Abstract Plant nucleotide-binding leucine-rich repeat immune receptors (NLRs) directly or indirectly recognize pathogen-secreted effector molecules to initiate plant defense. Recognition of multiple pathogens by a single NLR is rare and usually occurs via monitoring for changes to host proteins; few characterized NLRs have been shown to recognize multiple effectors. The barley NLR Mla has undergone functional diversification and Mla alleles recognize host-adapted isolates of barley powdery mildew ( Blumeria graminis f. sp. hordei; Bgh ). Here, we show that Mla3 also confers resistance to rice blast ( Magnaporthe oryzae ) in a dosage dependent manner. Using a forward genetic screen, we discovered that the recognized effector from M. oryzae is PWL2 , a host range determinant factor that prevents M. oryzae from infecting weeping lovegrass ( Eragrostis curvula ). Mla3 has therefore convergently evolved the capacity to recognize effectors from diverse pathogens.

Abstract In the evolution of land plants, the plant immune system has experienced expansion in immune receptor and signaling pathways. Lineage-specific expansions have been observed in diverse gene families that are potentially involved in immunity, but lack causal association. Here, we show that Rps8 -mediated resistance in barley to the fungal pathogen Puccinia striiformis f. sp. tritici (wheat stripe rust) is conferred by a genetic module: LRR-RK and Exo70FX12 , which are together necessary and sufficient. The Rps8 LRR-RK is the ortholog of rice extracellular immune receptor Xa21 and Exo70FX12 is a member of the Poales-specific Exo70FX clade. The Exo70FX clade emerged after the divergence of the Bromeliaceae and Poaceae, and comprises from 2 to 75 members in sequenced grasses. These results demonstrate the requirement of a lineage-specific Exo70FX12 in Rps8 LRR-RK immunity and suggest that the Exo70FX clade may have evolved a specialized role in receptor kinase signaling.