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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酸性反应表达组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点介绍技术服务。
因为一级标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
汉语微信标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
业主行业：山东大学
实验原料：拟南芥侧根
拜谱提拱技术应用：磷硝化作用淡化组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点浅析
调查基本思路：
PART 01 分析结局
01、衍生素有助于VIK的磷硝化作用举例说明转录
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 发芽素促使VIK的磷碱化名词解释转录
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硝化作用科学试验。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）。
通过酵母粉双杂交育种定性分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互替激光散斑实验报告（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体磷碱化实验表明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）。24小时降钙素原检测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参与调节 LR 健康
借助介绍两种VIK T-DNA加上转变体（vik-2和vik-3），知道与野山型不同之处，转变体的LR高黏度、LR原基（LRP）和已生長种植成长成熟的LR同质性下降，特别是在是vik-2（图2）。相反的，过体现VIK的转什么是表观遗传主茎呈现出LR高黏度扩大。虽然，在vik-2转变体时代背景下体现VIK的转什么是表观遗传主茎还原了LR生長种植成长成熟问题。生長素整理实验报告显示，vik-2转变体对生長素引诱的LR生長种植成长成熟体现减低，显示VIK在生長素调空LR生長种植成长成熟中激发重点影响。 
图2 VIK介导的衍生素无线信号径路正方向调整LR的胸部发育
03、VIK 与ERF13 做物理防御人机交互
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、双大分子荧光同质 （BiFC）和免疫抗体共沉定科学实验（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相互间功能
04、VIK以正反面馈的方式管控ERF13磷硝化作用
通过磷过酸血清组学深入分析，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）。点变化会发现显著降低了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以双面馈玩法磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸催进ERF13挥发
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）。通过身体外实验英文性和体中实验英文性，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转变体的实验，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。最后亚组织追踪定位阐述表明，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 介导的磷碱化提高了ERF13生物降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷酸性反应调试 LR 的有
研发进步骤刍议了VIK监测的ERF13化学吸附在侧根（LR）大中的效应。利用会更区别转基因水稻遗传花草系的LR表型，证实过证实ERF13可以遏制了LR的出显，在vik变动体中在这一可以遏制效应改善，而在过证实YFP-VIK的环境下在这一可以遏制效应变弱（图6）。还有就是，会更ERF13的区别磷酸性反应仿真和磷酸吸附突变体的过证实花草系，证实ERF132A-Myc（磷酸吸附）的花草系LR出显更短，而ERF132D-Myc（磷酸性反应仿真）的花草系LR出显略多。许多然而证实，VIK介导的ERF13磷酸性反应和化学吸附使得了LR的出显。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应利于LR的突然出现
07、VIK在侧根发育成熟中磷碱化并安稳LBD18球蛋白
使用具体分析好几个VIK T-DNA读取变异的的体（vik-2和vik-3），发现与野生植物型相对于，变异的的体的侧根（LR）溶解度、LR原基（LRP）和已健康的LR明显下降，通常是vik-2（图7）。相对，过展示VIK的转表观遗传茎秆的表现出LR溶解度加强。虽然，在vik-2变异的的体时代背景下展示VIK的转表观遗传茎秆回复了LR健康问题。生张素清理实验报告说明，vik-2变异的的体对生张素诱发的LR健康反應衰弱，说明VIK在生张素国家宏观调控LR健康中起到关键的帮助。 
图7 VIK 在LR建成方式中会直接磷酸性反应和保持稳定LBD18蛋白酶
PART 02 论文总结
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球蛋白质含量组学浅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介导的生长的素预警自动调节侧根建成
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、遮盖血清质组学、分泌组学、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—超低深度.DIA·磷硝化作用体现组，采用创新生物富集能力+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现宠物范本10w+、仿真植物范本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！
参考使用期刊论文：
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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