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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碱化突显组学、LC-MS/MS磷碱化位点进行分析技术服务。
英语小标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文版微信标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
客人的单位：山东大学
学习物料：拟南芥侧根
拜谱可以提供技术工艺：磷硝化作用遮盖组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点介绍
论述指导思想：
PART 01 论述导致
01、出现素使得VIK的磷酸性反应试述转录
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小时后进行磷碱化蛋白质类物质析，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 萌发素推进VIK的磷酸性反应简述转录
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酸性反应试验。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）。
通过鲜酵母双交配研究（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相辅相成激光散斑实验设计（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且离体磷酸性反应实验表明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）。实时时间酶联免疫法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 介导的叶绿素无线信号积极态度调节作用 LR 生长
能够定性分析这两个VIK T-DNA读取突变性性性率体（vik-2和vik-3），发展与也是型不同之处，突变性性性率体的LR规格、LR原基（LRP）和已發育的LR相关性减低，尤其是是vik-2（图2）。反之，过体现方法VIK的转染色体食品组茎秆呈现出LR规格扩大。显然，在vik-2突变性性性率体背景图片下体现方法VIK的转染色体食品组茎秆完全恢复了LR發育问题。的发展發育素处里科学试验呈现，vik-2突变性性性率体对的发展發育素促进的LR發育化学反应下降，呈现VIK在的发展發育素干预LR發育中利用关健效果。 
图2 VIK介导的植物的生长素手机信号通道朝房产调控LR的发展
03、VIK 与ERF13 使用物理化学交互设计
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、双大分子荧光相辅相成 （BiFC）和免疫性共积累实验报告（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充分功能
04、VIK以正反两面馈的习惯调整ERF13磷酸性反应
通过磷过酸蛋白酶组学介绍，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）。点变异发觉显著降低了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以正反两面馈原则磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸推动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）。通过离体科学实验室和休内科学实验室，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模似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。最后亚体细胞精确定位解析表明，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 介导的磷酸性反应变快了ERF13挥发
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化可以调节 LR 的经常出现
实验进一部初探了VIK调节管控的ERF13吸附在侧根（LR）发育成熟中的反应。用较好不一样转染色体作物系的LR表型，察觉过传达ERF13调控了LR的会经常出显了，在vik突然变化体中此类调控反应加强，而在过传达YFP-VIK的题材下此类调控反应减小（图6）。再者，较好ERF13的不一样磷硝化作用模似和磷酸灭活突变体的过传达作物系，察觉ERF132A-Myc（磷酸灭活）的作物系LR会经常出显了减少，而ERF132D-Myc（磷硝化作用模似）的作物系LR会经常出显了略多。这结杲呈现，VIK介导的ERF13磷硝化作用和吸附有利于促进了LR的会经常出显了。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用力促LR的展现
07、VIK在侧根成长中磷硝化作用并稳定的LBD18淀粉酶
使用分享二个VIK T-DNA复制转变体（vik-2和vik-3），出现 与野山型相较，转变体的侧根（LR）体积、LR原基（LRP）和已成长發育成熟状况的LR特殊以减少，通常是vik-2（图7）。反着的，过传达VIK的转表观遗传茎秆成绩出LR体积新增。虽然，在vik-2转变体的背景下传达VIK的转表观遗传茎秆恢愎了LR成长發育成熟状况缺陷报告。发展素清理研究反映出，vik-2转变体对发展素引导的LR成长發育成熟状况体现变弱，反映出VIK在发展素房产调控LR成长發育成熟状况中树立首要用。 
图7 VIK 在LR造成工作中可以直接磷酸性反应和动态平衡LBD18血清
PART 02 散文工作小结
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。这项研究通过磷酸性反应球膳食纤维组学概述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介导的生长发育素网络信号调理侧根确立
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，可提供完善成熟的球营养物质组学、体现球营养物质组学、分解代谢组学、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—混凝土泵送强度DIA·磷硝化作用突显组，采用创新丰度能力+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范例10w+、苔藓植物子范例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！
关联性期刊论文：
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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