Abstract Deletions involving the chromosomal band 5q21 are among the most frequent alterations in prostate cancer. Using single-nucleotide polymorphism (SNP) arrays, we mapped a 1.3 megabase minimally deleted region including only the repulsive guidance molecule B (RGMB) and chromodomain helicase DNA-binding protein 1 (CHD1) genes. Functional analyses showed that CHD1 is an essential tumor suppressor. FISH analysis of 2,093 prostate cancers revealed a strong association between CHD1 deletion, prostate-specific antigen (PSA) biochemical failure (P = 0.0038), and absence of ERG fusion (P < 0.0001). We found that inactivation of CHD1 in vitro prevents formation of ERG rearrangements due to impairment of androgen receptor (AR)-dependent transcription, a prerequisite for ERG translocation. CHD1 is required for efficient recruitment of AR to responsive promoters and regulates expression of known AR-responsive tumor suppressor genes, including NKX3-1, FOXO1, and PPARγ. Our study establishes CHD1 as the 5q21 tumor suppressor gene in prostate cancer and shows a key role of this chromatin remodeling factor in prostate cancer biology. Cancer Res; 73(9); 2795–805. ©2013 AACR.

To detect and avoid illegal logging of valuable tree species, identification methods for the origin of timber are necessary. We used next-generation sequencing to identify chloroplast genome regions that differentiate the origin of white oaks from the three continents; Asia, Europe, and North America. By using the chloroplast genome of Asian Q. mongolica as a reference, we identified 861 variant sites (672 single nucleotide polymorphisms (SNPs); 189 insertion/deletion (indel) polymorphism) from representative species of three continents (Q. mongolica from Asia; Q. petraea and Q. robur from Europe; Q. alba from North America), and we identified additional chloroplast polymorphisms in pools of 20 individuals each from Q. mongolica (789 variant sites) and Q. robur (346 variant sites). Genome sequences were screened for insertion/deletion (indel) polymorphisms to develop markers that identify continental origin of oak species, and that can be easily evaluated using a variety of detection methods. We identified five indel and one SNP that reliably identify continent-of-origin, based on evaluations of up to 1078 individuals representing 13 white oak species and three continents. Due to the size of length polymorphisms revealed, this marker set can be visualized using capillary electrophoresis or high resolution gel (acrylamide or agarose) electrophoresis. With these markers, we provide the wood trading market with an instrument to comply with the U.S. and European laws that require timber companies to avoid the trade of illegally harvested timber.

Complete Populus genome sequences are available for the nucleus (P. trichocarpa; section Tacamahaca) and for chloroplasts (seven species), but not for mitochondria. Here, we provide the complete genome sequences of the chloroplast and the mitochondrion for the clones P. tremula W52 and P. tremula x P. alba 717-1B4 (section Populus). The organization of the chloroplast genomes of both Populus clones is described. A phylogenetic tree constructed from all available complete chloroplast DNA sequences of Populus was not congruent with the assignment of the related species to different Populus sections. In total, 3,024 variable nucleotide positions were identified among all compared Populus chloroplast DNA sequences. The 5-prime part of the LSC from trnH to atpA showed the highest frequency of variations. The variable positions included 163 positions with SNPs allowing for differentiating the two clones with P. tremula chloroplast genomes (W52, 717-1B4) from the other seven Populus individuals. These potential P. tremula-specific SNPs were displayed as a whole-plastome barcode on the P. tremula W52 chloroplast DNA sequence. Three of these SNPs and one InDel in the trnH-psbA linker were successfully validated by Sanger sequencing in an extended set of Populus individuals. The complete mitochondrial genome sequence of P. tremula is the first in the family of Salicaceae. The mitochondrial genomes of the two clones are 783,442 bp (W52) and 783,513 bp (717-1B4) in size, structurally very similar and organized as single circles. DNA sequence regions with high similarity to the W52 chloroplast sequence account for about 2% of the W52 mitochondrial genome. The mean SNP frequency was found to be nearly six fold higher in the chloroplast than in the mitochondrial genome when comparing 717-1B4 with W52. The availability of the genomic information of all three DNA-containing cell organelles will allow a holistic approach in poplar molecular breeding in the future.

Local adaptation is key for ecotypic differentiation and species evolution 1 . Understanding the underlying genomic patterns allows the prediction of future maladaptation and ecosystem stability 2 . Here we report the whole-genome resequencing of 865 individuals from 100 range-wide populations of European beech ( Fagus sylvatica ), which is one of the most important forest tree species in Europe. We show that genetic variation closely mirrors geography. Adaptive variation identified by genotype-environment associations exhibits highly polygenic architectures, involving thousands of associated sequence variants across the genome. By modelling the ‘genomic offset’ of these sequence variants under projected future climate conditions, we identify broad- and fine-scale variation highlighting geographic regions as well as populations at potential elevated risk of mortality or local extinction. Our results emphasize the importance of considering natural genetic variation for forest conservation under climate change conditions.