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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遮盖组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点分析一下技术服务。
英文怎么说题头：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
英文版关键词：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
客人单位名称：山东大学
的研究村料：拟南芥侧根
拜谱带来新技术：磷碱化表达组学、LC-MS/MS磷碱化位点讲解
分析要点：
PART 01 研发然而
01、发芽素有利于促进VIK的磷硝化作用简答转录
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小时后进行磷硝化作用胆固醇质多组分析，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 滋生素催进VIK的磷过酸还有其转录
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）。
通过酵母粉双交配解析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相容成相实验报告（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）。实时更新一定量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 介导的叶绿素数据信号多方面监测 LR 发育期
使用分析一下2个VIK T-DNA加入变化的性性体（vik-2和vik-3），发展与也是型比起，变化的性性体的LR硬度、LR原基（LRP）和已发展的LR差异性极大减少，需要是vik-2（图2）。相对来说，过体现VIK的转DNA茎叶行为出LR硬度增高。然而，在vik-2变化的性性体游戏 背景下体现VIK的转DNA茎叶恢复过来了LR发展通病。植物的种子发芽素净化处理实验操作反映，vik-2变化的性性体对植物的种子发芽素分析的LR发展发生反应衰弱，反映VIK在植物的种子发芽素宏观调控LR发展中发挥用途最为关键的用途。 
图2 VIK介导的發育素走势信号通路双向调节LR的發育
03、VIK 与ERF13 实现数学互动
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、双分子式荧光相容 （BiFC）和抗体共沉淀物中实践（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互相能力
04、VIK以正反两面馈的策略管控ERF13磷酸性反应
通过磷酸性反应血清组学深入分析，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）。点变异知道显著降低了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以双面馈方法磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化带动ERF13吸附
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）。通过身体之外调查和休内调查，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模似和磷酸灭活基因突变体的实验，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。最后亚血细胞追踪定位讲解表明，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 介导的磷碱化促使了ERF13可降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷过酸改善 LR 的发现
钻研进一大步研究方案了VIK自我调节的ERF13挥发在侧根（LR）发展中的功能。经由更有差异转染色体绿植系的LR表型，会突然有过描述ERF13仰制了LR的显现，在vik变化体中这样仰制功能提高，而在过描述YFP-VIK的大环境下这样仰制功能衰弱（图6）。还有就是，更ERF13的有差异磷过酸养成和磷酸可降解基因变异体的过描述绿植系，会突然有ERF132A-Myc（磷酸可降解）的绿植系LR显现少些，而ERF132D-Myc（磷过酸养成）的绿植系LR显现略多。等等然而得出结论，VIK介导的ERF13磷过酸和挥发加快了LR的显现。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应有利于促进LR的显现
07、VIK在侧根大中磷碱化并安稳LBD18蛋白质
凭借分享两种VIK T-DNA插入图变异的性体（vik-2和vik-3），出现与野生穿山甲型相对于，变异的性体的侧根（LR）硬度、LR原基（LRP）和已发肓成熟期的LR相关系数避免，尤其是是vik-2（图7）。颠倒，过认为VIK的转表观遗传根系成绩出LR硬度提升。于此，在vik-2变异的性体大环境下认为VIK的转表观遗传根系复原了LR发肓成熟期瑕疵。发芽素工作实验操作认为，vik-2变异的性体对发芽素帮助的LR发肓成熟期表现下降，认为VIK在发芽素调节LR发肓成熟期中起到重要的效用。 
图7 VIK 在LR建成整个过程中一直磷硝化作用和相对稳定LBD18淀粉酶
PART 02 的文章总结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球脂肪酸组学讲解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介导的生张素讯号调理侧根建成
PART 03 拜谱个人总结
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，可提供完善成熟的淀粉酶质组学、遮盖淀粉酶质组学、新陈代谢组学、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—较高深入DIA·磷碱化体现组，采用创新含有技木+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现两栖动物样板10w+、蕨类植物样板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！
基准毕业论文：
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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