Abstract The microRNA156 (miR156)/ SQUAMOSA PROMOTER-BINDING PROTEIN-LIKE ( SPL/SBP ) regulatory hub is highly conserved among phylogenetically distinct species, but how it interconnects multiple pathways to converge to common integrators controlling shoot architecture is still unclear. Here, we demonstrated that the miR156/ SlSBP15 hub modulates tomato shoot branching (SB) by connecting phytohormones with important genetic pathways regulating both axillary bud (AB) development and outgrowth. We verified that plants overexpressing the miR156 (156-OE plants) display high SB, whereas plants overexpressing a miR156-resistant SlSBP15 alelle (rSBP15 plants) display arrested SB and are able to partially restore the wild-type (WT) phenotype in156-OE background. Although rSBP15 plants showed ABs smaller than MT, its activation is dependent on shoot apex-derived auxin transport inhibition. Additionally, hormonal measurements reveal that IAA and ABA concentrations were lower in 156-OE and higher in rSBP15-OE plants. SlSBP15 regulates AB development and outgrowth by inhibiting auxin transport and the activity of GOBLET ( GOB ), and by interacting with BRANCHED1b (SlBRC1b) at the protein level to control abscisic acid (ABA) levels within ABs. Our data provide a new mechanism by which the miR156/ SPL/SBP hub regulates SB, and suggest that SlSBP15 has potential applications in improving tomato architecture.

ABSTRACT Many developmental processes associated with fruit development take place at the floral meristem (FM). Age-regulated microRNA156 (miR156) and gibberellins (GA) interact to control flowering time, but their interplay in subsequent stages of reproductive development is poorly understood. Here, we show that GA and miR156 function in tomato FM and fruit patterning. High GA responses or overexpression of miR156 (156OE), which leads to low levels of miR156-targeted SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN– LIKE ( SPL/SBP ), resulted in enlarged FMs, defects in FM determinacy and fruits with increased locule number. Conversely, low GA responses reduced fruit indeterminacy and locule number, and overexpression of a miR156-resistant SlSBP15 allele ( rSBP15 ) reduced cell number and size in the FM, as well as locule number. GA responses were partially required for the fruit defects observed in 156OE and rSBP15 plants. Transcriptome analysis and genetic interactions revealed shared and divergent functions of miR156-targeted SlSBPs, PROCERA/DELLA and the classical WUSCHEL/CLAVATA pathway, which has been previously associated with meristem size and determinacy. Our findings reveal that the miR156/ SlSBP /GA regulatory module is deployed differently depending on developmental stage and create novel opportunities to genetically fine-tune aspects of fruit development that have been important for tomato domestication.