García-León M, Cuyas L, Abd El-Moneim D, Rodriguez L, Belda-Palazon B, Sánchez-Quant E, Fernández Y, Roux B, Zamarreño AM, Garcia-Mina JM, Nussaume L, Rodriguez PL, Paz-Ares J, Leonhardt N, Rubio V.
Abstract
The plant endosomal trafficking pathway controls abundance of membrane-associated soluble proteins, as shown for abscisic acid (ABA) receptors (PYR/PYL/RCAR). ABA receptor targeting for vacuolar degradation occurs through the late endosome route and depends on FYVE1 and VPS23A, components of endosomal sorting complex required for transport (ESCRT)-I complexes. FYVE1 and VPS23A interact with ALIX, an ESCRT-III-associated protein, although the functional relevance of such interactions and their consequences in cargo sorting are unknown. Here we show that ALIX directly binds to ABA receptors in late endosomes, promoting their degradation. Impaired ALIX function leads to altered endosomal localization and increased accumulation of ABA receptors. In line with this, partial loss-of-function alix-1 mutants display ABA hypersensitivity during growth and stomatal closure, unveiling a role for the ESCRT machinery in the control of water loss through stomata. ABA hypersensitive responses are suppressed in alix-1 plants impaired in PYR/PYL/RCAR activity, in accordance with ALIX affecting ABA responses primarily by controlling ABA receptor stability. ALIX-1 mutant protein displays reduced interaction with VPS23A and ABA receptors, providing a molecular basis for ABA hypersensitivity in alix-1 mutants. Our findings unveil a negative feedback mechanism triggered by ABA acting via ALIX to control the accumulation of specific PYR/PYL/RCAR receptors.
doi: 10.1105/tpc.19.00399.
Curr Biol. 2019 Jul 22;29(14):2270-2281
Gimenez-Ibanez S, Zamarreño AM, García-Mina JM, Solano R.
Abstract
Evolutionary molecular plant-microbe interactions (EvoMPMI) is an emerging field bridging the gap between molecular phytopathology and evolutionary studies. EvoMPMI research is currently challenging due to the scarcity of pathogenic model systems in early-diverging land plants. Liverworts are among the earliest diverging land-plant lineages, and Marchantia polymorpha has emerged as a liverwort model for evolutionary studies. However, bacterial pathogens of Marchantia have not yet been discovered, and the molecular mechanisms controlling plant-pathogen interactions in this early-diverging land plant remain unknown. Here, we describe a robust experimental plant-bacterial pathosystem for EvoMPMI studies and discover that an ancient immune system governs plant-microbe interactions between M. polymorpha and the hemi-biotrophic pathogenic bacteria Pseudomonas syringae. We show that P. syringae pv tomato (Pto) DC3000, causal agent of tomato bacterial speck disease, colonizes M. polymorpha and activates typical hallmarks of plant innate immunity. Virulence of Pto DC3000 on M. polymorpha relies on effector activities inside liverwort cells, including conserved AvrPto and AvrPtoB functions. Host specificity analyses uncovered pathogenic differences among P. syringae strains, suggesting that M. polymorpha-P. syringae interactions are controlled by the genetic backgrounds of both host and pathogen. Finally, we show that ancient phytohormone defensive networks govern M. polymorpha-P. syringae interactions. Altogether, our results demonstrate that the basic structure of the plant immune system of extant angiosperms is evolutionarily ancient and conserved in early-diverging land plants. This basic immune system may have been instrumental for land colonization by the common ancestor of land plants.
doi: 10.1016/j.cub.2019.05.079
Plant, Cell & Environment 08 July 2019
J Ochoa de Eribe, A Valli, M Martín‐Trillo, C Simón‐Mateo, JA García, B Rodamilans.
Abstract
Plants use RNA silencing as a strong defensive barrier against virus challenges, and viruses counteract this defence by using RNA silencing suppressors (RSSs). With the objective of identifying host factors helping either the plant or the virus in this interaction, we have performed a yeast two hybrid screen using P1b, the RSS protein of the ipomovirus Cucumber vein yellowing virus (CVYV, family Potyviridae), as a bait. The C‐8 sterol isomerase HYDRA1 (HYD1), an enzyme involved in isoprenoid biosynthesis and cell membrane biology, and required for RNA silencing, was isolated in this screen. The interaction between CVYV P1b and HYD1 was confirmed in planta by Bimolecular Fluorescence Complementation assays. We demonstrated that HYD1 enhances RNA silencing activity in the presence of CVYV P1b in an agroinfiltration assay. Moreover, expression of HYD1 inhibited the infection of the potyvirus Plum pox virus, especially when antiviral RNA silencing was boosted by high temperature or by co‐expression of homologous sequences. Our results reinforce previous evidence highlighting the relevance of particular composition and structure of cellular membranes for RNA silencing and viral infection. We report a new interaction of an RSS protein from the Potyviridae family with a member of the isoprenoid biosynthetic pathway.
Investigadores del CSIC colaboran en un estudio internacional sobre el origen y la evolución de las variedades europeas de la patata, con la ayuda de las colecciones históricas de los herbarios. La adaptación fuera de su región de origen puede haber seguido rutas similares en Europa y el Sur de América.
Plant Cell. 2019 Jun;31(6):1222-1237.
Méndez-Vigo B, Ausín I, Zhu W2, Mollá-Morales A, Balasubramanian S, Alonso-Blanco C.
Abstract
Understanding how plants adapt to ambient temperatures has become a major challenge prompted by global climate change. This has led to the identification of several genes regulating the thermal plasticity of plant growth and flowering time. However, the mechanisms accounting for the natural variation and evolution of such developmental plasticity remain mostly unknown. In this study, we determined that natural variation at ICARUS2 (ICA2), which interacts genetically with its homolog ICA1, alters growth and flowering time plasticity in relation to temperature in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Transgenic analyses demonstrated multiple functional effects for ICA2 and supported the notion that structural polymorphisms in ICA2 likely underlie its natural variation. Two major ICA2 haplogroups carrying distinct functionally active alleles showed high frequency, strong geographic structure, and significant associations with climatic variables related to annual and daily fluctuations in temperature. Genome analyses across the plant phylogeny indicated that the prevalent plant ICA genes encoding two tRNAHis guanylyl transferase 1 units evolved ∼120 million years ago during the early divergence of mono- and dicotyledonous clades. In addition, ICA1/ICA2 duplication occurred specifically in the Camelineae tribe (Brassicaceae). Thus, ICA2 appears to be ubiquitous across plant evolution and likely contributes to climate adaptation through modifications of thermal developmental plasticity in Arabidopsis.
doi: 10.1105/tpc.18.00938. Epub 2019 Apr 16
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