A fluorescent hormone biosensor reveals the dynamics of jasmonate signalling in plants

Antoine Larrieu, Antony Champion, Jonathan Legrand, Julien Lavenus, David Mast, Géraldine Brunoud, Jaesung Oh, Soazig Guyomarc’h, Maxime Pizot, Edward E. Farmer, Colin Turnbull, Teva Vernoux, Malcolm J. Bennett and Laurent Laplaze ()
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Antoine Larrieu: Laboratoire de Reproduction et Développement des Plantes, CNRS, INRA, ENS Lyon, UCBL, Université de Lyon
Antony Champion: Institut de Recherche pour le Développement, Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes
Jonathan Legrand: Laboratoire de Reproduction et Développement des Plantes, CNRS, INRA, ENS Lyon, UCBL, Université de Lyon
Julien Lavenus: Institut de Recherche pour le Développement, Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes
David Mast: Laboratoire de Reproduction et Développement des Plantes, CNRS, INRA, ENS Lyon, UCBL, Université de Lyon
Géraldine Brunoud: Laboratoire de Reproduction et Développement des Plantes, CNRS, INRA, ENS Lyon, UCBL, Université de Lyon
Jaesung Oh: Centre for Plant Integrative Biology, University of Nottingham
Soazig Guyomarc’h: Université Montpellier 2, Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes
Maxime Pizot: Institut de Recherche pour le Développement, Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes
Edward E. Farmer: Université de Lausanne
Colin Turnbull: Imperial College London
Teva Vernoux: Laboratoire de Reproduction et Développement des Plantes, CNRS, INRA, ENS Lyon, UCBL, Université de Lyon
Malcolm J. Bennett: Centre for Plant Integrative Biology, University of Nottingham
Laurent Laplaze: Institut de Recherche pour le Développement, Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes

Nature Communications, 2015, vol. 6, issue 1, 1-9

Abstract: Abstract Activated forms of jasmonic acid (JA) are central signals coordinating plant responses to stresses, yet tools to analyse their spatial and temporal distribution are lacking. Here we describe a JA perception biosensor termed Jas9-VENUS that allows the quantification of dynamic changes in JA distribution in response to stress with high spatiotemporal sensitivity. We show that Jas9-VENUS abundance is dependent on bioactive JA isoforms, the COI1 co-receptor, a functional Jas motif and proteasome activity. We demonstrate the utility of Jas9-VENUS to analyse responses to JA in planta at a cellular scale, both quantitatively and dynamically. This included using Jas9-VENUS to determine the cotyledon-to-root JA signal velocities on wounding, revealing two distinct phases of JA activity in the root. Our results demonstrate the value of developing quantitative sensors such as Jas9-VENUS to provide high-resolution spatiotemporal data about hormone distribution in response to plant abiotic and biotic stresses.

Date: 2015
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DOI: 10.1038/ncomms7043

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