Sacred lotus is a basal eudicot with agricultural, medicinal, cultural and religious importance. It was domesticated in Asia about 7,000 years ago, and cultivated for its rhizomes and seeds as a food crop. It is particularly noted for its 1,300-year seed longevity and exceptional water repellency, known as the lotus effect. The latter property is due to the nanoscopic closely packed protuberances of its self-cleaning leaf surface, which have been adapted for the manufacture of a self-cleaning industrial paint, Lotusan. The genome of the China Antique variety of the sacred lotus was sequenced with Illumina and 454 technologies, at respective depths of 101× and 5.2×. The final assembly has a contig N50 of 38.8 kbp and a scaffold N50 of 3.4 Mbp, and covers 86.5% of the estimated 929 Mbp total genome size. The genome notably lacks the paleo-triplication observed in other eudicots, but reveals a lineage-specific duplication. The genome has evidence of slow evolution, with a 30% slower nucleotide mutation rate than observed in grape. Comparisons of the available sequenced genomes suggest a minimum gene set for vascular plants of 4,223 genes. Strikingly, the sacred lotus has 16 COG2132 multi-copper oxidase family proteins with root-specific expression; these are involved in root meristem phosphate starvation, reflecting adaptation to limited nutrient availability in an aquatic environment. The slow nucleotide substitution rate makes the sacred lotus a better resource than the current standard, grape, for reconstructing the pan-eudicot genome, and should therefore accelerate comparative analysis between eudicots and monocots.

ABSTRACT Sex-biased demography, including sex-biased survival or migration, can alter allele frequency changes across the genome. In particular, we can expect different patterns of genetic variation on autosomes and sex chromosomes due to sex-specific differences in life histories, as well as differences in effective population size, transmission modes, and the strength and mode of selection. Here, we demonstrate the role that sex differences in life history played in shaping short-term evolutionary dynamics across the genome. We used a 25-year pedigree and genomic dataset from a long-studied population of Florida Scrub-Jays ( Aphelocoma coerulescens ) to directly characterize the relative roles of sex-biased demography and inheritance in shaping genome-wide allele frequency trajectories. We used gene dropping simulations to estimate individual genetic contributions to future generations and to model drift and immigration on the known pedigree. We quantified differential expected genetic contributions of males and females over time, showing the impact of sex-biased dispersal in a monogamous system. Due to female-biased dispersal, more autosomal variation is introduced by female immigrants. However, due to male-biased transmission, more Z variation is introduced by male immigrants. Finally, we partitioned the proportion of variance in allele frequency change through time due to male and female contributions. Overall, most allele frequency change is due to variance in survival and births. Males and females make similar contributions to autosomal allele frequency change, but males make higher contributions to allele frequency change on the Z chromosome. Our work shows the importance of understanding sex-specific demographic processes in characterizing genome-wide allele frequency change in wild populations.

Isolation caused by anthropogenic habitat fragmentation can destabilize populations. Populations relying on the inflow of immigrants can face reduced fitness due to inbreeding depression as fewer new individuals arrive. Empirical studies of the demographic consequences of isolation are critical to understand how populations persist through changing conditions. We used a 34-year demographic and environmental dataset from a population of cooperatively-breeding Florida Scrub-Jays (

Land and natural resource usage that supports human society can pose a risk to the survival of other species, spurring biodiversity loss. In extreme cases, when development threatens the existence of individuals, wildlife managers may perform mitigation translocations, relocating individuals out of harm9s way. We investigated the efficacy of mitigation translocations as a conservation strategy in Federally Threatened Florida Scrub-Jays using a dataset that provided unprecedented resolution into both the demographic and genomic outcomes of translocations. Over the course of seven years, a total of fourteen groups (51 jays) from five subpopulations that had been declining from agriculture and lack-of-fire driven habitat degradation were translocated to a larger site of more contiguous restored habitat with only four family groups, to mitigate for loss of these subpopulations from mining activity. Habitat restoration and translocations established a core population that increased 10-fold in size after only 17 years from the first translocations. Pedigree analyses of this population revealed that a small subset of mostly translocated individuals fueled the demographic expansion, with a single breeding pair responsible for ~24% of the ancestral genetic contributions since 2008. Genomic comparisons between translocated individuals and individuals from the core population before and after translocations revealed that the high reproductive skew led to increased inbreeding and loss of genetic diversity. This study stresses the importance of demographic and genetic monitoring following translocations, and that subsequent, genetic-rescue-oriented translocations may be necessary in mitigation scenarios to counter the genetic consequences of reproductive skew in fragmented populations.

A central goal of population genetics is to understand how genetic drift, natural selection, and gene flow shape allele frequencies through time. However, the actual processes underlying these changes - variation in individual survival, reproductive success, and movement - are often difficult to quantify. Fully understanding these processes requires the population pedigree, the set of relationships among all individuals in the population through time. Here, we use extensive pedigree and genomic information from a long-studied natural population of Florida Scrub-Jays (Aphelocoma coerulescens) to directly characterize the relative roles of different evolutionary processes in shaping patterns of genetic variation through time. We performed gene dropping simulations to estimate individual genetic contributions to the population and model drift on the known pedigree. We found that observed allele frequency changes are generally well predicted by accounting for the different genetic contributions of founders. Our results show that the genetic contribution of recent immigrants is substantial, with some large allele frequency shifts that otherwise may have been attributed to selection actually due to gene flow. We identified a few SNPs under directional short-term selection after appropriately accounting for gene flow. Using models that account for changes in population size, we partitioned the proportion of variance in allele frequency change through time. Observed allele frequency changes are primarily due to variation in survival and reproductive success, with gene flow making a smaller contribution. This study provides one of the most complete descriptions of short-term evolutionary change in allele frequencies in a natural population to date.

Objective: To determine what symptom differences are prevalent in patients with differing ages of endometriosis symptom onset. Material and methods: We obtained clinical and demographic data from 1560 individuals with suspected pelvic conditions undergoing laparoscopy from the Endometriosis Patient Registry at Ponce Health Science University-Ponce Research Institute. We then generated predictive models by fitting logistic regressions to the patient data. We determined association between symptoms and age at symptom onset in patients with endometriosis by generating predictive linear and multinomial logistic regression models. Results: Our best model had an accuracy of 81.76%, with a sensitivity of 89.32% and a specificity of 64.57% at an optimal threshold of 0.75. Classic endometriosis symptoms such as dyspareunia and pelvic pain showed different prevalence rates based on patient age at onset of symptoms. Conclusion: Symptom-based predictive models are able to predict patients’ likelihood of having endometriosis in a non-invasive and accessible manner. Gynecologic and pelvic symptoms including dyspareunia and presence of uterine fibroids are significantly associated with age at symptom onset.

The Florida Scrub-Jay ( Aphelocoma coerulescens ), a Federally Threatened, cooperatively-breeding bird, is an emerging model system in evolutionary biology and ecology. Extensive individual-based monitoring and genetic sampling for decades has yielded a wealth of data, allowing for the detailed study of social behavior, demography, and population genetics of this natural population. Here, we report a linkage map and a chromosome-level genome assembly and annotation for a female Florida Scrub-Jay made with long-read sequencing technology, chromatin conformation data, and the linkage map. We constructed a linkage map comprising 4,468 SNPs that had 34 linkage groups and a total sex-averaged autosomal genetic map length of 2446.78 cM. The new genome assembly is 1.32 Gb in length, consisting of 33 complete or near-complete autosomes and the sex chromosomes (ZW). This highly contiguous assembly has an N50 of 68 Mb and a Benchmarking Universal Single-Copy Orthologs (BUSCO) completeness score of 97.1% with respect to the Aves database. The annotated gene set has a BUSCO transcriptome completeness score of 95.5% and 18,051 identified protein-coding genes, 92.2% of which have associated functional annotations. This new, high-quality genome assembly and linkage map of the Florida Scrub-Jay provides valuable tools for future research into the evolutionary dynamics of small, natural populations of conservation concern.

Geographically limited dispersal can shape genetic population structure and result in a correlation between genetic and geographic distance, commonly called isolation-by-distance. Despite the prevalence of isolation-by-distance in nature, to date few studies have empirically demonstrated the processes that generate this pattern, largely because few populations have direct measures of individual dispersal and pedigree information. Intensive, long-term demographic studies and exhaustive genomic surveys in the Florida Scrub-Jay (Aphelocoma coerulescens) provide an excellent opportunity to investigate the influence of dispersal on genetic structure. Here, we used a panel of genome-wide SNPs and extensive pedigree information to explore the role of limited dispersal in shaping patterns of isolation-by-distance in both sexes, and at an exceedingly fine spatial scale (within ~10 km). Isolation-by-distance patterns were stronger in male-male and male-female comparisons than in female-female comparisons, consistent with observed differences in dispersal propensity between the sexes. Using the pedigree, we demonstrated how various genealogical relationships contribute to fine-scale isolation-by-distance. Simulations using field-observed distributions of male and female natal dispersal distances showed good agreement with the distribution of geographic distances between breeding individuals of different pedigree relationship classes. Furthermore, we extended Malecot's theory of isolation-by-distance by building coalescent simulations parameterized by the observed dispersal curve, population density, and immigration rate, and showed how incorporating these extensions allows us to accurately reconstruct observed sex-specific isolation-by-distance patterns in autosomal and Z-linked SNPs. Therefore, patterns of fine-scale isolation-by-distance in the Florida Scrub-Jay can be well understood as a result of limited dispersal over contemporary timescales.

Hybrid zones occur in nature when populations with limited reproductive barriers overlap in space. Many hybrid zones persist over time, and different models have been proposed to explain how selection can maintain hybrid zone stability. More empirical studies are needed to elucidate the role of ecological adaptation in maintaining stable hybrid zones. Here, we investigated the role of exogenous factors in maintaining a hybrid zone between western gulls (Larus occidentalis) and glaucous-winged gulls (L. glaucescens). We used ecological niche models (ENMs) and niche similarity tests to quantify and examine the ecological niches of western gulls, glaucous-winged gulls, and their hybrids. We found evidence of niche divergence between all three groups. Our results best support the bounded superiority model, providing further evidence that exogenous selection favoring hybrids may be an important factor in maintaining this stable hybrid zone.