This paper reports the genome sequence of domesticated tomato, a major crop plant, and a draft sequence for its closest wild relative; comparative genomics reveal very little divergence between the two genomes but some important differences with the potato genome, another important food crop in the genus Solanum. Tomato (Solanum lycopersicum) is a major crop plant and a model system for fruit development. Solanum is one of the largest angiosperm genera1 and includes annual and perennial plants from diverse habitats. Here we present a high-quality genome sequence of domesticated tomato, a draft sequence of its closest wild relative, Solanum pimpinellifolium2, and compare them to each other and to the potato genome (Solanum tuberosum). The two tomato genomes show only 0.6% nucleotide divergence and signs of recent admixture, but show more than 8% divergence from potato, with nine large and several smaller inversions. In contrast to Arabidopsis, but similar to soybean, tomato and potato small RNAs map predominantly to gene-rich chromosomal regions, including gene promoters. The Solanum lineage has experienced two consecutive genome triplications: one that is ancient and shared with rosids, and a more recent one. These triplications set the stage for the neofunctionalization of genes controlling fruit characteristics, such as colour and fleshiness.

Zhangjun Fei and colleagues report the draft genome of a Chinese elite watermelon inbred line 97103 and resequencing of 20 diverse accessions that represent the three subspecies of Citrullus lunatus. Comparative genome-wide analyses identify the extent of genetic diversity and population structure of watermelon germplasm. Watermelon, Citrullus lanatus, is an important cucurbit crop grown throughout the world. Here we report a high-quality draft genome sequence of the east Asia watermelon cultivar 97103 (2n = 2× = 22) containing 23,440 predicted protein-coding genes. Comparative genomics analysis provided an evolutionary scenario for the origin of the 11 watermelon chromosomes derived from a 7-chromosome paleohexaploid eudicot ancestor. Resequencing of 20 watermelon accessions representing three different C. lanatus subspecies produced numerous haplotypes and identified the extent of genetic diversity and population structure of watermelon germplasm. Genomic regions that were preferentially selected during domestication were identified. Many disease-resistance genes were also found to be lost during domestication. In addition, integrative genomic and transcriptomic analyses yielded important insights into aspects of phloem-based vascular signaling in common between watermelon and cucumber and identified genes crucial to valuable fruit-quality traits, including sugar accumulation and citrulline metabolism.

Abstract N 6-Methyladenosine is a ubiquitous modification identified in the mRNA of numerous eukaryotes, where it is present within both coding and noncoding regions. However, this base modification does not alter the coding capacity, and its biological significance remains unclear. We show that Arabidopsis thaliana mRNA contains N 6-methyladenosine at levels similar to those previously reported for animal cells. We further show that inactivation of the Arabidopsis ortholog of the yeast and human mRNA adenosine methylase (MTA) results in failure of the developing embryo to progress past the globular stage. We also demonstrate that the arrested seeds are deficient in mRNAs containing N 6-methyladenosine. Expression of MTA is strongly associated with dividing tissues, particularly reproductive organs, shoot meristems, and emerging lateral roots. Finally, we show that MTA interacts in vitro and in vivo with At FIP37, a homolog of the Drosophila protein FEMALE LETHAL2D and of human WILMS' TUMOUR1-ASSOCIATING PROTEIN. The results reported here provide direct evidence for an essential function for N 6-methyladenosine in a multicellular eukaryote, and the interaction with At FIP37 suggests possible RNA processing events that might be regulated or altered by this base modification.

The kiwifruit (Actinidia chinensis) is an economically and nutritionally important fruit crop with remarkably high vitamin C content. Here we report the draft genome sequence of a heterozygous kiwifruit, assembled from ~140-fold next-generation sequencing data. The assembled genome has a total length of 616.1 Mb and contains 39,040 genes. Comparative genomic analysis reveals that the kiwifruit has undergone an ancient hexaploidization event (γ) shared by core eudicots and two more recent whole-genome duplication events. Both recent duplication events occurred after the divergence of kiwifruit from tomato and potato and have contributed to the neofunctionalization of genes involved in regulating important kiwifruit characteristics, such as fruit vitamin C, flavonoid and carotenoid metabolism. As the first sequenced species in the Ericales, the kiwifruit genome sequence provides a valuable resource not only for biological discovery and crop improvement but also for evolutionary and comparative genomics analysis, particularly in the asterid lineage.

INTRODUCTION Conventional Illumina RNA-Seq does not have the resolution to decode the complex eukaryote transcriptome due to the lack of RNA polarity information. Strand-specific RNA sequencing (ssRNA-Seq) can overcome these limitations and as such is better suited for genome annotation, de novo transcriptome assembly, and accurate digital gene expression analysis. This protocol describes a simple and robust method to generate ssRNA-Seq libraries for the Illumina sequencing platform. It has significantly increased the throughput to 96 libraries in a two-day preparation while simultaneously lowering the reagent costs to below ten dollars per library. It is compatible with both single-read and paired-end multiplex sequencing and, most importantly, its data can also be used with existing conventional RNA-Seq data. This is a significant advantage, because it enables researchers to switch to ssRNA-Seq even if a large amount of data has already been generated by the nonstrand specific methods.

Summary N 6‐adenosine methylation (m 6 A) of mRNA is an essential process in most eukaryotes, but its role and the status of factors accompanying this modification are still poorly understood. Using combined methods of genetics, proteomics and RNA biochemistry, we identified a core set of mRNA m 6 A writer proteins in Arabidopsis thaliana . The components required for m 6 A in Arabidopsis included MTA , MTB , FIP 37, VIRILIZER and the E3 ubiquitin ligase HAKAI . Downregulation of these proteins led to reduced relative m 6 A levels and shared pleiotropic phenotypes, which included aberrant vascular formation in the root, indicating that correct m 6 A methylation plays a role in developmental decisions during pattern formation. The conservation of these proteins amongst eukaryotes and the demonstration of a role in writing m 6 A for the E3 ubiquitin ligase HAKAI is likely to be of considerable relevance beyond the plant sciences.

Fleshy fruits using ethylene to regulate ripening have developed multiple times in the history of angiosperms, presenting a clear case of convergent evolution whose molecular basis remains largely unknown. Analysis of the fruitENCODE data consisting of 361 transcriptome, 71 accessible chromatin, 147 histone and 45 DNA methylation profiles reveals three types of transcriptional feedback circuits controlling ethylene-dependent fruit ripening. These circuits are evolved from senescence or floral organ identity pathways in the ancestral angiosperms either by neofunctionalisation or repurposing pre-existing genes. The epigenome, H3K27me3 in particular, has played a conserved role in restricting ripening genes and their orthologues in dry and ethylene-independent fleshy fruits. Our findings suggest that evolution of ripening is constrained by limited hormone molecules and genetic and epigenetic materials, and whole-genome duplications have provided opportunities for plants to successfully circumvent these limitations.

The hormone jasmonate (JA), which functions in plant immunity, regulates resistance to pathogen infection and insect attack through triggering genome-wide transcriptional reprogramming in plants. We show that the basic helix-loop-helix transcription factor (TF) MYC2 in tomato (Solanum lycopersicum) acts downstream of the JA receptor to orchestrate JA-mediated activation of both the wounding and pathogen responses. Using chromatin immunoprecipitation sequencing (ChIP-seq) coupled with RNA sequencing (RNA-seq) assays, we identified 655 MYC2-targeted JA-responsive genes. These genes are highly enriched in Gene Ontology categories related to TFs and the early response to JA, indicating that MYC2 functions at a high hierarchical level to regulate JA-mediated gene transcription. We also identified a group of MYC2-targeted TFs (MTFs) that may directly regulate the JA-induced transcription of late defense genes. Our findings suggest that MYC2 and its downstream MTFs form a hierarchical transcriptional cascade during JA-mediated plant immunity that initiates and amplifies transcriptional output. As proof of concept, we showed that during plant resistance to the necrotrophic pathogen Botrytis cinerea, MYC2 and the MTF JA2-Like form a transcription module that preferentially regulates wounding-responsive genes, whereas MYC2 and the MTF ETHYLENE RESPONSE FACTOR.C3 form a transcription module that preferentially regulates pathogen-responsive genes.

The spatial organization of the genome plays an important role in the regulation of gene expression. However, the core structural features of animal genomes, such as topologically associated domains (TADs) and chromatin loops, are not prominent in the extremely compact Arabidopsis genome. In this study, we examine the chromatin architecture, as well as their DNA methylation, histone modifications, accessible chromatin, and gene expression, of maize, tomato, sorghum, foxtail millet, and rice with genome sizes ranging from 0.4 to 2.4 Gb. We found that these plant genomes can be divided into mammalian-like A/B compartments. At higher resolution, the chromosomes of these plants can be further partitioned to local A/B compartments that reflect their euchromatin, heterochromatin, and polycomb status. Chromatins in all these plants are organized into domains that are not conserved across species. They show similarity to the Drosophila compartment domains, and are clustered into active, polycomb, repressive, and intermediate types based on their transcriptional activities and epigenetic signatures, with domain border overlaps with the local A/B compartment junctions. In the large maize and tomato genomes, we observed extensive chromatin loops. However, unlike the mammalian chromatin loops that are enriched at the TAD border, plant chromatin loops are often formed between gene islands outside the repressive domains and are closely associated with active compartments. Our study indicates that plants have complex and unique 3D chromatin architectures, which require further study to elucidate their biological functions.