Abstract Cyclocarya paliurus is a relict plant species that survived the last Glacial period and shows a population expansion recently. Its leaves have been traditionally used to treat obesity and diabetes with the well-known active ingredient cyclocaric acid B. Here, we present three C. paliurus genomes from two diploids with different flower morphs and one haplotype-resolved tetraploid assembly. Comparative genomic analysis revealed two rounds of recent whole-genome duplication events and identified 691 genes with dosage-effect that likely contribute to adaptive evolution through enhanced photosynthesis and increased accumulation of triterpenoids. Re-sequencing analysis of 45 accessions uncovered two bottlenecks, consistent with the known events of environmental changes, and many selectively swept genes involved in critical biological functions, including plant defense and secondary metabolism biosynthesis. We also proposed the biosynthesis pathway of cyclocaric acid B based on multi-omics data and identified key genes, in particular gibberellin related genes, associated with heterodichogamy in the species. Our research sheds light on evolutionary history and provides genomics resources to study the medicinal herb.

Severe acute respiratory syndrome CoV-2 (SARS-CoV-2) caused the Corona Virus Disease 2019 (COVID-19) cases in China has become a public health emergency of international concern (PHEIC). Based on angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) as cell entry receptor of SARS-CoV, we used the hACE2 transgenic mice infected with SARS-CoV-2 to study the pathogenicity of the virus. Weight loss and virus replication in lung were observed in hACE2 mice infected with SARS-CoV-2. The typical histopathology was interstitial pneumonia with infiltration of significant lymphocytes and monocytes in alveolar interstitium, and accumulation of macrophages in alveolar cavities. Viral antigens were observed in the bronchial epithelial cells, alveolar macrophages and alveolar epithelia. The phenomenon was not found in wild type mice with SARS-CoV-2 infection. The pathogenicity of SARS-CoV-2 in hACE2 mice was clarified and the Koch’s postulates were fulfilled as well, and the mouse model may facilitate the development of therapeutics and vaccines against SARS-CoV-2.

Background: The 2019 novel coronavirus (2019-nCoV or SARS-CoV-2) has spread more rapidly than any other betacoronavirus including SARS-CoV and MERS-CoV. However, the mechanisms responsible for infection and molecular evolution of this virus remained unclear. Methods: We collected and analyzed 120 genomic sequences of 2019-nCoV including 11 novel genomes from patients in China. Through comprehensive analysis of the available genome sequences of 2019-nCoV strains, we have tracked multiple inheritable SNPs and determined the evolution of 2019-nCoV relative to other coronaviruses. Results: Systematic analysis of 120 genomic sequences of 2019-nCoV revealed co-circulation of two genetic subgroups with distinct SNPs markers, which can be used to trace the 2019-nCoV spreading pathways to different regions and countries. Although 2019-nCoV, human and bat SARS-CoV share high homologous in overall genome structures, they evolved into two distinct groups with different receptor entry specificities through potential recombination in the receptor binding regions. In addition, 2019-nCoV has a unique four amino acid insertion between S1 and S2 domains of the spike protein, which created a potential furin or TMPRSS2 cleavage site. Conclusions: Our studies provided comprehensive insights into the evolution and spread of the 2019-nCoV. Our results provided evidence suggesting that 2019-nCoV may increase its infectivity through the receptor binding domain recombination and a cleavage site insertion.