Summary Switchgrass ( Panicum virgatum L.) has been developed into a dedicated herbaceous bioenergy crop. Biomass yield is a major target trait for genetic improvement of switchgrass. microRNAs have emerged as a prominent class of gene regulatory factors that has the potential to improve complex traits such as biomass yield. A miR156b precursor was overexpressed in switchgrass. The effects of miR156 overexpression on SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN LIKE (SPL) genes were revealed by microarray and quantitative RT‐PCR analyses. Morphological alterations, biomass yield, saccharification efficiency and forage digestibility of the transgenic plants were characterized. miR156 controls apical dominance and floral transition in switchgrass by suppressing its target SPL genes. Relatively low levels of miR156 overexpression were sufficient to increase biomass yield while producing plants with normal flowering time. Moderate levels of miR156 led to improved biomass but the plants were non‐flowering. These two groups of plants produced 58%–101% more biomass yield compared with the control. However, high miR156 levels resulted in severely stunted growth. The degree of morphological alterations of the transgenic switchgrass depends on miR156 level. Compared with floral transition, a lower miR156 level is required to disrupt apical dominance. The improvement in biomass yield was mainly because of the increase in tiller number. Targeted overexpression of miR156 also improved solubilized sugar yield and forage digestibility, and offered an effective approach for transgene containment.

• The major obstacle for bioenergy production from switchgrass biomass is the low saccharification efficiency caused by cell wall recalcitrance. Saccharification efficiency is negatively correlated with both lignin content and cell wall ester-linked p-coumarate: ferulate (p-CA : FA) ratio. In this study, we cloned and functionally characterized an R2R3-MYB transcription factor from switchgrass and evaluated its potential for developing lignocellulosic feedstocks. • The switchgrass PvMYB4 cDNAs were cloned and expressed in Escherichia coli, yeast, tobacco and switchgrass for functional characterization. Analyses included determination of phylogenetic relations, in situ hybridization, electrophoretic mobility shift assays to determine binding sites in target promoters, and protoplast transactivation assays to demonstrate domains active on target promoters. • PvMYB4 binds to the AC-I, AC-II and AC-III elements of monolignol pathway genes and down-regulates these genes in vivo. Ectopic overexpression of PvMYB4 in transgenic switchgrass resulted in reduced lignin content and ester-linked p-CA : FA ratio, reduced plant stature, increased tillering and an approx. threefold increase in sugar release efficiency from cell wall residues. • We describe an alternative strategy for reducing recalcitrance in switchgrass by manipulating the expression of a key transcription factor instead of a lignin biosynthetic gene. PvMYB4-OX transgenic switchgrass lines can be used as potential germplasm for improvement of lignocellulosic feedstocks and provide a platform for further understanding gene regulatory networks underlying switchgrass cell wall recalcitrance.

Transcription factors (TFs) are crucial for regulating fruit ripening in tomato (Solanum lycopersicum). The GRAS (GAI, RGA, and SCR) TFs are involved in various physiological processes, but their role in fruit ripening has seldom been reported. We have previously identified a gene encoding GRAS protein named SlFSR (Fruit Shelf-life Regulator), which is implicated in fruit ripening by regulating cell wall metabolism; however, the underlying mechanism remains unclear. Here, we demonstrate that SlFSR proteins are localized to the nucleus, where they could bind to specific DNA sequences. SlFSR acts downstream of the master ripening regulator RIN and could collaborate with RIN to control the ripening process by regulating expression of ethylene biosynthesis genes. In SlFSR-CR (CRISPR/Cas9) mutants, the initiation of fruit ripening was not affected but the reduced ethylene production and a delayed coloring process occurred. RNA-sequencing (RNA-seq) and promoter analysis reveal that SlFSR directly binds to the promoters of two key ethylene biosynthesis genes (SlACO1 and SlACO3) and activates their expression. However, SlFSR-CR fruits displayed a significant down-regulation of key rate-limiting genes (SlDXS1 and SlGGPPS2) in the 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate (MEP) pathway, which may account for the impaired lycopene synthesis. Altogether, we propose that SlFSR positively regulates ethylene biosynthesis and lycopene accumulation, providing valuable insights into the molecular mechanisms underlying fruit ripening.

Acetoin is a volatile organic compound, which is a class of metabolites produced by plant growth-promoting rhizobacteria. The mechanisms underlying plant growth promotion by acetoin and its potential to induce saline stress tolerance in plants are poorly understood. Lettuce (Lactuca sativa L. var. ramosa Hort.) seedlings in hydronics and pots under non-saline or saline conditions were foliar-sprayed with 10 mL of 0 or 1 mg·mL−1 acetoin at 7 and 14 d after transplantation and harvested 7 d after the second spray. Shoots and roots of hydroponic lettuce seedlings were harvested at 6 and 24 h after treatment for RNA sequencing. Seedlings sprayed with acetoin showed more vigorous growth, with higher shoot and root biomass than those of the controls, in both hydronic and pot modes. The transcriptomic analysis revealed acetoin application resulted in 177 differentially expressed genes (39 upregulated and 138 downregulated) in shoots and 397 differentially expressed genes (112 upregulated and 285 downregulated) in roots. These DEGs, mainly involved in plant hormone signal transduction and the mitogen-activated protein kinase, have the potential to trigger plants’ responses to various environmental stimuli, including stress and developmental signals. Under saline conditions, acetoin-treated plants showed increased net leaf photosynthesis and activities of several defense enzymes, indicating that acetoin enhances both fundamental growth and the plant’s stress defenses, especially against salinity. In summary, acetoin appears to act through a complex interplay of genetic and biochemical mechanisms, influencing key signaling pathways and physiological processes that lead to improved growth and stress tolerance in lettuce seedlings.