Abstract A root hair is a long tubular protrusion from a root hair cell established via tip growth, which is accomplished by the polarized deposition of membranous and cell wall components at the root hair apex accompanied by simultaneous hardening of the shank. The polarized secretion of materials to the root hair apex is well investigated; however, little is known about the deposition of inner cell wall materials at the root hair shank. We have previously reported that phosphatidylinositol-3,5-bisphosphate (PtdIns(3,5)P 2 )/ROP10 signaling is required for the regulation of cortical microtubule construction and the deposition of inner cell wall components at the root hair shank during hardening. To unravel the alternate secretion mechanism for delivery of the inner cell wall components to root hair shank, here, we demonstrate that root hair-specific Qa-SNARE, SYP123, localizes to the subapical zone and shank of elongating root hairs in Arabidopsis. SYP123-mediated root hair elongation was inhibited by the FAB1 inhibitor YM201636, and inhibition of PtdIns(3,5)P 2 production impaired the plasma membrane localization of SYP123. We also showed that SYP123 forms a SNARE complex with VAMP727 on the plasma membrane, and syp123 and vamp727 mutants exhibited lower cell wall stiffness in the root hair shank because of impaired deposition of inner cell wall components. These results indicate that SYP123/VAMP727-mediated secretion is involved in the transport of inner cell wall components for hardening of the root hair shank.

Galls caused by gall-inducing insects in their host plants clearly illustrate the concept of 'extended phenotype', which refers to traits expressed in a host organism when manipulated by a parasite. Candidate effector molecules involved in gall formation, such as phytohormones, amino acids, and proteins, have been reported in numerous studies. However, to date, no attempts to artificially regenerate gall structures using effector candidates have been reported. In this study, we tested the peptide from Cysteine-rich secretory proteins, Antigen 5, and Pathogenesis-related 1 proteins, CAP peptide as a gall-inducing effector candidate obtained from transcripts isolated from the horned gall aphid, (Schlechtendalia chinensis) through in silico screening and the Arabidopsis-based gall-forming assay, which is a bioassay system for analysing the molecular mechanisms of gall formation. Furthermore, we succeeded in generating an artificial gall in the host plant Veronica peregrina, without any insect parasitism, using three minimal effector elements: CAP peptide, auxin, and cytokinin. Given the strong similarities observed in organ structure with a central cavity and three types of tissue and gene expression patterns between the native and artificial galls, we concluded that CAP peptide is a general gall-inducing effector peptide secreted by gall-inducing insects.