Strigolactones (SLs), a newly discovered class of carotenoid-derived phytohormones, are essential for developmental processes that shape plant architecture and interactions with parasitic weeds and symbiotic arbuscular mycorrhizal fungi. Despite the rapid progress in elucidating the SL biosynthetic pathway, the perception and signalling mechanisms of SL remain poorly understood. Here we show that DWARF 53 (D53) acts as a repressor of SL signalling and that SLs induce its degradation. We find that the rice (Oryza sativa) d53 mutant, which produces an exaggerated number of tillers compared to wild-type plants, is caused by a gain-of-function mutation and is insensitive to exogenous SL treatment. The D53 gene product shares predicted features with the class I Clp ATPase proteins and can form a complex with the α/β hydrolase protein DWARF 14 (D14) and the F-box protein DWARF 3 (D3), two previously identified signalling components potentially responsible for SL perception. We demonstrate that, in a D14- and D3-dependent manner, SLs induce D53 degradation by the proteasome and abrogate its activity in promoting axillary bud outgrowth. Our combined genetic and biochemical data reveal that D53 acts as a repressor of the SL signalling pathway, whose hormone-induced degradation represents a key molecular link between SL perception and responses. Strigolactones (SLs), key regulators of plant growth, are believed to mediate their responses through a proposed receptor (D14) that interacts with an F-box protein (D3) to form a D14–SCFD3 protein complex; here the perception of SLs by the D14–SCFD3 complex and the control of gene expression are linked by the finding that DWARF 53, a repressor protein of SL function, interacts with the D14–SCFD3 complex and is ubiquitinated and degraded in a SL-dependent manner. The strigolactones are key regulators of plant growth, controlling the formation of secondary shoots and regulating root branching. Strigolactone responses are mediated through a proposed receptor (D14) that interacts with an F-box protein (D3). Now, in two related publications, Liang Jiang et al. and Feng Zhou et al. demonstrate a functional link between the perception of strigolactones by D14/D3 and the control of gene expression in rice. They show that the protein DWARF53 (D53), of previously unknown function, acts as a repressor of strigolactone signalling and that strigolactones induce its degradation. D53 interacts with the D14–D3 complex and is ubiquitinated and degraded by the proteasome in a strigolactone-dependent manner.

Recent studies of highly branched mutants of pea, Arabidopsis and rice have demonstrated that strigolactones (SLs) act as hormones that inhibit shoot branching. The identification of genes that work downstream of SLs is required for a better understanding of how SLs control the growth of axillary buds. We found that the increased tillering phenotype of fine culm1 (fc1) mutants of rice is not rescued by the application of 1 μM GR24, a synthetic SL analog. Treatment with a high concentration of GR24 (10 μM) causes suppression of tiller growth in wild-type plants, but is not effective on fc1 mutants, implying that proper FC1 functioning is required for SLs to inhibit bud growth. Overexpression of FC1 partially rescued d3-2 defects in the tiller growth and plant height. An in situ hybridization analysis showed that FC1 mRNA accumulates in axillary buds, the shoot apical meristem, young leaves, vascular tissues and the tips of crown roots. FC1 mRNA expression was not significantly affected by GR24, suggesting that transcriptional induction may not be the mechanism by which SLs affect FC1 functioning. On the other hand, the expression level of FC1 is negatively regulated by cytokinin treatment. We propose that FC1 acts as an integrator of multiple signaling pathways and is essential to the fine-tuning of shoot branching in rice.

Virulence pathways in pathogenic bacteria are regulated by quorum sensing mechanisms, particularly biofilm formation through autoinducer production and sensing. In this study, the culture filtrate extracted from an edible mushroom, Agaricus subrutilescens, was fractionated to isolate a compound that inhibits biofilm formation. Four gram-negative bacteria (Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Proteus mirabilis, and Enterobacter cloacae) and two gram-positive bacteria (Enterococcus faecalis and Staphylococcus aureus) were used for the bioassay. The bioassay-guided chromatographic separations of the culture filtrate extract resulted in the isolation of the compound. Further, spectroscopic analyses revealed the identity of the compound as 2,2'-azoxybisbenzyl alcohol (ABA). The minimum inhibitory and sub-inhibitory concentrations of the compound were also determined. ABA was significantly effective in inhibiting biofilm formation in all tested bacteria, with half-maximal inhibitory concentrations of 3-11 µg/mL. Additionally, the bioactivity of ABA was confirmed through the bioassays for the inhibition of exopolysaccharide matrixes and autoinducer activities.

Abstract Host plant-derived strigolactones trigger hyphal branching in arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, initiating a symbiotic interaction between land plants and AM fungi. However, our previous studies revealed that gibberellin-treated Eustoma grandiflorum (Gentianaceae) activates rhizospheric hyphal branching in AM fungi using unidentified molecules other than strigolactones. In this study, we analyzed independent transcriptomic data of E. grandiflorum and found that the gentiopicroside (GPS) and swertiamarin (SWM), which are characteristic monoterpene glucosides in Gentianaceae, were highly biosynthesized in gibberellin-treated E. grandiflorum roots. Moreover, these metabolites considerably promoted hyphal branching in the Glomeraceae AM fungi Rhizophagus irregularis and R. clarus . GPS treatment also enhanced R. irregularis colonization of the monocotyledonous crop Allium schoenoprasum . Interestingly, these metabolites did not provoke the germination of the root parasitic plant Orobanche minor . Altogether, our study unveiled the crucial role of GPS and SWM in activating the symbiotic relationship between AM fungi and E. grandiflorum .

Abstract Aims Anthracnose caused by Colletotrichum species is one of the most devastating diseases of fruits and crops. We isolated and identified an antifungal compound from the mushroom Coprinus comatus and investigated its inhibitory potential against anthracnose disease-causing fungi with the goal of discovering natural products that can suppress anthracnose-caused plant disease. Methods and results The culture filtrate of C. comatus was subjected to a bioassay-guided isolation of antifungal compounds. The active compound was identified as orsellinaldehyde (2,4-dihydroxy-6-methylbenzaldehyde) based on mass spectroscopy and nuclear magnetic resonance analyses. Orsellinaldehyde displayed broad-spectrum inhibitory activity against different plant pathogenic fungi. Among the tested Colletotrichum species, it exhibited the lowest IC50 values on conidial germination and germ tube elongation of Colletotrichum orbiculare. The compound also showed remarkable inhibitory activity against Colletotrichum gloeosporiodes. The staining of Colletotrichum conidia with fluorescein diacetate and propidium iodide demonstrated that the compound is fungicidal. The postharvest in-vivo detached fruit assay indicated that orsellinaldehyde suppressed anthracnose lesion symptoms on mango and cucumber fruits caused by C. gloeosporioides and C. orbiculare, respectively. Conclusions Orsellinaldehyde was identified as a potent antifungal compound from the culture filtrate of C. comatus. The inhibitory and fungicidal activities of orsellinaldehyde against different Colletotrichum species indicate its potential as a fungicide for protecting various fruits against anthracnose disease-causing fungi.

Abstract Circadian rhythms are biological systems that provide approximately 24-hour cycles for the behavior and physiological functions of organisms. As diverse modern lifestyles often cause disturbances in circadian rhythms, new approaches to their regulation are required. Therefore, new compounds that affect circadian rhythms have been explored in edible mushrooms. The extract from the culture filtrate of Cyclocybe cf. erebia showed activity that advanced the circadian rhythm in a bioassay with mouse fibroblasts expressing the LUCIFERASE protein under the control of the Period2 promoter. Bioassay-guided fractionation of the extract resulted in the isolation of the compound. Spectroscopic analyses identified the compound as a phthalide derivative, and the compound was named cyclocybelide. Treatment of mouse fibroblasts with the compound shifted the circadian rhythm forward, irrespective of the timing of treatment. In addition, some phthalide derivatives with hydroxy and methoxy groups showed similar effects on circadian rhythms.