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硝化作用体现组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点阐述技术服务。
英文版网站标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
常常子标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
业主公司的：山东大学
科研建筑材料：拟南芥侧根
拜谱能提供枝术：磷酸性反应呈现组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点深入分析
探析基本思路：
PART 01 深入分析结果显示
01、衍生素有利于促进VIK的磷碱化以及转录
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蛋清质成分析，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 植物的生长素驱动VIK的磷过酸试述转录
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硝化作用检测。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）。
通过发酵粉双杂交育种讲解（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶同质影像实验报告（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且休外磷硝化作用实验表明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 介导的叶绿素预警正面房产调控 LR 发育状况
按照浅析俩个VIK T-DNA添加图片DNADNA变异体（vik-2和vik-3），发展与也是型相对，DNADNA变异体的LR黏度计算公式、LR原基（LRP）和已发展的LR相关系数变少，特别是在是vik-2（图2）。对立，过表面VIK的转DNA茎叶行为出LR黏度计算公式新增。虽然，在vik-2DNADNA变异体视频背景下表面VIK的转DNA茎叶完全恢复了LR发展疵点。发展素办理测试表面，vik-2DNADNA变异体对发展素介导的LR发展影响减低，表面VIK在发展素调节LR发展中更好地发挥重要的的功效。 
图2 VIK介导的滋生素走势信号通路正方向调节LR的胸部发育
03、VIK 与ERF13 确定物理化学互交
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、双氧分子荧光相互依存 （BiFC）和抗体共沉垫實驗（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完美功能
04、VIK以正负极馈的的方式调节作用ERF13磷碱化
通过磷硝化作用淀粉酶组学介绍，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）。点转变得知显著降低了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以正负极馈手段磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应提高ERF13光降解
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）。通过身体之外测试性和胃中测试性，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟机和磷酸灭活突变率体的实验，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。最后亚癌细胞产品定位分析一下表明，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 介导的磷碱化会加快了ERF13可降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用设定 LR 的出现了
科学研究提高认识一个脚印探析了VIK自我调节的ERF13生物降解塑料在侧根（LR）健康成长中的效果。采用特别不一样转染色体树种系的LR表型，证明过表达方式方法爱ERF13减缓了LR的冒出，在vik变化体中这一减缓效果增強，而在过表达方式方法爱YFP-VIK的背静下这一减缓效果减少（图6）。再者，特别ERF13的不一样磷过酸仿真模似和磷酸降解塑料遗传变异体的过表达方式方法爱树种系，证明ERF132A-Myc（磷酸降解塑料）的树种系LR冒出比较少，而ERF132D-Myc（磷过酸仿真模似）的树种系LR冒出略多。这部分但是证明，VIK介导的ERF13磷过酸和生物降解塑料利于了LR的冒出。 
图6 VIK介导的ERF13磷碱化可以淡化LR的展现
07、VIK在侧根发育状况中磷碱化并增强LBD18蛋清
按照概述5个VIK T-DNA加上转变体（vik-2和vik-3），看到与原生态型不同于，转变体的侧根（LR）高孔隙率、LR原基（LRP）和已胸部成长发育成熟成熟的LR差异性极大减少，特别是是vik-2（图7）。相等，过展示VIK的转染色体水稻遗传植物体表現出LR高孔隙率不断增加。除此之外，在vik-2转变体游戏背景下展示VIK的转染色体水稻遗传植物体恢复原状了LR胸部成长发育成熟成熟缺欠。成长素补救实验报告是因为，vik-2转变体对成长素引诱的LR胸部成长发育成熟成熟症状衰弱，是因为VIK在成长素自我调节LR胸部成长发育成熟成熟中发挥出来根本角色。 
图7 VIK 在LR构成的过程中立即磷碱化和不稳LBD18蛋清
PART 02 新闻稿件总结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。这项研究通过磷过酸血清质组学具体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表现调结侧根达成
PART 03 拜谱个人心得体会
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，可提供完善成熟的营养物质质组学、体现营养物质质组学、消化吸收组学、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—非常高强度DIA·磷硝化作用体现组，采用创新聚集技术应用+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样板10w+、草本花卉样板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！
基准论文论文参考文献：
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.
留意大众号
瞩目和攻略
