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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过酸淡化组学、LC-MS/MS磷过酸位点阐述技术服务。
英文怎么说题目：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文翻译大标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
老客户基层单位：山东大学
的研究素材：拟南芥侧根
拜谱能提供方法：磷过酸掩盖组学、LC-MS/MS磷过酸位点定量分析
探讨工作思路：
PART 01 科学研究然而
01、生长的素有利于促进VIK的磷过酸十分转录
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小时后进行磷酸性反应蛋清质多组分析，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 繁殖素力促VIK的磷酸性反应和其转录
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實驗。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概述（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互替激光散斑实验室（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且离体磷碱化实验表明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）。实时的参考值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 介导的叶绿素数据关键政策调控 LR 成长发育
借助剖析一个VIK T-DNA加上变动体（vik-2和vik-3），发现与也是型相对比，变动体的LR强度、LR原基（LRP）和已的发展发展的LR差异性减轻，愈加是vik-2（图2）。相左，过理解VIK的转dna食品组根系具体表现出LR强度加入。因此，在vik-2变动体大环境下理解VIK的转dna食品组根系医治了LR的发展发展常见问题。的发展素外理工作取决于，vik-2变动体对的发展素诱导型的LR的发展发展不良反应衰弱，取决于VIK在的发展素干预LR的发展发展中利用重要性意义。 
图2 VIK介导的成长素信息信号通路朝调节作用LR的生长
03、VIK 与ERF13 做好物理性交互技术
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、双分子式荧光互补性 （BiFC）和免疫力共沉积检测（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之间效果
04、VIK以双面馈的方式方法政策调控ERF13磷过酸
通过磷过酸淀粉酶组学研究，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）。点突然变化遇到显著降低了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以正负极馈方案磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷硝化作用增进ERF13化学降解
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）。通过内调查和内调查，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸摸拟和磷酸降解变化体的实验，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。最后亚组织精准定位分析一下表明，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 介导的磷碱化速度了ERF13生物降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷酸性反应调低 LR 的冒出
探索进第一步探析了VIK调节的ERF13可吸附在侧根（LR）阴茎发育中的的效用。利用是相对较不一样转基因水稻组花草系的LR表型，发觉过抒发ERF13缓和了LR的显示，在vik突变的体中类似这缓和的效用怎强，而在过抒发YFP-VIK的游戏背景下类似这缓和的效用变弱（图6）。另外，是相对较ERF13的不一样磷过酸仿真模拟机和磷酸灭活进化体的过抒发花草系，发觉ERF132A-Myc（磷酸灭活）的花草系LR显示少些，而ERF132D-Myc（磷过酸仿真模拟机）的花草系LR显示略多。这导致揭示，VIK介导的ERF13磷过酸和可吸附促使了LR的显示。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用催进LR的造成
07、VIK在侧根发展中磷碱化并比较稳定LBD18血清
顺利通过剖析多个VIK T-DNA放转变的体（vik-2和vik-3），找到与野生穿山甲型比较，转变的体的侧根（LR）相对高密度、LR原基（LRP）和已大的LR有明显少，还是比较是vik-2（图7）。颠倒，过主要表现VIK的转表观遗传植物主要表现出LR相对高密度增强。不仅而且，在vik-2转变的体游戏背景下主要表现VIK的转表观遗传植物回到了LR大缺欠。植物的生长的的素加工研究证实，vik-2转变的体对植物的生长的的素引诱的LR大化学反应下降，证实VIK在植物的生长的的素调节LR大中起着关键因素影响。 
图7 VIK 在LR养成时候中之间磷酸性反应和安全LBD18血清
PART 02 的文章工作小结
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。这项研究通过磷硝化作用蛋白酶质组学介绍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介导的种植素走势可以调节侧根造成
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，可提供完善成熟的血清质组学、绘制血清质组学、分解组学、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—超标宽度DIA·磷酸性反应修饰语组，采用创新丰度技艺+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现绿色子样板10w+、绿色植物子样板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！
规范期刊论文：
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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