The phytohormone salicylic acid (SA) plays essential roles in biotic and abiotic responses, plant development, and leaf senescence. 2,5-Dihydroxybenzoic acid (2,5-DHBA or gentisic acid) is one of the most commonly occurring aromatic acids in green plants and is assumed to be generated from SA, but the enzymes involved in its production remain obscure. DMR6 (Downy Mildew Resistant6; At5g24530) has been proven essential in plant immunity of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), but its biochemical properties are not well understood. Here, we report the discovery and functional characterization of DMR6 as a salicylic acid 5-hydroxylase (S5H) that catalyzes the formation of 2,5-DHBA by hydroxylating SA at the C5 position of its phenyl ring in Arabidopsis. S5H/DMR6 specifically converts SA to 2,5-DHBA in vitro and displays higher catalytic efficiency (K cat/K m = 4.96 × 104 m −1 s−1) than the previously reported S3H (K cat/K m = 6.09 × 103 m −1 s−1) for SA. Interestingly, S5H/DMR6 displays a substrate inhibition property that may enable automatic control of its enzyme activities. The s5h mutant and s5hs3h double mutant overaccumulate SA and display phenotypes such as a smaller growth size, early senescence, and a loss of susceptibility to Pseudomonas syringae pv tomato DC3000. S5H/DMR6 is sensitively induced by SA/pathogen treatment and is expressed widely from young seedlings to senescing plants, whereas S3H is more specifically expressed at the mature and senescing stages. Collectively, our results disclose the identity of the enzyme required for 2,5-DHBA formation and reveal a mechanism by which plants fine-tune SA homeostasis by mediating SA 5-hydroxylation.

Abstract Plant immune responses are mainly activated by two types of receptors. Plasma membrane-localized pattern recognition receptors (PRRs) recognize conserved features of microbes, and intracellular nucleotide-binding leucine rich repeat receptors (NLRs) recognize effector proteins from pathogens. NLRs possessing N-terminal Toll/interleukin-1 receptor (TIR) domains (TNLs) activate two parallel signaling pathways via the EDS1/PAD4/ADR1s and the EDS1/SAG101/NRG1s modules. The relationship between PRR-mediated pattern-triggered immunity (PTI) and TIR signaling is unclear. Here we report that activation of TIR signaling plays a key role in PTI. Blocking TIR signaling by knocking out components of the EDS1/PAD4/ADR1s and EDS1/SAG101/NRG1s modules results in attenuated PTI responses such as reduced salicylic acid (SA) levels and expression of defense genes, and compromised resistance against pathogens. Consistently, PTI is attenuated in transgenic plants that have reduced accumulation of NLRs. Upon treatment with PTI elicitors such as flg22 and nlp20, a large number of genes encoding TNLs or TIR domain-containing proteins are rapidly induced, likely responsible for activating TIR signaling during PTI. In support, overexpression of some of these genes results in activation of defense responses. Overall, our study reveals that TIR signaling activation is an important mechanism for boosting plant defense during PTI.

Systemic acquired resistance (SAR) is activated by local infection and confers enhanced resistance against subsequent pathogen invasion. Salicylic acid (SA) and N-hydroxypipecolic acid (NHP) are two key signaling molecules in SAR and their levels accumulate during SAR activation. Two members of plant-specific Calmodulin-Binding Protein 60 (CBP60) transcription factor family, CBP60g and SARD1, regulate the expression of biosynthetic genes of SA and NHP. CBP60g and SARD1 function as master regulators of plant immunity and their expression levels are tightly controlled. Although there are numerous reports on regulation of their expression, the specific mechanisms by which SARD1 and CBP60g respond to pathogen infection are not yet fully understood. This study identifies and characterizes the role of the LAZARUS 1 (LAZ1) and its homolog LAZ1H1 in plant immunity. A forward genetic screen was conducted in the

ABSTRACT Objective To determine the in vitro effects of minocycline on human gingival fibroblasts (HGFs), its clinical impact on early wound healing after implant placement, and its potential mechanism of action. Methods First, we evaluated the in vitro proliferation, migration, and collagen production of HGFs treated with different concentrations of minocycline, as well as the underlying mechanism. Subsequently, we conducted a clinical trial and randomly assigned 40 partially edentulous patients to either the test (minocycline hydrochloride treatment) or control (blank control) group immediately after implant surgery. The early wound healing score (EHS), pain index, gingival index (GI), modified sulcus bleeding index (mSBI), and peri‐implant crevicular fluid samples were assessed or collected 3 and/or 7 days after surgery. Results In vitro, 1 μg/mL minocycline promoted the proliferation, migration, and collagen production of HGFs. Minocycline inhibited collagen degradation by downregulating the expression of matrix metalloproteinase‐2 (MMP‐2) and MMP‐14 and upregulating tissue inhibitors of metalloproteinases‐2. However, higher concentrations of minocycline, 10 and 100 μg/mL, exhibited adverse effects. In the randomised clinical trial, the test group showed significantly better clinical outcomes compared to the control group, with higher EHS and lower GI, mSBI, concentrations of IL‐1β, IL‐10, and TNF‐α, and relative abundance of Streptococcus and gram‐negative anaerobic bacteria. Conclusions Small doses of minocycline (1 μg/mL) promoted the proliferation and migration of HGFs and inhibited collagen degradation in vitro. Locally delivered minocycline after implant surgery improves clinical outcomes by promoting early wound healing, relieving the inflammatory response, and decreasing early colonisation of gram‐negative anaerobic bacteria. Trial Registration This clinical trial was registered in the Chinese Clinical Trial Registry (registration number: ChiCTR2100044680)