Abstract The gene numbers and evolutionary rates of birds were assumed to be much lower than that of mammals, which in sharp contrast to the huge species number and morphological diversity of birds. It is very necessary to construct a complete avian genome and analyze its evolution.We constructed a chicken pan-genome from 20 de novo genome assemblies with high sequencing depth, newly identified 1,335 protein-coding genes and 3,011 long noncoding RNAs. The majority of these novel genes were detected across most individuals of the examined transcriptomes but were accidentally measured in each of the DNA sequencing data regardless of Illumina or PacBio technology. Furthermore, different from previous pan-genome models, most of these novel genes were overrepresented on chromosomal sub-telomeric regions, surrounded with extremely high proportions of tandem repeats, and strongly blocked DNA sequencing. These hidden genes were proved to be shared by all chicken genomes, included many housekeeping genes, and enriched in immune pathways. Comparative genomics revealed the novel genes had three-fold elevated substitution rates than known ones, updating the evolutionary rates of birds. Our study provides a framework for constructing a better chicken genome, which will contribute towards the understanding of avian evolution and improvement of poultry breeding.

Abstract Background circRNAs are new-identified special endogenous RNA molecules that covalently close a loop by backsplicing with pre-mRNA. In the cytoplasm, circRNAs would act as molecular sponges to bind with specific miRNA to promote the expression of target genes. However, there is still in its fancy of knowing circRNA functional alternation in skeletal myogenesis. In this study, we favor a model to identify the circRNA-miRNA-mRNA interaction network in which the axis may be implicated in the progression of chicken primary myoblasts (CPMs) myogenesis by a combination of multi-omics (i.e., circRNA-seq and ribo-seq). Results In total, 314 circRNA-miRNA-mRNA regulatory axis containing 66 circRNAs, 70 miRNAs, and 24 mRNAs that may be relevant to myogenesis were collected. With these, the circPLXNA2-gga-miR-12207-5P-MDM4 axis aroused our research interest. The circPLXNA2 is highly differentially expressed during differentiation versus proliferation. It was demonstrated that circPLXNA2 inhibited the process of apoptosis while at the same time stimulating cell proliferation. Furthermore, we demonstrated that circPLXNA2 could inhibit the repression of gga-miR-12207-5p to MDM4 by directing binding to gga-miR-12207-5p , thereby restoring MDM4 expression. Conclusions CircPLXNA2 could function as a competing endogenous RNA (ceRNA) to inhibit the repression of gga-miR-12207-5p to MDM4 by directing binding to gga-miR-12207-5p , thereby recovering the expression of MDM4 .

ABSTRACT Chickens are a crucial source of protein for humans and a popular model animal for bird research. Despite the emergence of imputation as a reliable genotyping strategy for large populations, the lack of a high-quality chicken reference panel has hindered progress in chicken genome research. To address this issue, here we introduce the first phase of the 100 K Global Chicken Reference Panel Project (100 K GCRPP). The project includes 13,187 samples and provides services for varied applications on its website ( http://farmrefpanel.com/GCRP/ ). Currently, two panels are available: a Comprehensive Mix Panel (CMP) for domestication diversity research and a Commercial Breed Panel (CBP) for breeding broilers specifically. Evaluation of genotype imputation quality showed that CMP had the highest imputation accuracy compared to imputation using existing chicken panel in animal SNPAtlas, whereas CBP performed stably in the imputation of commercial populations. Additionally, we found that genome-wide association studies using GCRP-imputed data, whether on simulated or real phenotypes, exhibited greater statistical power. In conclusion, our study indicates that the GCRP effectively fills the gap in high-quality reference panels for chickens, providing an effective imputation platform for future genetic and breeding research.

A previous study on ovarian and hypothalami transcriptome analysis in white Muscovy duck revealed that MAP3K8 gene participated in MAPK signaling pathway that influence egg production. Additionally, MAP3K8 was predicted as a target gene of miRNA-509-3p that promotes the secretion of oestradiol which is an important hormone in egg ovulation. This suggested that MAP3K8 might have a functional role in the reproductive performance "egg production" of white Muscovy ducks. Herein, we focused on expression level of MAP3K8 in reproductive and non-reproductive tissues of highest (HP) and lowest (LP) egg producing white Muscovy ducks and identified the polymorphism in MAP3K8 and its association with three egg production traits; Age at first egg (AFE), number of eggs at 300 days (N300D) and 59 weeks (N59W). The results of expression level indicated that mRNA of MAP3K8 was significantly (p < 0.01) expressed in the oviduct than in the ovary and hypothalamus. Seven synonymous SNPs were detected, and association analysis showed that g.148303340 G>A and g.148290065 A>G were significantly (p < 0.05) associated with N300D and N59W. The results of this study might serve as molecular marker for marker-assisted selection of white Muscovy ducks for egg production.

Abstract Chicken is a valuable model for understanding fundamental biology, vertebrate evolution and diseases, as well as a major source of nutrient-dense and lean-protein-enriched food globally. Although it is the first non-mammalian amniote genome to be sequenced, the chicken genome still lacks a systematic characterization of functional impacts of genetic variants. Here, through integrating 7,015 RNA-Seq and 2,869 whole-genome sequence data, the Chicken Genotype- Tissue Expression (ChickenGTEx) project presents the pilot reference of regulatory variants in 28 chicken tissue transcriptomes, including millions of regulatory effects on primary expression (including protein-coding genes, lncRNA and exon) and post-transcriptional modifications (alternative splicing and 3’ untranslated region alternative polyadenylation). We explored the tissue-sharing and context-specificity of these regulatory variants, their underlying molecular mechanisms of action, and their utility in interpreting adaptation and genome-wide associations of 108 chicken complex traits. Finally, we illustrated shared and lineage-specific features of gene regulation between chickens and mammals, and demonstrated how the ChickenGTEx resource can further assist with translating genetic findings across species. One-Sentence Summary The ChickenGTEx provides a multi-tissue reference of regulatory variants for chicken genetics and genomics, functional genomics, precision breeding, veterinary medicine, vertebrate evolution and even human biomedicine.

Antibodies are essential for elucidating the roles of genes decoded by genome sequencing. However, affordable technology for proteome-scale antibody generation does not exist. To address this, we developed the Proteome Epitope Tag Antibody Library (PETAL) and its array. PETAL consists of 62,208 mAbs against 15,199 peptides from diverse proteomes. PETAL harbors binders for a great multitude of proteins in nature due to antibody multispecificity, an intrinsic feature of an antibody. Distinctive combinations of 10,000-20,000 mAbs were found to target specific proteomes by array screening. Phenotype-specific mAb-target pairs were discovered for maize and zebrafish samples. Immunofluorescence and flow cytometry mAbs for human membrane proteins and ChIP-seq mAbs for transcription factors were identified from respective proteome-binding PETAL mAbs. Differential screening of cell surface proteomes of tumor and normal tissues discovered internalizing tumor antigens for antibody-drug conjugates. By discovering high affinity mAbs at a fraction of current time and cost, PETAL enables proteome-scale antibody generation and target discovery.