Published December 2, 2020 | Version v1
Publication Open

Auxin response factors (ARFs) differentially regulate rice antiviral immune response against rice dwarf virus

  • 1. Peking University
  • 2. Southern University of Science and Technology
  • 3. South China Agricultural University

Description

There are 25 auxin response factors (ARFs) in the rice genome, which play critical roles in regulating myriad aspects of plant development, but their role (s) in host antiviral immune defense and the underneath mechanism remain largely unknown. By using the rice- rice dwarf virus (RDV) model system, here we report that auxin signaling enhances rice defense against RDV infection. In turn, RDV infection triggers increased auxin biosynthesis and accumulation in rice, and that treatment with exogenous auxin reduces OsIAA10 protein level, thereby unleashing a group of OsIAA10-interacting OsARFs to mediate downstream antiviral responses. Strikingly, our genetic data showed that loss-of-function mutants of osarf12 or osarf16 exhibit reduced resistance whereas osarf11 mutants display enhanced resistance to RDV. In turn, OsARF12 activates the down-stream OsWRKY13 expression through direct binding to its promoter, loss-of-function mutants of oswrky13 exhibit reduced resistance. These results demonstrated that OsARF 11, 12 and 16 differentially regulate rice antiviral defense. Together with our previous discovery that the viral P2 protein stabilizes OsIAA10 protein via thwarting its interaction with OsTIR1 to enhance viral infection and pathogenesis, our results reveal a novel auxin-IAA10-ARFs-mediated signaling mechanism employed by rice and RDV for defense and counter defense responses.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

هناك 25 عامل استجابة للأوكسين (ARF) في جينوم الأرز، والتي تلعب أدوارًا حاسمة في تنظيم جوانب لا تعد ولا تحصى من نمو النبات، ولكن دورها (أدوارها) في الدفاع المناعي المضاد للفيروسات للمضيف والآلية الموجودة تحته لا تزال غير معروفة إلى حد كبير. باستخدام نظام نموذج فيروس قزم الأرز (RDV)، نذكر هنا أن إشارة الأوكسين تعزز دفاع الأرز ضد عدوى فيروس قزم الأرز (RDV). في المقابل، تؤدي عدوى RDV إلى زيادة التركيب الحيوي للأوكسين وتراكمه في الأرز، وأن العلاج بالأوكسين الخارجي يقلل من مستوى بروتين OsIAA10، وبالتالي يطلق العنان لمجموعة من OsIAA10 المتفاعلة مع OsARFs للتوسط في الاستجابات المضادة للفيروسات. ومن اللافت للنظر أن بياناتنا الوراثية أظهرت أن طفرات فقدان الوظيفة لـ osarf12 أو osarf16 تظهر مقاومة منخفضة في حين أن طفرات osarf11 تظهر مقاومة معززة لـ RDV. في المقابل، يقوم OsARF12 بتنشيط تعبير OsWRKY13 المتدفق من خلال الربط المباشر لمروجه، حيث تُظهر طفرات فقدان الوظيفة في oswrky13 مقاومة منخفضة. أظهرت هذه النتائج أن OsARF 11 و 12 و 16 ينظم بشكل تفاضلي الدفاع المضاد للفيروسات للأرز. جنبًا إلى جنب مع اكتشافنا السابق أن بروتين P2 الفيروسي يثبت بروتين OsIAA10 عن طريق إحباط تفاعله مع OsTIR1 لتعزيز العدوى الفيروسية والتسبب في الأمراض، تكشف نتائجنا عن آلية إشارات جديدة بوساطة auxin - IAA10 - ARFs يستخدمها الأرز و RDV للدفاع واستجابات الدفاع المضاد.

Translated Description (French)

Il existe 25 facteurs de réponse aux auxines (FRA) dans le génome du riz, qui jouent un rôle essentiel dans la régulation d'une myriade d'aspects du développement des plantes, mais leur (s) rôle (s) dans la défense immunitaire antivirale de l'hôte et le mécanisme sous-jacent restent largement inconnus. En utilisant le système de modèle du virus nain du riz (RDV), nous rapportons ici que la signalisation de l'auxine améliore la défense du riz contre l'infection par le RDV. À son tour, l'infection par le RDV déclenche une augmentation de la biosynthèse et de l'accumulation des auxines dans le riz, et ce traitement par l'auxine exogène réduit le niveau de protéine OsIAA10, libérant ainsi un groupe d'OsARF interagissant avec OsIAA10 pour médier les réponses antivirales en aval. De manière frappante, nos données génétiques ont montré que les mutants de perte de fonction d'osarf12 ou d'osarf16 présentent une résistance réduite tandis que les mutants d'osarf11 présentent une résistance accrue au RDV. À son tour, OsARF12 active l'expression OsWRKY13 en aval par liaison directe à son promoteur, les mutants de perte de fonction d'oswrky13 présentent une résistance réduite. Ces résultats ont démontré qu'OsARF 11, 12 et 16 régulent différemment la défense antivirale du riz. Avec notre découverte précédente que la protéine P2 virale stabilise la protéine OsIAA10 en contrecarrant son interaction avec OsTIR1 pour améliorer l'infection virale et la pathogenèse, nos résultats révèlent un nouveau mécanisme de signalisation médié par l'auxine-IAA10-ARFs utilisé par le riz et le RDV pour les réponses de défense et de contre-défense.

Translated Description (Spanish)

Hay 25 factores de respuesta a la auxina (ARF) en el genoma del arroz, que desempeñan un papel fundamental en la regulación de innumerables aspectos del desarrollo de las plantas, pero su (s) papel (es) en la defensa inmune antiviral del huésped y el mecanismo subyacente siguen siendo en gran parte desconocidos. Mediante el uso del sistema modelo del virus enano arroz-arroz (RDV), aquí informamos que la señalización de auxinas mejora la defensa del arroz contra la infección por RDV. A su vez, la infección por RDV desencadena una mayor biosíntesis y acumulación de auxinas en el arroz, y ese tratamiento con auxina exógena reduce el nivel de proteína OsIAA10, desencadenando así un grupo de OsARF que interactúan con OsIAA10 para mediar en las respuestas antivirales posteriores. Sorprendentemente, nuestros datos genéticos mostraron que los mutantes con pérdida de función de osarf12 u osarf16 muestran una resistencia reducida, mientras que los mutantes de osarf11 muestran una resistencia mejorada al RDV. A su vez, OsARF12 activa la expresión aguas abajo de OsWRKY13 a través de la unión directa a su promotor, los mutantes de pérdida de función de oswrky13 muestran una resistencia reducida. Estos resultados demostraron que OsARF 11, 12 y 16 regulan diferencialmente la defensa antiviral del arroz. Junto con nuestro descubrimiento previo de que la proteína P2 viral estabiliza la proteína OsIAA10 al frustrar su interacción con OsTIR1 para mejorar la infección viral y la patogénesis, nuestros resultados revelan un nuevo mecanismo de señalización mediado por auxina-IAA10-ARF empleado por Rice y RDV para respuestas de defensa y contra defensa.

Files

journal.ppat.1009118&type=printable.pdf

Files (3.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:8a08ae692795c5171b8b953a735c7b65
3.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تنظم عوامل الاستجابة للأوكسين (ARFs) بشكل تفاضلي الاستجابة المناعية للأرز المضاد للفيروسات ضد فيروس قزم الأرز
Translated title (French)
Les facteurs de réponse aux auxines (FRA) régulent différemment la réponse immunitaire antivirale du riz contre le virus nain du riz
Translated title (Spanish)
Los factores de respuesta a la auxina (ARF) regulan diferencialmente la respuesta inmune antiviral del arroz contra el virus enano del arroz

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3109865286
DOI
10.1371/journal.ppat.1009118

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1201157366
  • https://openalex.org/W1483414785
  • https://openalex.org/W1771567287
  • https://openalex.org/W1833612546
  • https://openalex.org/W1933835178
  • https://openalex.org/W1964224042
  • https://openalex.org/W1965651398
  • https://openalex.org/W1972633502
  • https://openalex.org/W1978498557
  • https://openalex.org/W1988549734
  • https://openalex.org/W1995242378
  • https://openalex.org/W2004742914
  • https://openalex.org/W2014297764
  • https://openalex.org/W2031199055
  • https://openalex.org/W2061796351
  • https://openalex.org/W2061954020
  • https://openalex.org/W2065355365
  • https://openalex.org/W2067478074
  • https://openalex.org/W2068604353
  • https://openalex.org/W2084585162
  • https://openalex.org/W2092113012
  • https://openalex.org/W2107272769
  • https://openalex.org/W2116670637
  • https://openalex.org/W2129244207
  • https://openalex.org/W2133209345
  • https://openalex.org/W2136343511
  • https://openalex.org/W2136427248
  • https://openalex.org/W2139742148
  • https://openalex.org/W2140173557
  • https://openalex.org/W2144249817
  • https://openalex.org/W2145315588
  • https://openalex.org/W2148962030
  • https://openalex.org/W2151284271
  • https://openalex.org/W2155973543
  • https://openalex.org/W2156027339
  • https://openalex.org/W2156970744
  • https://openalex.org/W2158680373
  • https://openalex.org/W2160648204
  • https://openalex.org/W2166211878
  • https://openalex.org/W2261543639
  • https://openalex.org/W2279275813
  • https://openalex.org/W2344055286
  • https://openalex.org/W2510765724
  • https://openalex.org/W2534638628
  • https://openalex.org/W2568472318
  • https://openalex.org/W2592433773
  • https://openalex.org/W2607429891
  • https://openalex.org/W2761186049
  • https://openalex.org/W2771298646
  • https://openalex.org/W2777036343
  • https://openalex.org/W2885448154
  • https://openalex.org/W2890632265
  • https://openalex.org/W2949544524
  • https://openalex.org/W2980455366
  • https://openalex.org/W3014578986
  • https://openalex.org/W4232876905