The role of auxin in developing grains of wheat (Triticum aestivum) is contentious with contradictory reports indicating either positive or negative effects of IAA (indole-3-acetic acid) on grain size. In addition, the contributions to the IAA pool from de novo synthesis via tryptophan, and from hydrolysis of IAA-glucose are unclear. Here we describe the first comprehensive study of tryptophan aminotransferase and indole-3-pyruvate mono-oxygenase expression during wheat grain development from 5 to 20 days after anthesis. A comparison of expression data with measurements of endogenous IAA via combined liquid chromatography-tandem mass spectrometry with heavy isotope labelled internal standards indicates that TaTAR2.3-1B, TaYUC9-A1, TaYUC9-B, TaYUC9-D1, TaYUC10-A and TaYUC10-D are primarily responsible for IAA production in developing grains. Furthermore, we show that IAA synthesis is controlled by genes expressed specifically in developing wheat grains as has already been reported in rice (Oryza sativa) and maize (Zea mays). Our results cast doubt on the proposed role of THOUSAND-GRAIN WEIGHT gene, TaTGW6, in promoting larger grain size via negative effects on grain IAA content. The work on TaTGW6 has overlooked the contribution of the dominant IAA biosynthesis pathway. Although IAA synthesis occurs primarily in the endosperm of wheat grains, we show that the TaYUC9-1 group is also strongly expressed in the embryo. Within the endosperm, TaYUC9-1 expression is highest in aleurone and transfer cells, supporting data from other cereals suggesting that IAA has a key role in differentiation of these tissues.

中文翻译：

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TaTAR2.3-1B，TaYUC9-1和TaYUC10的表达与小麦籽粒中生长素和淀粉含量相关

生长素在小麦（Triticum aestivum）籽粒发育中的作用是有争议的，相互矛盾的报道表明IAA（吲哚-3-乙酸）对籽粒大小有正或负作用。另外，尚不清楚通过色氨酸从头合成和IAA-葡萄糖水解对IAA池的贡献。在这里，我们描述了对花后5至20天小麦籽粒发育过程中色氨酸氨基转移酶和吲哚-3-丙酮酸单加氧酶表达的首次全面研究。通过结合重同位素标记的内标的液相色谱-串联质谱与内源IAA的表达数据比较，表明TaTAR2.3-1B，TaYUC9-A1，TaYUC9-B，TaYUC9-D1，TaYUC10-A和TaYUC10- D主要负责发展谷物的IAA生产。此外，我们已经表明，IAA合成受水稻（Oryza sativa）和玉米（Zea mays）中已报道的在发育中的小麦籽粒中特异性表达的基因控制。我们的结果使人们对千粒重基因TaTGW6拟议的作用（通过对谷物IAA含量的负面影响来促进更大的晶粒尺寸）产生疑问。TaTGW6的研究忽略了IAA占主导地位的生物合成途径的贡献。尽管IAA合成主要发生在小麦籽粒的胚乳中，但我们显示TaYUC9-1基团在胚胎中也有强烈表达。在胚乳中，TaYUC9-1在糊粉和转移细胞中的表达最高，支持其他谷物的数据表明，IAA在这些组织的分化中起关键作用。我们表明，IAA合成受水稻发育中特定表达的基因控制，正如水稻（Oryza sativa）和玉米（Zea mays）中已经报道的那样。我们的结果使人们对拟议中的千粒重基因TaTGW6通过对谷物IAA含量的负面影响而促进更大的晶粒尺寸的作用受到怀疑。TaTGW6的研究忽略了IAA占主导地位的生物合成途径的贡献。尽管IAA合成主要发生在小麦籽粒的胚乳中，但我们显示TaYUC9-1基团在胚胎中也有强烈表达。在胚乳中，TaYUC9-1在糊粉和转移细胞中的表达最高，支持其他谷物的数据表明，IAA在这些组织的分化中起关键作用。我们表明，IAA合成受发育中的小麦籽粒中特异性表达的基因控制，正如水稻（Oryza sativa）和玉米（Zea mays）中已经报道的那样。我们的结果使人们对千粒重基因TaTGW6拟议的作用（通过对谷物IAA含量的负面影响来促进更大的晶粒尺寸）产生疑问。TaTGW6的研究忽略了IAA占主导地位的生物合成途径的贡献。尽管IAA合成主要发生在小麦籽粒的胚乳中，但我们证明TaYUC9-1基团在胚胎中也有强烈表达。在胚乳中，TaYUC9-1在糊粉和转移细胞中的表达最高，支持其他谷物的数据表明，IAA在这些组织的分化中起关键作用。我们的结果使人们对千粒重基因TaTGW6拟议的作用（通过对谷物IAA含量的负面影响来促进更大的晶粒尺寸）产生疑问。TaTGW6的研究忽略了IAA占主导地位的生物合成途径的贡献。尽管IAA合成主要发生在小麦籽粒的胚乳中，但我们显示TaYUC9-1基团在胚胎中也有强烈表达。在胚乳中，TaYUC9-1在糊粉和转移细胞中的表达最高，支持其他谷物的数据表明，IAA在这些组织的分化中起关键作用。我们的结果使人们对拟议中的千粒重基因TaTGW6通过对谷物IAA含量的负面影响而促进更大的晶粒尺寸的作用受到怀疑。TaTGW6的研究忽略了IAA占主导地位的生物合成途径的贡献。尽管IAA合成主要发生在小麦籽粒的胚乳中，但我们显示TaYUC9-1基团在胚胎中也有强烈表达。在胚乳中，TaYUC9-1在糊粉和转移细胞中的表达最高，支持其他谷物的数据表明，IAA在这些组织的分化中起关键作用。尽管IAA合成主要发生在小麦籽粒的胚乳中，但我们显示TaYUC9-1基团在胚胎中也有强烈表达。在胚乳中，TaYUC9-1在糊粉和转移细胞中的表达最高，支持其他谷物的数据表明，IAA在这些组织的分化中起关键作用。尽管IAA合成主要发生在小麦籽粒的胚乳中，但我们证明TaYUC9-1基团在胚胎中也有强烈表达。在胚乳中，TaYUC9-1在糊粉和转移细胞中的表达最高，支持其他谷物的数据表明，IAA在这些组织的分化中起关键作用。