柠檬醛（香叶醛和橙花醛）是山苍子精油最主要萜类成分，是重要的香料和医药原材料，被广泛用于食品、医药和化妆品行业。然而，关于柠檬醛生物合成的调控因子并未被证实。AP2/ERF转录因子是参与调控植物萜类合成最多的基因家族之一，但其是否参与山苍子萜类合成，尤其是调控柠檬醛生物合成的分子机制并不清楚。

近日，Horticulture Research 在线发表了中国林业科学研究院亚热带林业研究所特色林木资源育种与培育创新团队题为 LcERF19, an AP2/ERF transcription factor from Litsea cubeba, positively regulates geranial and neral biosynthesis 的研究论文。

该研究在基因组水平上共鉴定到174个LcAP2/ERF转录因子，并将其划分为4个亚家族：27个AP2、7个RAV、1个Soloist和139个ERF（I至Xb-L）。结合果皮发育转录组数据和qRT-PCR分析表明，LcERF19在果皮中的表达水平与萜类合酶编码基因LcTPS42的表达水平相似，而LcTPS42是山苍子萜类合成关键酶，与柠檬醛合成相关。转录因子特征分析发现，LcERF19定位于细胞核，酵母单杂交和双荧光素酶实验表明，LcERF19结合LcTPS42启动子的GCC盒元件结合并激活其活性。基因功能分析表明，LcERF19在山苍子瞬时过表达和稳定转化番茄均能促进柠檬醛的合成。我们的研究结果表明，LcERF19通过激活LcTPS42的表达，极大地促进了柠檬醛的生物合成，这为提高柠檬醛产量和品质提供了重要分子基础。

Fig. 1 LcERF19绑定并激活山苍子萜类合成关键酶LcTPS42启动子

Fig. 2 瞬时过表达LcERF19促进山苍子香叶醛和柠檬醛的合成本研究通讯作者中国林业科学研究院亚热带林业研究所（亚林所）汪阳东研究员，第一作者为中国林科院亚林所2019级博士研究生王民炎。该研究得到国家自然科学基金（31370576）的资助。

研究团队介绍

汪阳东研究员领衔的国家林草局 “特色林木资源育种与培育创新团队” 主要围绕南方特色林木资源开展抗性与品质遗传育种工作。首次构建了樟科代表树种山苍子基因组高质量图谱，解析山苍子精油单萜生物合成机制；审定山苍子 “香玲珑” 系列省级良种2个，选育的良种在我国南方地区得到广泛推广应用。先后主持林业行业重大专项、国家自然科学基金和浙江省林木十三五和十四五新品种选育重大项目等10多项，研究成果发表在在Nature Communications、Horticulture Research、Tree Physiology、《林业科学》等杂志上。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac093