Light signaling and phytohormones both influence plant growth, development, and stress responses; however, cross talk between these two signaling pathways in response to cold remains underexplored. Here, we report that far-red light (FR) and red light (R) perceived by phytochrome A (phyA) and phyB positively and negatively regulated cold tolerance, respectively, in tomato (Solanum lycopersicum), which were associated with the regulation of levels of phytohormones such as abscisic acid (ABA) and jasmonic acid (JA) and transcript levels of ABA- and JA-related genes and the C-REPEAT BINDING FACTOR (CBF) stress signaling pathway genes. A reduction in the R/FR ratio did not alter cold tolerance, ABA and JA accumulation, and transcript levels of ABA- and JA-related genes and the CBF pathway genes in phyA mutant plants; however, those were significantly increased in wild-type and phyB plants with the reduction in the R/FR ratio. Even though low R/FR treatments did not confer cold tolerance in ABA-deficient (notabilis [not]) and JA-deficient (prosystemin-mediated responses2 [spr2]) mutants, it up-regulated ABA accumulation and signaling in the spr2 mutant, with no effect on JA levels and signaling in the not mutant. Foliar application of ABA and JA further confirmed that JA functioned downstream of ABA to activate the CBF pathway in light quality-mediated cold tolerance. It is concluded that phyA and phyB function antagonistically to regulate cold tolerance that essentially involves FR light-induced activation of phyA to induce ABA signaling and, subsequently, JA signaling, leading to an activation of the CBF pathway and a cold response in tomato plants.

Flower drop is a major cause for yield loss in many crops. Previously, we found that tomato (Solanum lycopersicum) INFLORESCENCE DEFICIENT IN ABSCISSION-Like (SlIDL6) contributes to flower drop induced by low light. However, the molecular mechanisms by which SlIDL6 acts as a signal to regulate low light-induced abscission remain unclear. In this study, SlIDL6 was found to elevate cytosolic Ca2+ concentrations ([Ca2+]cyt) in the abscission zone (AZ), which was required for SlIDL6-induced flower drop under low light. We further identified that one calcium-dependent protein kinase gene (SlCPK10) was highly expressed in the AZ and up-regulated by SlIDL6-triggered [Ca2+]cyt. Over-expression and knockout of SlCPK10 in tomato resulted in accelerated and delayed abscission, respectively. Genetic evidence further indicated that knockout of SlCPK10 significantly impaired the function of SlIDL6 in accelerating abscission. Furthermore, Ser-371 phosphorylation in SlCPK10 dependent on SlIDL6 was necessary and sufficient for its function in regulating flower drop, probably by stabilizing the SlCPK10 proteins. Taken together, our findings reveal that SlCPK10, as a downstream component of the IDL6 signaling pathway, regulates flower drop in tomato under low light stress.

Light has a significant impact on crop production. The objective of this study was to explore the optimal lighting structure parameters and the corresponding planting strategy of Chinese solar greenhouses (CSG). Taking CSG-grown melons as the experimental subject, we have developed a detailed 3D model capable of calculating the light interception at a single organ level, e.g., for individual leaves. The quantitative research was carried out after verifying the proposed model using field data. The results indicated that the reasonable ridge height for the most common 9 m span CSG was 4.9 m, and the horizontal projection on rear roof was 1.6 m in Shenyang area. In comparison with the experimental greenhouse, the optimized greenhouse improved crop light interception by 0.5 % and increased the average air temperature by 9.3 % during winter. The suitable planting strategy was E-W row orientation, with a ridge spacing of 1.2 m, a row spacing of 0.4 m, and a plant spacing of 0.38 m. Compared with the N-S row orientation, the crop light interception increased by 7.1 % and 10.8 % in the two growing seasons, respectively. The model described herein can serve as a foundation for the production of CSG.

Strong early growth vigor is an essential target in both direct seeded rice breeding and high-yielding rice breeding for rice varieties with relatively short growth duration in the double-cropping region. Shoot dry weight (SDW) is one of the important traits associated with early growth vigor, and breeders have been working to improve this trait. Finding stable QTLs or functional genes for SDW is crucial for improving the early growth vigor by implementing molecular breeding in rice. Here, a genome-wide association analysis revealed that the QTL for SDW, qSDW-5, was stably detected in the three cultivation methods commonly used in production practice. Through gene-based haplotype analysis of the annotated genes within the putative region of qSDW-5, and validated by gene expression and knockout transgenic experiments, LOC_Os05g09520, which is identical to the reported GW5/GSE5 controlling grain width (GW) and thousand grain weight (TGW) was identified as the causal gene for qSDW-5. Five main haplotypes of LOC_Os05g09520 were identified in the diverse international rice collection used in this study and their effects on SDW, GW and TGW were analyzed. Phenotypic comparisons of the major haplotypes of LOC_Os05g09520 in the three subpopulations (indica, japonica and aus) revealed the same patterns of wider GW and higher TGW along with higher SDW. Furtherly, the haplotype analysis of 138 rice varieties/lines widely used in southern China showed that 97.8% of the cultivars/lines carry Hap2

Summary Apple is an important cash crop in China, and it is susceptible to fungal infections that have deleterious effects on its yield. Apple bitter rot caused by Colletorichum gloeosporioides is one of the most severe fungal diseases of apple. Salicylic acid (SA) is a key signalling molecule in the plant disease resistance signalling pathways. Lignin synthesis also plays a key role in conferring disease resistance. However, few studies have clarified the relationship between the SA disease resistance signalling pathway and the lignin disease resistance pathway in apple. MdMYB46 has previously been shown to promote lignin accumulation in apple and enhance salt and osmotic stress tolerance. Here, we investigated the relationship between MdMYB46 and biological stress; we found that MdMYB46 overexpression enhances the resistance of apple to C. gloeosporioides . We also identified MdARF1, a transcription factor upstream of MdMYB46 , via yeast library screening and determined that MdARF1 was regulated by miR7125 through psRNATarget prediction. This regulatory relationship was confirmed through LUC and qRT‐PCR experiments, demonstrating that miR7125 negatively regulates MdARF1 . Analysis of the miR7125 promoter revealed that miR7125 responds to SA signals. The accumulation of SA level will result in the decrease of miR7125 expression level. In sum, the results of our study provide novel insights into the molecular mechanisms underlying the resistance of apple to C. gloeosporioides and reveal a new pathway that enhances lignin accumulation in apple in response to SA signals. These findings provide valuable information for future studies aimed at breeding apple for disease resistance.