The SWI/SNF (SWItch/Sucrose Non-Fermentable) chromatin remodeling complex is involved in various aspects of plant development and stress responses. Here, we investigated the role of BRM (BRAHMA), a core catalytic subunit of the SWI/SNF complex, in Arabidopsis thaliana seed biology. brm-3 seeds exhibited enlarged size, reduced yield, increased longevity, and enhanced secondary dormancy, but did not show changes in primary dormancy or salt tolerance. Some of these phenotypes depended on the expression of DOG1, a key regulator of seed dormancy, as they were restored in the brm-3 dog1-4 double mutant. Transcriptomic and metabolomic analyses revealed that BRM and DOG1 synergistically modulate the expression of numerous genes. Some of the changes observed in the brm-3 mutant, including increased glutathione levels, depended on a functional DOG1. We demonstrated that the BRM-containing chromatin remodeling complex directly controls secondary dormancy through DOG1 by binding and remodeling its 3' region, where the promoter of the long non-coding RNA asDOG1 is located. Our results suggest that BRM and DOG1 cooperate to control seed physiological properties and that BRM regulates DOG1 expression through asDOG1. This study reveals chromatin remodeling at the DOG1 locus as a molecular mechanism controlling the interplay between seed viability and dormancy.

Abstract The shoot of green plants is the primary site of carbon assimilation into sugars, the key source of energy and metabolic building blocks. The systemic transport of sugars is essential for plant growth and morphogenesis. Plants evolved intricate networks of molecular players to effectively orchestrate the subcellular partitioning of sugars. Dynamic distribution of these osmotically active compounds is a handy tool to regulate cell turgor pressure. Pressure-induced mechanical forces play an instructive role in developmental biology across kingdoms. Here, we functionally characterized a long non-coding RNA, CARMA, as a negative regulator of a receptor-like kinase, CANAR. Sugar-responsive CARMA specifically fine-tunes CANAR expression in the phloem, the route of sugar transport. By controlling sugar distribution, the CARMA-CANAR module allows cells to flexibly adapt to the external osmolality and adjust the size of vascular cell types during organ growth and development. We identify a nexus of plant vascular tissue formation with cell internal pressure monitoring and reveal a novel functional aspect of long non-coding RNAs in developmental biology.

Abstract The Arabidopsis ERECTA family (ERf) of leucine-rich repeat receptor-like kinases (LRR-RLKs), comprising ERECTA (ER), ERECTA-LIKE 1 (ERL1) and ERECTA-LIKE 2 (ERL2), control epidermal patterning, inflorescence architecture, stomata development, and hormonal signaling. Here we show that the er/erl1/erl2 triple mutant exhibits impaired gibberellin (GA) biosynthesis and perception alongside broad transcriptional changes. ERf proteins interact in the nucleus, via kinase domains, with the SWI3B subunit of the SWI/SNF chromatin remodeling complex (CRCs). The er/erl1/erl2 triple mutant exhibits reduced SWI3B protein level and affected nucleosomal chromatin structure. The ER kinase phosphorylates SWI3B in vitro , and the inactivation of all ERf proteins leads to the decreased phosphorylation of SWI3B protein in vivo . Correlation between DELLA overaccumulation and SWI3B proteasomal degradation together with the physical interaction of SWI3B with DELLA proteins explain the lack of RGA accumulation in the GA- and SWI3B-deficient erf mutant plants. Co-localization of ER and SWI3B on GID1 ( GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF 1 ) DELLA target gene promoter regions and abolished SWI3B binding to GID1 promoters in er/erl1/erl2 plants supports the conclusion that ERf-SWI/SNF CRC interaction is important for transcriptional control of GA receptors. Thus, the involvement of ERf proteins in transcriptional control of gene expression, and observed similar features for human HER2 (Epidermal Growth Family Receptor-member), indicate an exciting target for further studies of evolutionarily conserved non-canonical functions of eukaryotic membrane receptors. ONE SENTENCE SUMMARY ERECTA leucine-rich receptor-like kinase and SWI3B subunit of SWI/SNF chromatin remodeling complex cooperate in direct transcriptional control of GID1 genes in Arabidopsis.