Abstract Background Non-invasive reporter systems are powerful tools to query physiological and transcriptional responses in organisms. For example, fluorescent and bioluminescent reporters have revolutionized cellular and organismal assays and have been used to study plant responses to abiotic and biotic stressors. Integrated, cooled charge-coupled device (CCD) camera systems have been developed to image bioluminescent and fluorescent signals in a variety of organisms; however, these integrated long-term imaging systems are expensive. Results We have developed self-assembled systems for both growing and monitoring plant fluorescence and bioluminescence for long-term experiments under controlled environmental conditions. This system combines environmental growth chambers with high-sensitivity CCD cameras, multi-wavelength LEDs, open-source software, and several options for coordinating lights with imaging. This easy-to-assemble system can be used for short and long-term imaging of bioluminescent reporters, acute light-response, circadian rhythms, delayed fluorescence, and fluorescent-protein-based assays in vivo. Conclusions We have developed two self-assembled imaging systems that will be useful to researchers interested in continuously monitoring in vivo reporter systems in various plant species.

The phytochrome (phy) family of bilin-containing photoreceptors are major regulators of plant photomorphogenesis through their unique ability to photointerconvert between a biologically inactive red light-absorbing Pr state and an active far-red light-absorbing Pfr state. While the initial steps in Pfr signaling are unclear, an early event for the phyB isoform after photoconversion is its redistribution from the cytoplasm into subnuclear foci named photobodies (PBs) that dissipate after Pfr reverts back to Pr by far-red irradiation or by temperature-dependent non-photochemical reversion. Here we present evidence that PHOTOPERIODIC CONTROL OF HYPOCOTYL 1 (PCH1) functions both as an essential structural component of phyB-containing PBs and as a direct regulator of thermal reversion that is sufficient to stabilize phyB as Pfr in vitro. By examining the genetic interaction between a constitutively active phyBY276H-YFP allele (YHB-YFP) and PCH1, we show that the loss of PCH1 prevents YHB from coalescing into PBs without affecting its nuclear localization, whereas overexpression of PCH1 dramatically increases PB levels. Loss of PCH1, presumably by impacting phyB-PB assembly, compromises a number of events elicited in YHB-YFP plants, including their constitutive photomorphogenic phenotype, red light-regulated thermomorphogenesis, and input of phyB into the circadian clock. Conversely, elevated levels of both phyB and PCH1 generate stable, yet far red-light reversible PBs that persisted for days. Collectively, our data demonstrate that the assembly of PCH1-containing PBs is critical for phyB signaling to multiple outputs, and suggest that altering PB dynamics could be exploited to modulate plant responses to light and temperature.

Abstract The timing of many molecular and physiological processes in plants occurs at a specific time of day. These daily rhythms are driven by the circadian clock, a master timekeeper that uses daylength and temperature to maintain rhythms of approximately 24 hours in various clock-regulated phenotypes. The circadian MYB-like transcription factor REVEILLE 8 (RVE8) interacts with its transcriptional coactivators NIGHT LIGHT INDUCIBLE AND CLOCK REGULATED 1 (LNK1) and LNK2 to promote the expression of evening-phased clock genes and cold tolerance factors. While genetic approaches have commonly been used to discover new connections within the clock and between other pathways, here we use affinity purification coupled with mass spectrometry to discover time-of-day-specific protein interactors of the RVE8-LNK1/2 complex. Among the interactors of RVE8/LNK1/LNK2 were COLD REGULATED GENE 27 (COR27) and COR28, which were coprecipitated in an evening-specific manner. In addition to COR27/28, we found an enrichment of temperature-related interactors that led us to establish a novel role for LNK1/2 in temperature entrainment of the clock. We established that RVE8, LNK1, and either COR27 or COR28 form a tripartite complex in yeast and that the effect of this interaction in planta serves to antagonize transcriptional activation of RVE8 target genes through mediating RVE8 protein degradation in the evening. Together, these results illustrate how a proteomic approach identified time-of-day-specific protein interactions and a novel RVE8-LNK-COR protein complex that implicates a new regulatory mechanism for circadian and temperature signaling pathways.