SUMMARY The S-domain-type receptor-like kinase (SD-RLK) LIPOOLIGOSACCHARIDE-SPECIFIC REDUCED ELICITATION (LORE) from Arabidopsis thaliana is a pattern recognition receptor that senses medium-chain 3-hydroxy fatty acids, such as 3-hydroxydecanoic acid (3-OH-C10:0), to activate pattern-triggered immunity. Here, we show that LORE homomerization is required to activate 3-OH-C10:0-induced immune signaling. Fluorescence lifetime imaging in Nicotiana benthamiana demonstrated that At LORE homomerizes via the extracellular and transmembrane domains. Co-expression of At LORE truncations lacking the intracellular domain exerts a dominant negative effect on At LORE signaling in both N. benthamiana and A. thaliana , highlighting that homomerization is essential for signaling. Screening for 3-OH-C10:0-induced reactive oxygen species production revealed natural variation within the Arabidopsis genus. Arabidopsis lyrata and Arabidopsis halleri do not respond to 3-OH-C10:0, although both possess a putative LORE orthologue. Both LORE orthologues have defective extracellular domains that bind 3-OH-C10:0 to a similar level but lack the ability to homomerize. Thus, ligand binding is independent of LORE homomerization. Analysis of At LORE and Alyr LORE chimera suggests that the loss of Alyr LORE homomerization is caused by several amino acid polymorphisms across the extracellular domain. Our findings shed light on the activation mechanism of LORE and the loss of 3-OH-C10:0 perception within the Arabidopsis genus.

The plasma membrane associated protein NON-PHOTOTROPIC HYPOCOTYL 3 (NPH3) is a key component of the auxin-dependent phototropic growth response in plants. Blue light induces the detachment of NPH3 from the plasma membrane into the cytosol, where it dynamically transitions into membrane-less biomolecular condensates. Despite the importance of NPH3/RPT2-Like (NRL) proteins for developmental plasticity of plants, little is known about their structure-function relationship. Here, we combine experimental data with the power of AI-based protein structure prediction to uncover molecular signatures of NPH3. Our approach unveils a bipartite C-terminal motif that enables self-interaction of NPH3 with different strengths. We further demonstrate that the C-terminal homo-oligomerization is required for both association with the plasma membrane and condensate assembly, with a different part of the bipartite motif playing the key role in each case. However, multivalency-driven transition of NPH3 to the condensed state depends on the co-operative action of an N-terminal NPH3 signature. We propose that NPH3 is a single hub that can form a polymerized network based on two distinct structural domains that self-associate. NPH3 variants that are incapable of condensation are non-functional, suggesting a fundamental role of phase separation of NPH3 for auxin-dependent phototropism. This structural snapshot may have direct implications on future analyzes of NRL family members.