Pearl millet [Cenchrus americanus (L.) Morrone] is a staple food for more than 90 million farmers in arid and semi-arid regions of sub-Saharan Africa, India and South Asia. We report the ∼1.79 Gb draft whole genome sequence of reference genotype Tift 23D2B1-P1-P5, which contains an estimated 38,579 genes. We highlight the substantial enrichment for wax biosynthesis genes, which may contribute to heat and drought tolerance in this crop. We resequenced and analyzed 994 pearl millet lines, enabling insights into population structure, genetic diversity and domestication. We use these resequencing data to establish marker trait associations for genomic selection, to define heterotic pools, and to predict hybrid performance. We believe that these resources should empower researchers and breeders to improve this important staple crop.

Abstract Genomic offset statistics predict the maladaptation of populations to rapid habitat alteration based on association of genotypes with environmental variation. Despite substantial evidence for empirical validity, genomic offset statistics have well-identified limitations, and lack a theory that would facilitate interpretations of predicted values. Here, we clarified the theoretical relationships between genomic offset statistics and unobserved fitness traits controlled by environmentally selected loci, and proposed a geometric measure to predict fitness after rapid change in local environment. he predictions of our theory were verified in computer simulations and in empirical data on African pearl millet ( Cenchrus americanus ) obtained from a common garden experiment. Our results proposed a unified perspective on genomic offset statistics, and provided a theoretical foundation necessary when considering their potential application in conservation management in the face of environmental change.

The Cacao tree (Theobroma cacao L.) is a major cash crop and an important source of income for millions of farmers across Africa, Asia and Latin America. However, cacao farmers and producing countries are facing multiple challenges including pest and disease management, sustainable production under threat of climate changes and diversification of cocoa flavor profiles. Addressing these challenging requires a deeper understanding of the existing genetic diversity of the species. Yet, very little is known about the intraspecific gene content variation. In this study, we used the genome of 216 accessions of T. cacao (including 185 newly re-sequenced) covering a broad genetic diversity of the species to construct the first pan-genome of the cacao tree. As a result, we predicted a total of 30,489 pan-genes, enriching the reference Criollo genome with 1,407 new genes. Our analysis revealed that only a small fraction of these genes (9.2%) is dispensable, being absent in some individuals. However, these genes could represent a valuable resource for breeding efforts aimed at improving disease resistance in the species. We used this new pangenome resource to gain insights into how diversification and domestication processes have influenced genomic variability within the species. Notably, we observed a significant loss of genes within the domesticated Criollo genetic group. Furthermore, we found evidences suggesting that domestication processes have had an impact on the vigor and disease tolerance of Criollo accessions. In summary, our research has contributed to a better understanding of the cacao tree9s genome diversity. These findings offer new avenues for biological discovery and breeding, ultimately addressing the challenges faced by cacao farmers and producing countries.

Abstract Some ~15.000 angiosperms are dioecious, but mechanisms of sex determination in plants remain poorly understood. In particular, how Y chromosomes evolve and degenerate, and whether dosage compensation evolves as a response, are matters of debate. Here we focus on Coccinia grandis , a dioecious cucurbit with the highest level of X/Y heteromorphy recorded so far. We identified sex-linked genes using RNA sequences from a cross and a model-based method termed SEX-DETector. Parents and F1 individuals were genotyped and the transmission patterns of SNPs then analysed. In the >1300 sex-linked genes studied, X-Y divergence was 0.13 - 0.17, and substantial Y degeneration is implied by an average Y/X expression ratio of 0.63 and an inferred gene loss on the Y of ~40%. We also found reduced Y gene expression being compensated by elevated expression of corresponding genes on the X and an excess of sex-biased genes on the sex chromosomes. Molecular evolution of sex-linked genes in C. grandis is thus comparable to that in Silene latifolia , another dioecious plant with a strongly heteromorphic XY system, and cucurbits are the fourth plant family in which dosage compensation is described, suggesting it might be common in plants.

Cannabis sativa-derived tetrahydrocannabinol (THC) production is increasing very fast worldwide. C. sativa is a dioecious plant with XY chromosomes, and only females (XX) are useful for THC production. The C. sativa sex chromosomes sequence would improve early sexing and better management of this crop; however, the C. sativa genome projects failed to identify the sex chromosomes so far. Moreover, dioecy in the Cannabaceae family is ancestral, C. sativa sex chromosomes are potentially old and thus very interesting to study as little is known about the last steps of sex chromosome evolution in plants. Here we RNA-sequenced a C. sativa family (2 parents and 10 male and female offspring) and performed a segregation analysis for all C. sativa genes using the probabilistic method SEX-DETector. We identified >500 sex-linked genes. Mapping of these sex-linked genes to a C. sativa genome assembly identified a single chromosome pair with a large non-recombining region. Further analysis of the >500 sex-linked genes revealed that C. sativa has a strongly degenerated Y chromosome and represents the oldest plant sex chromosome system documented so far. Our study revealed that old plant sex chromosomes can have large non-recombining regions and be very differentiated and still be of similar size (homomorphic).