Abstract Increasing dietary fibre (DF) intake is an important target to improve health and an attractive strategy for this is to increase the fibre content of staple foods, particularly white bread which is the staple food in many countries. DF in wheat white flour is derived principally from the endosperm cell wall polysaccharide arabinoxylan (AX) and the water-extractable form of this (WE-AX) accounts for the majority of soluble dietary fibre (SDF), which is believed to confer particular health benefits. We previously identified QTLs for soluble dietary fibre (SDF) on 1B and 6B chromosomes in wheat in biparental populations. Here we show that the 6B high SDF allele encodes a peroxidase protein (PER1-v) with a single missense compared to the more common low SDF form (PER1). Wheat lines with the natural PER1-v allele and with an induced knock-out mutation in PER1 showed similar characteristics of reduced dimerization of ferulate associated with water-extractable WE-AX. Decreased ferulate dimerization is associated with decreased cross-linking of the WE-AX chains and increased solubility of AX. Transiently expressed PER1_RFP fusion driven by native promoter in wheat endosperm was shown to localise to cell walls whereas PER1-v_RFP did not; we therefore propose that PER1-v lacks capacity to dimerise AX ferulate in vivo due to mis-localisation. PER1 is the first peroxidase reported to be responsible for oxidative coupling of ferulate on AX, a key process in all grass cell walls. Understanding its role and the effect of variants on AX properties offers a route to control the properties of wheat DF in the human diet.

Dietary fibre (DF) has multiple health benefits, and wheat products are major sources of DF for human health. However, DF is depleted in white flour, which is most widely consumed, compared to wholegrain. The major type of DF in white wheat flour is the cell wall polysaccharide arabinoxylan (AX). Previous studies have identified the Chinese wheat cultivar Yumai 34 as having unusually high contents of AX in both water-soluble and insoluble forms. We have therefore used populations generated from crosses between Yumai 34 and four other wheat cultivars, three with average contents of AX (Ukrainka, Altigo and Claire) and one also having unusually high AX (Valoris), in order to map QTLs for soluble AX (determined as relative viscosity) of aqueous extracts of wholemeal flours) and total AX (determined by enzyme fingerprinting of white flour). A number of QTL were mapped, but most were only detected in one or two crosses. However, all four crosses showed strong QTLs for high RV/total AX on chromosome 1B, with Yumai 34 being the increasing parent, and a KASP marker for the high AX Yumai 34 allele was validated by analysis of high AX lines derived from Yumai 34 but selected by biochemical analysis. A QTL for RV was mapped on chromosome 6B in Yumai 34 x Valoris, with Valoris being the increasing allele, which was consistent with the observation of transgressive segregation for this trait. The data indicate that breeding can be used to develop wheat with high AX fibre in white flour.