Salicylic acid (SA) is a defense hormone required for both local and systemic acquired resistance (SAR) in plants. Pathogen infections induce SA synthesis through up-regulating the expression of Isochorismate Synthase 1 ( ICS1 ), which encodes a key enzyme in SA production. Here we report that both SAR Deficient 1 (SARD1) and CBP60g are key regulators for ICS1 induction and SA synthesis. Whereas knocking out SARD1 compromises basal resistance and SAR, overexpression of SARD1 constitutively activates defense responses. In the sard1-1 cbp60g-1 double mutant, pathogen-induced ICS1 up-regulation and SA synthesis are blocked in both local and systemic leaves, resulting in compromised basal resistance and loss of SAR. Electrophoretic mobility shift assays showed that SARD1 and CBP60g represent a plant-specific family of DNA-binding proteins. Both proteins are recruited to the promoter of ICS1 in response to pathogen infections, suggesting that they control SA synthesis by regulating ICS1 at the transcriptional level.

Upon recognition of bacterial flagellin, the plant receptor FLS2 heterodimerizes with brassinosteroid insensitive 1-associated receptor kinase 1 (BAK1) and activates plant defense responses. Because constitutive activation of defense responses is detrimental, plant resistance signaling pathways must be negatively controlled, although the mechanisms involved are unclear. We identified Arabidopsis BIR1 as a BAK1-interacting receptor-like kinase. Knocking out BIR1 leads to extensive cell death, activation of constitutive defense responses, and impairment in the activation of MPK4, a negative regulator of plant resistance (R) protein signaling, by flagellin. sobir1-1, a mutant obtained in a screen for suppressors of the bir1-1 phenotype, rescued cell death observed in bir1-1. SOBIR1 encodes another receptor-like kinase whose overexpression activates cell death and defense responses. Our data suggest that BIR1 negatively regulates multiple plant resistance signaling pathways, one of which is the SOBIR1-dependent pathway identified here.

The nucleotide-binding domain and leucine-rich repeats containing proteins (NLRs) serve as immune receptors in both plants and animals. Overaccumulation of NLRs often leads to autoimmune responses, suggesting that the levels of these immune receptors must be tightly controlled. However, the mechanism by which NLR protein levels are regulated is unknown. Here we report that the F-box protein CPR1 controls the stability of plant NLR resistance proteins. Loss-of-function mutations in CPR1 lead to higher accumulation of the NLR proteins SNC1 and RPS2, as well as autoactivation of immune responses. The autoimmune responses in cpr1 mutant plants can be largely suppressed by knocking out SNC1 . Furthermore, CPR1 interacts with SNC1 and RPS2 in vivo, and overexpressing CPR1 results in reduced accumulation of SNC1 and RPS2, as well as suppression of immunity mediated by these two NLR proteins. Our data suggest that SKP1-CULLIN1-F-box (SCF) complex-mediated stability control of plant NLR proteins plays an important role in regulating their protein levels and preventing autoimmunity.

Over the past three decades, researchers have isolated plant mutants that display constitutively activated defense responses in the absence of pathogen infection. These mutants are called autoimmune mutants and are typically dwarf and/or bearing chlorotic/necrotic lesions. From a genetic screen for Arabidopsis genes involved in maintaining a normal leaf microbiota, we identified TIP GROWTH DEFECTIVE 1 (TIP1), which encodes a S-acyltransferase, as a key player in guarding leaves against abnormal microbiota level and composition under high humidity conditions. The tip1 mutant has several characteristic phenotypes of classical autoimmune mutants, including a dwarf stature, displaying lesions, and having a high basal level of defense gene expression. Gnotobiotic experiments revealed that the autoimmune phenotypes of the tip1 mutant are largely dependent on the presence of microbiota as axenic tip1 plants have markedly reduced autoimmune phenotypes. We found that the microbiota dependency of autoimmune phenotypes is shared by several "lesion mimic"-type autoimmune mutants in Arabidopsis. Interestingly, autoimmune phenotypes caused by mutations in NLR genes do not require the presence of microbiota and can even be partially alleviated by microbiota. Our results therefore suggest the existence of two classes of autoimmunity (microbiota-dependent vs. microbiota-independent) in plants. The observed interplay between autoimmunity and microbiota in the lesion mimic class of autoimmunity is reminiscent of the interactions between autoimmunity and dysbiosis in the animal kingdom.

Abstract Although many studies have shown that microbes can ectopically stimulate or suppress plant immune responses, the fundamental question of whether the entire preexisting microbiota is indeed required for proper development of plant immune response remains unanswered. Using a recently developed peat-based gnotobiotic plant growth system we found that Arabidopsis grown in the absence of a natural microbiota lacked age-dependent maturation of plant immune response and were defective in several aspects of pattern-triggered immunity. Axenic plants exhibited hypersusceptibility to infection by the bacterial pathogen Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 and the fungal pathogen Botrytis cinerea . Microbiota-mediated immunocompetence was suppressed by rich nutrient conditions, indicating a tripartite interaction between the host, microbiota, and abiotic environment. A synthetic microbiota composed of 48 culturable bacterial strains from the leaf endosphere of healthy Arabidopsis plants was able to substantially restore immunocompetence similar to plants inoculated with a soil-derived community. In contrast, a 52-member dysbiotic synthetic leaf microbiota overstimulated the immune transcriptome. Together, these results provide evidence for a causal role of a eubiotic microbiota in gating proper immunocompetence and age-dependent immunity in plants.

There have been no reports about the application of random survival forest (RSF) model to predict disease progression of HIV-associated B-cell lymphoma.