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2024年7月山东大学丁兆军教授团队在Advanced Science（IF=14.3）杂志上发表题为“VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis”文章。研究采用磷酸化修饰组学、LC-MS/MS质谱分析、CO-IP、酵母双杂和荧光素酶互补成像等技术，发现VIK介导的生长素信号转导分别通过增强LBD18的蛋白质稳定性和诱导ERF13的降解来调节侧根发育。拜谱生物为该研究提供了磷硝化作用表达组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点了解技术服务。
日文名称：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名字主题词：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
朋友方：山东大学
调查装修材料：拟南芥侧根
拜谱供给能力：磷酸性反应体现组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点阐述
实验总体目标：
PART 01 科学研究然而
01、种子发芽素使得VIK的磷过酸还有转录
为了鉴定生长素触发的潜在磷酸化调控因子，作者对10日龄拟南芥幼苗根用10 µM 萘乙酸（NAA）处理15分钟和8小时后进行磷过酸血清质混合物析，结果发现VIK可能通过磷酸化修饰在介导生长素信号传递中发挥关键作用（图1A）。
图1 生长发育素使得VIK的磷硝化作用下列关于转录
为了验证上述结果，作者在大肠杆菌中表达了带有6个组氨酸标签的重组VIK蛋白（His-VIK），并在细胞自由蛋白系统中进行了磷碱化实验报告。发现His-VIK随着时间的推移磷酸化水平略有增加。在野生型拟南芥幼苗的根组织裂解液中，NAA处理15分钟和30分钟后，His-VIK的磷酸化水平显著增加，表明生长素能显著促进VIK的磷酸化（图1B）。
通过发酵粉双杂交育种浅析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相容影像实验报告（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体之外磷碱化实验表明TMK1可以磷酸化VIK。通过生成ProVIK:VIK-GFP转基因系进行的蛋白降解实验显示生长素可能不影响VIK蛋白的稳定性（图1C）。及时定量分析PCR分析发现，生长素处理能时间依赖性地诱导VIK转录水平的增加（图1D），且这种诱导主要通过ARF7/19依赖性方式实现，在arf7/19突变体中VIK表达的诱导明显减弱，而在lbd16/18/33突变体中VIK表达仍能被生长素显著诱导。
02、VIK 介导的叶绿素信息积极态度房产调控 LR 发育成熟
按照定量分析一个VIK T-DNA插进突然变化体（vik-2和vik-3），察觉与也是型相较于，突然变化体的LR孔隙率、LR原基（LRP）和已大的LR取得避免，十分是vik-2（图2）。反着的，过表达方法方式VIK的转表观遗传根系表面出LR孔隙率提升。前者，在vik-2突然变化体游戏背景下表达方法方式VIK的转表观遗传根系灰复了LR大疵点。发芽素操作实验操作说明，vik-2突然变化体对发芽素诱骗的LR大不起效果减少，说明VIK在发芽素房产调控LR大中更好地发挥重点效果。 
图2 VIK介导的发展素走势径路领域监测LR的阴茎发育
03、VIK 与ERF13 来高中物理通讯
研究发现VIK在生长素诱导的侧根（LR）发育中扮演关键角色，因此推测ERF13可能是VIK的潜在底物。通过Y2H、LCI、双碳原子荧光互补原理 （BiFC）和免役共沉积研究（CO-IP），证实了VIK与ERF13之间存在直接的相互作用（图3）。这些结果表明VIK与ERF13在物理上相互作用，支持了ERF13可能是VIK作用底物的假设。
图3 VIK与ERF13主动使用
04、VIK以正负极馈的玩法调整ERF13磷硝化作用
通过磷酸性反应血清组学研究分析，发现NAA处理可快速诱导ERF13磷酸化。体外实验表明，VIK具有自磷酸化活性，并可直接磷酸化ERF13的Ser168和Ser172位点（图4）。点基因突变遇到显著降低了ERF13的磷酸化水平。此外，ERF13可增强VIK的自磷酸化，尤其是ERF13的磷酸模拟突变体。进一步实验表明，VIK可通过形成同源二聚体进行自磷酸化，但ERF13突变体不影响VIK二聚体的形成。总体而言，VIK通过反馈机制调控ERF13的磷酸化。
图4 VIK以正反两面馈策略磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应催进ERF13分解
研究发现，VIK介导的磷酸化作用影响ERF13蛋白的稳定性，进而调控侧根发育。实验显示，ERF13蛋白在早期侧根原基中表达，随后在发育过程中消失，而VIK蛋白在所有侧根中持续表达（图5）。通过休外实验操作报告和体內实验操作报告，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸仿真和磷酸解离变异体的实验，证实了ERF13在Ser168和Ser172位点的磷酸化促进了其降解。此外，VIK与MPK14可能协同作用促进ERF13降解，但两者之间没有直接的相互作用。最后亚组织定位系统概述表明，ERF132D和ERF132A均位于细胞核，且与WT无明显差异。qRT-PCR结果显示，vik-2突变体中ERF13 mRNA水平未显著变化，但其下游基因KCS8和KCS16显著降低，进一步证明VIK在蛋白水平上调控ERF13。总之，VIK介导的磷酸化通过负调控ERF13的稳定性，加速生长素诱导的ERF13降解。
图5 VIK 介导的磷硝化作用速度了ERF13吸附
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化调接 LR 的诞生
论述进第一步研究方案了VIK监测的ERF13生物可降解在侧根（LR）生长中的能力。实现对比差异转dna绿植系的LR表型，发觉过描述ERF13促使了LR的诞生，在vik变动体中本身促使能力提高，而在过描述YFP-VIK的蓝本下本身促使能力衰弱（图6）。除此以外，对比ERF13的差异磷酸性反应仿真模拟仿真和磷酸可降解变种体的过描述绿植系，发觉ERF132A-Myc（磷酸可降解）的绿植系LR诞生愈少，而ERF132D-Myc（磷酸性反应仿真模拟仿真）的绿植系LR诞生略多。许多没想到证明，VIK介导的ERF13磷酸性反应和生物可降解有利于了LR的诞生。 
图6 VIK介导的ERF13磷过酸力促LR的发现
07、VIK在侧根生长中磷酸性反应并稳定的LBD18血清
经过定量分析好几个VIK T-DNA导入变动性体（vik-2和vik-3），得知与野外型差距，变动性体的侧根（LR）强度、LR原基（LRP）和已发肓的LR显著性增多，尤其是是vik-2（图7）。相同，过展示爱VIK的转什么是什么是基因植物展示出LR强度增高。凡此种种，在vik-2变动性体后台下展示爱VIK的转什么是什么是基因植物治愈了LR发肓缺欠。出现素工作实验操作揭示，vik-2变动性体对出现素成脂的LR发肓反馈减小，揭示VIK在出现素调节LR发肓中产生要素效用。 
图7 VIK 在LR出现的过程 中直接的磷过酸和动态平衡LBD18蛋白质
PART 02 文章标题总结ppt
生长素作为最重要的植物激素之一，在调控植物生长和发育过程中起着关键作用。这项研究通过磷碱化血清质组学分享筛选到快速响应生长素的蛋白激酶VIK，并证实VIK通过调控LBD18和ERF13来调控侧根的形成。一方面，生长素以ARF7/19依赖的方式诱导VIK的转录；另一方面，它通过TMK1激活VIK的激酶活性，激活的VIK可以磷酸化LBD18和ERF13。磷酸化的LBD18变得更加稳定，调节侧根的启动。然而，磷酸化的ERF13经历降解，缓解了其对侧根出现的抑制，从而促进侧根的形成（图8）。VIK的发现不仅丰富了我们对生长素信号传递机制的理解，而且为农业生产中通过调控生长素信号来提高作物产量和抗逆性提供了潜在的策略。
图8 VIK介导的植物的生长素表现调整侧根造成
PART 03 拜谱总结ppt
研究采用磷酸化修饰组学、LC-MS/MS质谱分析、CO-IP、酵母双杂和荧光素酶互补成像等技术，发现 VIK 介导的生长素信号转导分别通过增强 LBD18 的蛋白质稳定性和诱导 ERF13 的降解来调节 LR 发育。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供完善成熟的淀粉酶质组学、绘制淀粉酶质组学、代谢率组学、转录组学等多组学产品技术服务体系。拜谱特色磷酸化修饰产品—超多进一步DIA·磷硝化作用淡化组，采用创新丰度技术性+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现猎物样表10w+、草木样表5w+磷酸化修饰位点检出，可广泛应用于植物、动物研究，绘制物种磷酸化修饰图谱，助力高分文章发表。此外，磷酸化修饰组学可与蛋白组学、代谢组学等多组学联合，整合多组学数据进行深入挖掘分析，全面解析机制机理等。欢迎咨询！
分类论文文献综述：
Shang E, Wei K, Lv B, Zhang X, Lin X, Ding Z, Leng J, Tian H, Ding Z. VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis. Adv Sci (Weinh). 2024 Jul 3:e2402442. doi: 10.1002/advs.202402442. Epub ahead of print. PMID: 38958531.
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