An a-maize-ing set of genomes Maize is an important crop cultivated worldwide. As maize spread across the world, selection for local environments resulted in variation, but the impact on differences between the genome has not been quantified. By producing high-quality genomic sequences of the 26 lines used in the maize nested association mapping panel, Hufford et al . map important traits and demonstrate the diversity of maize. Examining RNA and methylation of genes across accessions, the authors identified a core set of maize genes. Beyond this core set, comparative analysis across lines identified high levels of variation in the total set of genes, the maize pan-genome. The value of this resource was further exemplified by mapping quantitative traits of interest, including those related to pathogen resistance. —LMZ

Abstract We report de novo genome assemblies, transcriptomes, annotations, and methylomes for the 26 inbreds that serve as the founders for the maize nested association mapping population. The data indicate that the number of pan-genes exceeds 103,000 and that the ancient tetraploid character of maize continues to degrade by fractionation to the present day. Excellent contiguity over repeat arrays and complete annotation of centromeres further reveal the locations and internal structures of major cytological landmarks. We show that combining structural variation with SNPs can improve the power of quantitative mapping studies. Finally, we document variation at the level of DNA methylation, and demonstrate that unmethylated regions are enriched for cis-regulatory elements that overlap QTL and contribute to changes in gene expression. One sentence summary A multi-genome analysis of maize reveals previously unknown variation in gene content, genome structure, and methylation.

Abstract Much of the profound interspecific variation in genome content has been attributed to transposable elements (TEs). To explore the extent of TE variation within species, we developed an optimized open-source algorithm, panEDTA, to de novo annotate TEs in a pan-genome context. We then generated a unified TE annotation for a maize pan-genome derived from 26 reference-quality genomes, which revealed an excess of 35.1 Mb of TE sequences per genome in tropical maize relative to temperate maize. A small number (n = 216) of TE families, mainly LTR retrotransposons, drive these differences. Evidence from the methylome, transcriptome, LTR age distribution, and LTR insertional polymorphisms revealed that 64.7% of the variability was contributed by LTR families that were young, less methylated, and more expressed in tropical maize, while 18.5% was driven by LTR families with removal or loss in temperate maize. This study demonstrates the use of a comprehensive pan-TE annotation to reveal the driving role of TEs in within-species genomic variation via their ongoing amplification and purging.

ABSTRACT Intact transposable elements (TEs) account for 65% of the maize genome and can impact gene function and regulation. Although TEs comprise the majority of the maize genome and affect important phenotypes, genome wide patterns of TE polymorphisms in maize have only been studied in a handful of maize genotypes, due to the challenging nature of assessing highly repetitive sequences. We implemented a method to use short read sequencing data from 509 diverse inbred lines to classify the presence/absence of 445,418 non-redundant TEs that were previously annotated in four genome assemblies including B73, Mo17, PH207, and W22. Different orders of TEs (i.e. LTRs, Helitrons, TIRs) had different frequency distributions within the population. LTRs with lower LTR similarity were generally more frequent in the population than LTRs with higher LTR similarity, though high frequency insertions with very high LTR similarity were observed. LTR similarity and frequency estimates of nested elements and the outer elements in which they insert revealed that most nesting events occurred very near the timing of the outer element insertion. TEs within genes were at higher frequency than those that were outside of genes and this is particularly true for those not inserted into introns. Many TE insertional polymorphisms observed in this population were tagged by SNP markers. However, there were also 19.9% of the TE polymorphisms that were not well tagged by SNPs (R 2 < 0.5) that potentially represent information that has not been well captured in previous SNP based marker-trait association studies. This study provides a population scale genome-wide assessment of TE variation in maize, and provides valuable insight on variation in TEs in maize and factors that contribute to this variation.

Abstract Propiconazole is often used to remove fungal endophytes from turfgrass to study the effects of Epichloë endophytes. However, besides a fungicidal effect, propiconazole can bind to the genes in the cytochrome P450 family and affect the biosynthesis of brassinosteroids. For this reason, outside of fungicidal application, propiconazole has also been used as plant growth regulator. In this study, we used a combination of RNA sequencing and liquid chromatography–mass spectrometry (LC-MS) to study how hard fescue ( Festuca brevipila ) responded to the high dose of propiconazole treatment. To test the long-term effect of the heavy use of propiconazole on plants, we inoculated with Microdochium nivale (causal agent of pink snow mold) half year post the last fungicide application. Propiconazole-treated plants showed enhanced pink snow mold resistance. This study suggested that the high dose use of propiconazole fungicide resulted in phenotypic and physiological changes in the plant such as slow growth and change in disease resistance. Genes and pathways affected by propiconazole identified in this study provide turfgrass breeders new information for genetic improvement of hard fescue and also provide turfgrass management new ways to control turfgrass diseases.

Macrophages have important roles in mammary gland development and tissue homeostasis, but the specific mechanisms that regulate macrophage function need further elucidation. We have identified C/EBPβ as an important transcription factor expressed by multiple macrophage populations in the normal mammary gland. Mammary glands from mice with C/EBPβ-deficient macrophages (

Background Hard fescue ( Festuca brevipila Tracey, 2n=6x=42) is a cool season turfgrass with a fine leaf texture that performs well under low-input management. Breeding and genetics studies of F. brevipila have been limited due to the complexity of its hexaploid genome. To advance our knowledge of F. brevipila genomics, we used PacBio isoform sequencing to develop a reference transcriptome for this species.Results Here, we report the F. brevipila reference transcriptome generated from root, crown, leaf, and seed head tissues. We obtained 59,510 full-length transcripts, of which 38,595 were non-redundant full-length transcripts. The longest and shortest transcripts were 11,487 and 58 bp, respectively. To test the polyploid origin of F. brevipila , we sequenced three additional transcriptomes using closely related species on an Illumina platform. The results of our phylotranscriptomic analysis supported the allopolyploid origin of F. brevipila .Conclusions Overall, the F. brevipila Pacbio Isoseq reference transcriptome provided the foundation for transcriptome studies and allowed breeders for gene discovery in this important turfgrass species.* Full-length transcripts : FL transcript PacBio Isoseq : PacBio Isoform Sequencing NR-FL : Non-redundant full length BUSCO : Benchmarking Universal Single-Copy Orthologs KEGG : Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes GO : Gene Ontology lncRNAs : Long non-coding RNAs ASTRAL : Accurate Species Tree Algorithm NR protein : Non-Redundant Protein

Festuca ovina is a fine fescue that is used as a low-input turfgrass. The ploidy levels of F. ovina accessions held by the USDA National Plant Germplasm System (NPGS) are unknown, limiting the use of the germplasm in breeding programs. The objective of this study was to determine DNA content and estimate ploidy of these 127 accessions. Among the accessions, we identified a wide range of ploidy levels from diploid to octoploid. We also found the accessions with higher ploidy levels usually had larger seed size. These results will be informative to plant breeders and researchers using germplasm from the F. ovina collection and point to challenges in maintaining polyploid, outcrossing germplasm seed stocks in common nurseries.

Fine fescues ( Festuca L., Poaceae) are turfgrass species that perform well in low-input environments. Based on morphological characteristics, the most commonly-utilized fine fescues are divided into five taxa: three are subspecies within F. rubra L. and the remaining two are treated as species within the F. ovina L. complex. Morphologically, these five taxa are very similar, both identification and classification of fine fescues remain challenging. In an effort to develop identification methods for fescues, we used flow cytometry to estimate genome size, ploidy level, and sequenced the chloroplast genome of all five taxa. Fine fescue chloroplast genome sizes ranged from 133,331 to 133,841 bp and contained 113 to 114 genes. Phylogenetic relationship reconstruction using whole chloroplast genome sequences agreed with previous work based on morphology. Comparative genomics suggested unique repeat signatures for each fine fescue taxon that could potentially be used for marker development for taxon identification.

Perennialism is common among the higher plants, yet little is known about its inheritance. To address this, six hybrids were made by reciprocally crossing perennial Zea diploperennis Iltis, Doebley & R. Guzman with inbred lines B73 and Mo17 and Rhee Flint, a heirloom variety, of Z. mays L. ssp. mays. All the F1 plants demonstrated several cycles of growth, flowering, senescence and regrowth into normal flowering plants, indicating a dominant effect of the Z. diploperennis alleles. The regrowability (i.e. the plants' ability to regrow after senescence) was stably transmitted to progeny of the hybrids, so we focused on this trait. Segregation ratios in the F2 generations are consistent with the trait controlled by two dominant, complementary loci, but do not exclude the influence of other modifiers or environment. Genome-wide screening with genotyping-by-sequencing (GBS) indicated two major regrowth loci, regrowth 1 and regrowth 2, were on chromosomes 2 and 7, respectively. These findings lay the foundation for further exploration of the molecular mechanism of regrowth in Z. diploperennis.