A light-dependent molecular link between competition cues and defence responses in plants

Growth responses to competition1 and defence responses to the attack of consumer organisms2 are two classic examples of adaptive phenotypic plasticity in plants. However, the mechanistic and functional links between these responses are not well understood. Jasmonates, a family of lipid-derived signals, are potent growth inhibitors and central regulators of plant immunity to herbivores and pathogens3,4, with both roles being evolutionarily conserved from bryophytes5 to angiosperms6. When shade-intolerant plants perceive the proximity of competitors using the photoreceptor phytochrome B, they activate the shade-avoidance syndrome and downregulate jasmonate responses7. Despite the central implications of this light-mediated change in the growth/defence balance for plant adaptation and crop yield8,9, the mechanisms by which photoreceptors relay light cues to the jasmonate signalling pathway remain poorly understood10. Here, we identify a sulfotransferase (ST2a) that is strongly upregulated by plant proximity perceived by phytochrome B via the phytochrome B–phytochrome interacting factor signalling module. By catalysing the formation of a sulfated jasmonate derivative, ST2a acts to reduce the pool of precursors of active forms of jasmonates and represents a direct molecular link between photoreceptors and hormone signalling in plants. The metabolic step defined by this enzyme provides a molecular mechanism for prioritizing shade avoidance over defence under intense plant competition.Fil: Fernández Milmanda, Guadalupe Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Crocco, Carlos Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Reichelt, Michael. Instituto Max Planck Institut für Chemische Okologie; AlemaniaFil: Mazzaro, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Köllner, Tobias G.. Instituto Max Planck Institut für Chemische Okologie; AlemaniaFil: Zhang, Tong. University of Missouri; Estados UnidosFil: Cargnel, Miriam Dora. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Lichy, Micaela Zoe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Fiorucci, Anne Sophie. Université de Lausanne. Faculté de Biologie et de Médecine; SuizaFil: Fankhauser, Christian. Universite de Lausanne. Faculté de Biologie Et de Médecine. Department Of Ecology And Evolution.; SuizaFil: Koo, Abraham J.. University of Missouri; Estados UnidosFil: Austin, Amy Theresa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Gershenzon, Jonathan. Instituto Max Planck Institut für Chemische Okologie; AlemaniaFil: Ballare, Carlos Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentin