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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突显组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点讲解技术服务。
英语怎么说网站标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
繁体中文标题文字：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
老客户企事业单位：山东大学
调查食材：拟南芥侧根
拜谱带来技術：磷硝化作用淡化组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点讲解
研究探讨思维：
PART 01 研究探讨效果
01、植物生长素可以淡化VIK的磷过酸以及其转录
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小时后进行磷过酸球膳食纤维类物质析，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 发芽素推进VIK的磷硝化作用简答转录
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测试。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）。
通过酵母菌双交配数据分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相容激光散斑实验报告（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且休外磷碱化实验表明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）。实时公交按量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 介导的叶绿素表现积极主动政策调控 LR 成长发育
顺利通过具体分析两VIK T-DNA插进DNADNA变化体（vik-2和vik-3），发展与天然的型优于，DNADNA变化体的LR孔隙率、LR原基（LRP）和已发肓的LR强势才能减少，愈加是vik-2（图2）。相反的，过描述方法VIK的转DNA植物主要表现出LR孔隙率增大。还有就是，在vik-2DNADNA变化体的背景下描述方法VIK的转DNA植物灰复了LR发肓常见问题。成长生长发育素工作调查意味着，vik-2DNADNA变化体对成长生长发育素促进的LR发肓表现降低，意味着VIK在成长生长发育素调空LR发肓中切实发挥首要用。 
图2 VIK介导的生张素走势信号通路领域调空LR的生长
03、VIK 与ERF13 展开初中物理交互设计
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、双氧分子荧光相容 （BiFC）和免疫性共奠定工作（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能够 影响
04、VIK以双面馈的途径监测ERF13磷硝化作用
通过磷酸性反应核蛋白组学定量分析，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）。点突变性发觉显著降低了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以正反面馈模式磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应使得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）。通过休外實驗和自身實驗，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸仿真模拟和磷酸解离突变性体的实验，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。最后亚神经细胞市场定位解析表明，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 介导的磷碱化加快和提升了ERF13可降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化设定 LR 的出来
探究进第一步讨论了VIK管控的ERF13溶解在侧根（LR）大中的反应。顺利通过特别各种于转DNA花草系的LR表型，发现了 过呈现ERF13调节了LR的发现了，在vik变动体中一些调节反应改善，而在过呈现YFP-VIK的经验下一些调节反应减低（图6）。最后，特别ERF13的各种于磷硝化作用模似和磷酸化学降解进化体的过呈现花草系，发现了 ERF132A-Myc（磷酸化学降解）的花草系LR发现了少些，而ERF132D-Myc（磷硝化作用模似）的花草系LR发现了略多。这一些成果阐明，VIK介导的ERF13磷硝化作用和溶解增强了LR的发现了。 
图6 VIK介导的ERF13磷过酸增进LR的出現
07、VIK在侧根阴茎发育中磷酸性反应并稳定性高LBD18蛋白质
采用具体分析两个人VIK T-DNA复制到人类人类基因变化率体（vik-2和vik-3），发掘与野生穿山甲型比起，人类人类基因变化率体的侧根（LR）黏度、LR原基（LRP）和已成长的LR正相关避免，更是是vik-2（图7）。相反的成语，过体现VIK的转人类人类基因茎秆体现出LR黏度新增。虽然，在vik-2人类人类基因变化率体蓝本下体现VIK的转人类人类基因茎秆医治了LR成长缺陷报告。生長素进行处理实验设计阐明，vik-2人类人类基因变化率体对生長素促进的LR成长想法减低，阐明VIK在生長素自我调节LR成长中激发关键点用处。 
图7 VIK 在LR建立时中就直接磷过酸和维持LBD18核蛋白
PART 02 原创文章总结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。这项研究通过磷酸性反应血清质组学进行分析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预警调低侧根进行
PART 03 拜谱工作小结
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，可提供完善成熟的氨基酸质组学、表达氨基酸质组学、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—很高深浅DIA·磷硝化作用遮盖组，采用创新生物富集新技术+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现部分动物范本10w+、常绿植物范本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！
参考价值文章：
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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