Starch content and seed storage protein (SSP) composition are critical factors influencing wheat grain yield and quality. To uncover the molecular mechanisms governing their biosynthesis, we conducted transcriptome and epigenome profiling across key endosperm developmental stages, revealing that chromatin accessibility, H3K27ac, and H3K27me3 collectively regulate SSP and starch genes with varying impact. Population transcriptome and phenotype analyses highlighted the crucial role of accessible promoter regions as a genetic variation resource, influencing grain yield and quality in a core collection of wheat accessions. By integrating time-serial RNA-seq and ATAC-seq data, we constructed a hierarchical transcriptional regulatory network (TRN) governing starch and SSP biosynthesis, identifying 42 high-confidence novel candidates. These candidates exhibited overlap with genetic regions associated with grain size and quality traits, and their functional significance was validated through expression-phenotype association analysis among wheat accessions and TILLING mutants. In-depth functional analysis of wheat abscisic acid insensitive 3-A1 (TaABI3-A1) with genome editing knock-out lines demonstrated its role in promoting SSP accumulation while repressing starch biosynthesis through transcriptional regulation. An elite haplotype of TaABI3-A1 with higher grain weight was identified during the breeding process in China, and its superior trait was associated with altered TaABI3-A1 expression levels. Additionally, we identified the potential upstream regulator, wheat GAGA-binding transcription factor 1 (TaGBP1), influencing TaABI3-A1 expression. Our study provides novel and high-confidence regulators, presenting an effective strategy for understanding the regulation of SSP and starch biosynthesis and contributing to breeding enhancement.

Awn plays a vital role in the photosynthesis, grain production and drought tolerance of common wheat; however, works on the systematic identification or cloning of genes controlling wheat awn length (AL) were seldom reported. Here, we conducted the Genome-wide association study (GWAS) in 364 wheat accessions and identified 25 loci involved in the AL, including dominant awn suppressors B1 , B2 and four homologs of awn controlling genes in rice and barley. Furthermore, the B1 locus was mapped to a 125-kb physical interval harboring two genes on chromosome 5AL through map-based cloning. As the candidate gene for B1 locus, a C2H2 zinc finger gene Awn Length Inhibitor 1 ( ALI-1 ) expressed predominantly in the developing spike of awnless individuals and suppresses downstream genes transcriptionally. ALI-1 reduces cytokinin content and simultaneously restrains cytokinin signal transduction, which leads to a stagnation of cell proliferation and reduction of cell number in awn. Noteworthily, ali-1 was the first awn controlling locus that observed increasing grain length in wheat, which is a valuable supplemental attribution of awn on grain weight besides photosynthesis. Thus, ALI-1 pleiotropically regulates awn and grain development, and this work provides a strategy to achieve improved grain yield and address future extreme climate.

Understanding the genetic architecture of grain size is a prerequisite to manipulate the grain development and improve the yield potential in crops. Here, we conducted a whole genome-wide QTL mapping of grain size related traits in einkorn wheat using a high-density genetic map and explored the candidate genes underlying QTL through homologous analysis and RNA sequencing. The genetic map spanned 1873 cM and contained 9937 SNP markers assigned to 1551 bins in seven chromosomes, which revealed strong collinearity and high genome coverage by comparing with the physical maps of wheat and barley. Six grain size related traits were surveyed with >80% heritability. In total, 42 QTL were identified and assigned to 17 genomic regions, and explained 52.3-66.7% phenotypic variations. Thirty genes involved in grain development were mapped to 12 regions. RNA sequencing provided 4959 genes differentially expressed between the two parents, from which twenty genes involved in grain development and starch biosynthesis were mapped to nine regions with 26 QTL. This study unravels the genetic architectures of einkorn wheat grain size and the underlying genes using high-density genetic map, which will facilitate genetic mapping, genome assembling and comparative genomics in wheat taxa.

ABSTRACT The leakage of quinolone antibiotics may bring serious hazards to plants, animals, and human; thus, the detection of quinolone antibiotics is of great urgent yet remains challenging issue. Herein, two isostructural metal–organic frameworks {[(CH 3 ) 2 NH 2 ] 2 [M 3 ( μ 3 ‐O)(BPDC) 3 (TPP)]· x MeCN· y DMF} n (M = Co, x = 8, y = 1, NS‐13 ; M = Ni, x = 7, y = 1, NS‐14 ; H 2 BPDC = 4,4′‐biphenyldicarboxylic acid; TPP = 2,4,6‐tris(4‐pyridyl)pyridine), have been successfully prepared through solvothermal method. NS‐13 and NS‐14 were three‐dimensional networks built form [M 3 ( μ 3 ‐O)] 4+ clusters. Impressively, both NS‐13 and NS‐14 displayed good fluorescence response to norfloxacin, ofloxacin, and enrofloxacin with low limit of detection (LOD) and excellent recyclability, to our best knowledge, which are superior to most of reported metal–organic frameworks. Furthermore, density functional theory (DFT) calculations and fluorescence lifetime experiments uncovered the possible fluorescence probe mechanism of NS‐13 and NS‐14 toward the above‐mentioned quinolone antibiotics. This work extends the application of cluster‐based metal–organic frameworks in the detection of antibiotics.

ABSTRACT The catalytic conversion of carbon dioxide (CO 2 ) into valuable energy under light sources is one of the effective ways to achieve carbon cycle. The reported nonprecious metal complex catalysts still show the shortcomings of low catalytic activity and low selectivity in visible‐light–driven CO 2 reduction, especially in aqueous systems. Herein, we report three dinuclear mixed‐valence Co (II)/Co (III) complexes 1 – 3 bearing macrocyclic ligands that exhibit high activity and selectivity for visible‐light–driven photocatalytic CO 2 reduction in an aqueous system. Moreover, the TON CO and CO selectivity for macrocyclic dinuclear mixed‐valence complex 3 reach as high as 4100 and 96%, respectively, which is about 4.9 times higher than that of mononuclear Co (II) complex 4 . Through electrochemical and DFT calculations, we found that the increase in photocatalytic activity of 3 is due to the synergistic effect between the two metal centers, in which one Co site stabilizes the *COOH intermediate and reduces the energy barrier of the rate‐determining step, thereby increasing the catalytic activity.