Immunity at Cauliflower Hydathodes Controls Systemic Infection byXanthomonas campestrispvcampestris.
Hydathodes are water pores found on leaves of a wide range of vascular plants and are the sites of guttation. We report here on the detailed anatomy of cauliflower (Brassicaoleracea) and Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) hydathodes. Hydathode surface presents pores resembling stomata giving access to large cavities. Beneath, the epithem is composed of a lacunar and highly vascularized parenchyma offering a direct connection between leaf surface and xylem vessels. Arabidopsis hydathode pores were responsive to ABA and light similar to stomata. The flg22 flagellin peptide, a well-characterized elicitor of plant basal immunity, did not induce closure of hydathode pores in contrast to stomata. Because hydathodes are natural infection routes for several pathogens, we investigated hydathode infection by the adapted vascular phytopathogenic bacteriumXanthomonas campestrispvcampestris(Xcc), the causal agent of black rot disease of Brassicaceae. Microscopic observations of hydathodes six days postinoculation indicated a digestion of the epithem cells and a high bacterial multiplication. Postinvasive immunity was shown to limit pathogen growth in the epithem and is actively suppressed by the type III secretion system and its effector proteins. Altogether, these results give a detailed anatomic description of Brassicaceae hydathodes and highlight the efficient use of this tissue as an initial niche for subsequent vascular systemic dissemination ofXccin distant plant tissues.
LIPM, Université de Toulouse, INRA, CNRS, UPS, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.C., E.L., R.B., L.D.N.).|Institut Fédératif de Recherche 3450, Plateforme Imagerie, Pôle de Biotechnologie Végétale, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.J., M.-C.A., Y.M.); and.|UMR7265, Laboratoire de Biologie du Développement des Plantes, Service de Biologie Végétale et de Microbiologie Environnementales, Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie, Centre National de la Recherche Scientifique-Commissariat à l'Energie Atomique-Université Aix-Marseille, F-13108 Saint Paul-Les-Durance, France (S.C., N.L.).
Aude
A
Cerutti
LIPM, Université de Toulouse, INRA, CNRS, UPS, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.C., E.L., R.B., L.D.N.).|Institut Fédératif de Recherche 3450, Plateforme Imagerie, Pôle de Biotechnologie Végétale, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.J., M.-C.A., Y.M.); and.|UMR7265, Laboratoire de Biologie du Développement des Plantes, Service de Biologie Végétale et de Microbiologie Environnementales, Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie, Centre National de la Recherche Scientifique-Commissariat à l'Energie Atomique-Université Aix-Marseille, F-13108 Saint Paul-Les-Durance, France (S.C., N.L.).
Alain
A
Jauneau
LIPM, Université de Toulouse, INRA, CNRS, UPS, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.C., E.L., R.B., L.D.N.).|Institut Fédératif de Recherche 3450, Plateforme Imagerie, Pôle de Biotechnologie Végétale, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.J., M.-C.A., Y.M.); and.|UMR7265, Laboratoire de Biologie du Développement des Plantes, Service de Biologie Végétale et de Microbiologie Environnementales, Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie, Centre National de la Recherche Scientifique-Commissariat à l'Energie Atomique-Université Aix-Marseille, F-13108 Saint Paul-Les-Durance, France (S.C., N.L.).
Marie-Christine
MC
Auriac
LIPM, Université de Toulouse, INRA, CNRS, UPS, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.C., E.L., R.B., L.D.N.).|Institut Fédératif de Recherche 3450, Plateforme Imagerie, Pôle de Biotechnologie Végétale, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.J., M.-C.A., Y.M.); and.|UMR7265, Laboratoire de Biologie du Développement des Plantes, Service de Biologie Végétale et de Microbiologie Environnementales, Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie, Centre National de la Recherche Scientifique-Commissariat à l'Energie Atomique-Université Aix-Marseille, F-13108 Saint Paul-Les-Durance, France (S.C., N.L.).
Emmanuelle
E
Lauber
LIPM, Université de Toulouse, INRA, CNRS, UPS, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.C., E.L., R.B., L.D.N.).|Institut Fédératif de Recherche 3450, Plateforme Imagerie, Pôle de Biotechnologie Végétale, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.J., M.-C.A., Y.M.); and.|UMR7265, Laboratoire de Biologie du Développement des Plantes, Service de Biologie Végétale et de Microbiologie Environnementales, Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie, Centre National de la Recherche Scientifique-Commissariat à l'Energie Atomique-Université Aix-Marseille, F-13108 Saint Paul-Les-Durance, France (S.C., N.L.).
Yves
Y
Martinez
LIPM, Université de Toulouse, INRA, CNRS, UPS, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.C., E.L., R.B., L.D.N.).|Institut Fédératif de Recherche 3450, Plateforme Imagerie, Pôle de Biotechnologie Végétale, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.J., M.-C.A., Y.M.); and.|UMR7265, Laboratoire de Biologie du Développement des Plantes, Service de Biologie Végétale et de Microbiologie Environnementales, Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie, Centre National de la Recherche Scientifique-Commissariat à l'Energie Atomique-Université Aix-Marseille, F-13108 Saint Paul-Les-Durance, France (S.C., N.L.).
Serge
S
Chiarenza
LIPM, Université de Toulouse, INRA, CNRS, UPS, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.C., E.L., R.B., L.D.N.).|Institut Fédératif de Recherche 3450, Plateforme Imagerie, Pôle de Biotechnologie Végétale, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.J., M.-C.A., Y.M.); and.|UMR7265, Laboratoire de Biologie du Développement des Plantes, Service de Biologie Végétale et de Microbiologie Environnementales, Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie, Centre National de la Recherche Scientifique-Commissariat à l'Energie Atomique-Université Aix-Marseille, F-13108 Saint Paul-Les-Durance, France (S.C., N.L.).
Nathalie
http://orcid.org/0000-0002-5392-9732
N
Leonhardt
LIPM, Université de Toulouse, INRA, CNRS, UPS, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.C., E.L., R.B., L.D.N.).|Institut Fédératif de Recherche 3450, Plateforme Imagerie, Pôle de Biotechnologie Végétale, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.J., M.-C.A., Y.M.); and.|UMR7265, Laboratoire de Biologie du Développement des Plantes, Service de Biologie Végétale et de Microbiologie Environnementales, Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie, Centre National de la Recherche Scientifique-Commissariat à l'Energie Atomique-Université Aix-Marseille, F-13108 Saint Paul-Les-Durance, France (S.C., N.L.).
Richard
http://orcid.org/0000-0003-4781-6210
R
Berthomé
LIPM, Université de Toulouse, INRA, CNRS, UPS, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.C., E.L., R.B., L.D.N.); laurent.noel@inra.fr.|Institut Fédératif de Recherche 3450, Plateforme Imagerie, Pôle de Biotechnologie Végétale, F-31326 Castanet-Tolosan, France (A.J., M.-C.A., Y.M.); and laurent.noel@inra.fr.|UMR7265, Laboratoire de Biologie du Développement des Plantes, Service de Biologie Végétale et de Microbiologie Environnementales, Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie, Centre National de la Recherche Scientifique-Commissariat à l'Energie Atomique-Université Aix-Marseille, F-13108 Saint Paul-Les-Durance, France (S.C., N.L.) laurent.noel@inra.fr.
Laurent D
http://orcid.org/0000-0002-0110-1423
LD
Noël
D000040:Abscisic Acid / Q000494:pharmacology; D017360:Arabidopsis / Q000033:anatomy & histology / Q000187:drug effects / Q000276:immunology / Q000382:microbiology; D001937:Brassica / Q000033:anatomy & histology* / Q000276:immunology* / Q000382:microbiology; D054884:Host-Pathogen Interactions; D010935:Plant Diseases / Q000276:immunology*; D018515:Plant Leaves / Q000382:microbiology; D054046:Plant Stomata / Q000033:anatomy & histology; D030821:Plants, Genetically Modified; D016959:Xanthomonas campestris / Q000235:genetics / Q000472:pathogenicity*
D000040:Abscisic Acid