The challenge of allelic diversity for assembling haplotypes is exemplified in polyploid genomes containing homoeologous chromosomes of identical ancestry, and significant homologous variation within their ancestral subgenomes. Cultivated strawberry ( Fragaria × ananassa ) and its wild progenitors are outbred octoploids (2n = 8x = 56) in which up to eight homologous and homoeologous alleles are preserved. This introduces significant risk of haplotype collapse, switching, and chimeric fusions during assembly. Using third generation HiFi sequences from PacBio, we assembled the genome of the day-neutral octoploid F. × ananassa hybrid ‘Royal Royce’ from the University of California. Our goal was to produce subgenome-and haplotype-resolved assemblies of all 56 chromosomes, accurately reconstructing the parental haploid chromosome complements. Previous work has demonstrated that partitioning sequences by parental phase supports direct assembly of haplotypes in heterozygous diploid species. We leveraged the accuracy of HiFi sequence data with pedigree-informed sequencing to partition long read sequences by phase, and reduce the downstream risk of subgenomic chimeras during assembly. We were able to utilize an octoploid strawberry recombination breakpoint map containing 3.6 M variants to identify and break chimeric junctions, and perform scaffolding of the phase-1 and phase-2 octoploid assemblies. The N50 contiguity of the phase-1 and phase-2 assemblies prior to scaffolding and gap-filling was 11 Mb. The final haploid assembly represented seven of 28 chromosomes in a single contiguous sequence, and averaged fewer than three gaps per pseudomolecule. Additionally, we re-annotated the octoploid genome to produce a custom F. × ananassa repeat library and improved set of gene models based on IsoSeq transcript data and an expansive RNA-seq expression atlas. Here we present ‘FaRR1’, a gold-standard reference genome of F. × ananassa cultivar ‘Royal Royce’ to assist future genomic research and molecular breeding of allo-octoploid strawberry.

Abstract Fusarium wilt, a soilborne disease caused by Fusarium oxysporum f. sp. fragariae , poses a significant threat to strawberry ( Fragaria × ananassa ) production in many parts of the world. This pathogen causes wilting, collapse, and death in susceptible genotypes. We previously identified a dominant gene ( FW1 ) on chromosome 2B that confers resistance to race 1 of the pathogen and hypothesized that gene-for-gene resistance to Fusarium wilt was widespread in strawberry. To explore this, a genetically diverse collection of heirloom and modern cultivars and wild octoploid ecotypes were screened for resistance to Fusarium wilt races 1 and 2. Here we show that resistance to both races is widespread and that resistance to race 1 is mediated by dominant genes ( FW1, FW2, FW3, FW4 , and FW5 ) on three non-homoeologous chromosomes (1A, 2B, and 6B). The resistance proteins encoded by these genes are not yet known; however, plausible candidates were identified that encode pattern recognition receptor or other proteins known to mediate gene-for-gene resistance in plants. High-throughput genotyping assays for SNPs in linkage disequilibrium with FW1 - FW5 were developed to facilitate marker-assisted selection and accelerate the development of race 1 resistant cultivars. This study laid the foundation for identifying the genes encoded by FW1-FW5 , in addition to exploring the genetics of resistance to race 2 and other races of the pathogen, as a precaution to averting a Fusarium wilt pandemic. Key Message Several race-specific resistance genes were identified and rapidly deployed via marker-assisted selection to develop strawberry cultivars resistant to Fusarium wilt, a devastating soil-borne disease .

Race 1 strains of Pseudomonas syringae pv. tomato, which causes bacterial speck disease of tomato, are becoming increasingly common and no simply-inherited genetic resistance to such strains is known. We discovered that a locus in Solanum lycopersicoides, termed Pseudomonas tomato race 1 (Ptr1), confers resistance to race 1 Pst strains by recognizing the type III effector AvrRpt2. In Arabidopsis, AvrRpt2 degrades the RIN4 protein thereby activating RPS2-mediated immunity. Ptr1 also recognized homologs of AvrRpt2 from diverse bacteria including one in Ralstonia pseudosolanacearum and this correlated with the ability of AvrRpt2 to degrade RIN4. Using site-directed mutagenesis of AvrRpt2 we found that Ptr1 and RPS2 recognize identical features of AvrRpt2. However, the genome sequence of S. lycopersicoides revealed no RPS2 homolog in the Ptr1 region. Ptr1 could play an important role in controlling bacterial speck disease and its future cloning may shed light on an example of convergent evolution for recognition of a widespread type III effector.

ABSTRACT Maize enriched in provitamin A carotenoids could be key in combatting vitamin A deficiency in human populations relying on maize as a food staple. Consumer studies indicate that orange maize may be regarded as novel and preferred. This study identifies genes of relevance for grain carotenoid concentrations and kernel color, through simultaneous dissection of these traits in 10 families of the U.S. maize nested association mapping population that have yellow to orange grain. Quantitative trait loci (QTL) were identified via joint-linkage analysis, with phenotypic variation explained for individual kernel color QTL ranging from 2.4 to 17.5%. These QTL were cross-analyzed with significant marker-trait associations in a genome-wide association study that utilized ∼27 million variants. Nine genes were identified: four encoding activities upstream of the core carotenoid pathway, one at the pathway branchpoint, three within the α- or β-pathway branches, and one encoding a carotenoid cleavage dioxygenase. Of these, three exhibited significant pleiotropy between kernel color and one or more carotenoid traits. Kernel color exhibited moderate positive correlations with β-branch and total carotenoids and negligible correlations with α-branch carotenoids. These findings can be leveraged to simultaneously achieve desirable kernel color phenotypes and increase concentrations of provitamin A and other priority carotenoids.