400-820-8531
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磷酸性反应位点数据分析技术服务。
因为题头：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
简体中文副标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
企业方：山东大学
理论研究板材：拟南芥侧根
拜谱展示 技术设备：磷过酸体现组学、LC-MS/MS磷过酸位点解析
实验想法：
PART 01 研究方案数据
01、发展素使得VIK的磷过酸举例转录
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 衍生素使得VIK的磷碱化举例转录
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）。
通过酒曲双杂交育种研究（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶专一性影像实验操作（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且离体磷过酸实验表明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）。公交实时参考值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 介导的叶绿素讯号积极参与政策调控 LR 健康成长
根据具体分析几个VIK T-DNA插入图变异体（vik-2和vik-3），显示与天然的型想必，变异体的LR规格、LR原基（LRP）和已种植的LR相关系数才能减少，特别是在是vik-2（图2）。相对来说，过理解VIK的转表观遗传茎秆展现出LR规格增多。不仅如此，在vik-2变异体情况下理解VIK的转表观遗传茎秆可以恢复了LR种植异常现象。种植素解决实验报告显示，vik-2变异体对种植素成脂的LR种植反馈下降，显示VIK在种植素监测LR种植中引领重要功用。 
图2 VIK介导的成长素警报信号通路同向自我调节LR的大
03、VIK 与ERF13 实行电磁学互动
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、双分子式荧光互补性 （BiFC）和免疫细胞共积淀实验英文（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互相角色
04、VIK以双面馈的玩法房产调控ERF13磷酸性反应
通过磷碱化淀粉酶组学数据分析，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）。点甲基化挖掘显著降低了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以正负极馈模式磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化提高网站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）。通过身体外科学试验和体内的科学试验，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变异体的实验，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。最后亚癌细胞追踪定位定性分析表明，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 介导的磷过酸下载加速了ERF13光降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调高 LR 的展现
研究刍议进的一步刍议了VIK改善的ERF13挥发在侧根（LR）生长发育中的能力。能够是相对比较与众不同于转DNA观赏观赏动作物系的LR表型，看见过抒发ERF13控制了LR的展现，在vik变动体中这个控制能力怎强，而在过抒发YFP-VIK的环境下这个控制能力减小（图6）。然而，是相对比较ERF13的与众不同于磷硝化作用摸拟训练和磷酸溶解进化体的过抒发观赏观赏动作物系，看见ERF132A-Myc（磷酸溶解）的观赏观赏动作物系LR展现愈少，而ERF132D-Myc（磷硝化作用摸拟训练）的观赏观赏动作物系LR展现略多。此类数据说明，VIK介导的ERF13磷硝化作用和挥发催进了LR的展现。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应提高网站LR的出现了
07、VIK在侧根发肓中磷酸性反应并可靠LBD18淀粉酶
顺利通过进行分析两个人VIK T-DNA读取变异的体（vik-2和vik-3），发现与天然的型比起来，变异的体的侧根（LR）溶解度单位、LR原基（LRP）和已阴茎阴茎發育的LR取得以减少，通常是vik-2（图7）。相等，过把你想表达出来VIK的转表观遗传食品遗传植物表现形式出LR溶解度单位曾加。还有就是，在vik-2变异的体游戏 背景下把你想表达出来VIK的转表观遗传食品遗传植物完全恢复了LR阴茎阴茎發育障碍。种子发芽素整理实验性表达，vik-2变异的体对种子发芽素促进的LR阴茎阴茎發育表现减低，表达VIK在种子发芽素干预LR阴茎阴茎發育中切实发挥关键所在反应。 
图7 VIK 在LR组成进程中间接磷硝化作用和固定LBD18球蛋白
PART 02 散文总结
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。这项研究通过磷过酸核苷酸质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介导的衍生素卫星信号调结侧根建成
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，可提供完善成熟的胆固醇质组学、绘制胆固醇质组学、代谢转化组学、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—超宽深度.DIA·磷过酸淡化组，采用创新丰度技术工艺+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现家禽子范本10w+、绿植的子范本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！
决定性期刊论文：
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.
注重大众用户群体号
注意小华书
