮演关键角色，但具体机制始终笼罩在迷雾中。中国林业科学研究院的研究团队在《Plant Physiology and Biochemistry》发表的研究，首次系统揭示了CbuERF114如何通过"先抑后扬"的策略调控楸树开花进程。

研究团队运用基因组学筛选、系统发育分析、亚细胞定位、转录激活检测和拟南芥异源表达等技术，结合EF与NF品种的时序样本比较。从楸树基因组中挖掘的150个CbuAP2/ERF成员被精细划分为4个亚家族，其中CbuERF114在生殖转换期呈现显著差异表达。

研究结果

Identification and Phylogeny of AP2/ERF proteins in C. bungei
通过全基因组分析鉴定出25个AP2、121个ERF、3个RAV和1个Soloist成员，系统发育树显示CbuERF114属于ERF亚家族DREB分支，其蛋白等电点(pI=4.37)暗示酸性特征可能影响DNA结合特性。

CbuERF114 delays flowering but enhances flowering rate
拟南芥异源表达实验(OE-CbuERF114)出现戏剧性表型：虽然抽薹时间延迟4天，但最大开花生长速率提升54.25%，单株花量增加58.00%。这表明CbuERF114通过"延迟启动-爆发增长"的双相调控优化生殖资源配置。

Subcellular localization and transcriptional activation
荧光标记证实CbuERF114定位于细胞核，其C端含有强转录激活域(活性达对照的7倍)，这与其作为转录因子(TF)的功能相符。

讨论与意义
该研究突破性地揭示了AP2/ERF家族在木本植物中的特殊调控模式：不同于草本植物中ERF通常促进开花的报道，CbuERF114通过延缓花期起始却大幅提升开花强度的"双刃剑"机制，可能是木本植物适应多年生生活史的策略。其作用可能通过光周期途径（如与CO-FT模块互作）和激素信号（乙烯响应）协同实现。这一发现不仅为缩短楸树育种周期提供分子靶点，更填补了木本与草本植物开花调控理论差异的重要认知空白。