A-Maize-ing Maize is one of our oldest and most important crops, having been domesticated approximately 9000 years ago in central Mexico. Schnable et al. (p. 1112 ; see the cover) present the results of sequencing the B73 inbred maize line. The findings elucidate how maize became diploid after an ancestral doubling of its chromosomes and reveals transposable element movement and activity and recombination. Vielle-Calzada et al. (p. 1078 ) have sequenced the Palomero Toluqueño ( Palomero ) landrace, a highland popcorn from Mexico, which, when compared to the B73 line, reveals multiple loci impacted by domestication. Swanson-Wagner et al. (p. 1118 ) exploit possession of the genome to analyze expression differences occurring between lines. The identification of single nucleotide polymorphisms and copy number variations among lines was used by Gore et al. (p. 1115 ) to generate a Haplotype map of maize. While chromosomal diversity in maize is high, it is likely that recombination is the major force affecting the levels of heterozygosity in maize. The availability of the maize genome will help to guide future agricultural and biofuel applications (see the Perspective by Feuillet and Eversole ).

The mutagenic activity of transposable elements (TEs) is suppressed by epigenetic silencing and small interfering RNAs (siRNAs), especially in gametes that could transmit transposed elements to the next generation. In pollen from the model plant Arabidopsis, we show that TEs are unexpectedly reactivated and transpose, but only in the pollen vegetative nucleus, which accompanies the sperm cells but does not provide DNA to the fertilized zygote. TE expression coincides with downregulation of the heterochromatin remodeler DECREASE IN DNA METHYLATION 1 and of many TE siRNAs. However, 21 nucleotide siRNAs from Athila retrotransposons are generated and accumulate in pollen and sperm, suggesting that siRNA from TEs activated in the vegetative nucleus can target silencing in gametes. We propose a conserved role for reprogramming in germline companion cells, such as nurse cells in insects and vegetative nuclei in plants, to reveal intact TEs in the genome and regulate their activity in gametes.

A combined analysis of genome sequence, structure, and expression gives insights into fission yeast biology.

The iPlant Collaborative (iPlant) is a United States National Science Foundation (NSF) funded project that aims to create an innovative, comprehensive, and foundational cyberinfrastructure in support of plant biology research (PSCIC, 2006). iPlant is developing cyberinfrastructure that uniquely enables scientists throughout the diverse fields that comprise plant biology to address Grand Challenges in new ways, to stimulate and facilitate cross-disciplinary research, to promote biology and computer science research interactions, and to train the next generation of scientists on the use of cyberinfrastructure in research and education. Meeting humanity's projected demands for agricultural and forest products and the expectation that natural ecosystems be managed sustainably will require synergies from the application of information technologies. The iPlant cyberinfrastructure design is based on an unprecedented period of research community input, and leverages developments in high-performance computing, data storage, and cyberinfrastructure for the physical sciences. iPlant is an open-source project with application programming interfaces that allow the community to extend the infrastructure to meet its needs. iPlant is sponsoring community-driven workshops addressing specific scientific questions via analysis tool integration and hypothesis testing. These workshops teach researchers how to add bioinformatics tools and/or datasets into the iPlant cyberinfrastructure enabling plant scientists to perform complex analyses on large datasets without the need to master the command-line or high-performance computational services.

Cytosine methylation of repetitive sequences is widespread in plant genomes, occurring in both symmetric (CpG and CpNpG) as well as asymmetric sequence contexts. We used the methylation-dependent restriction enzyme McrBC to profile methylated DNA using tiling microarrays of Arabidopsis Chromosome 4 in two distinct ecotypes, Columbia and Landsberg erecta. We also used comparative genome hybridization to profile copy number polymorphisms. Repeated sequences and transposable elements (TEs), especially long terminal repeat retrotransposons, are densely methylated, but one third of genes also have low but detectable methylation in their transcribed regions. While TEs are almost always methylated, genic methylation is highly polymorphic, with half of all methylated genes being methylated in only one of the two ecotypes. A survey of loci in 96 Arabidopsis accessions revealed a similar degree of methylation polymorphism. Within-gene methylation is heritable, but is lost at a high frequency in segregating F2 families. Promoter methylation is rare, and gene expression is not generally affected by differences in DNA methylation. Small interfering RNA are preferentially associated with methylated TEs, but not with methylated genes, indicating that most genic methylation is not guided by small interfering RNA. This may account for the instability of gene methylation, if occasional failure of maintenance methylation cannot be restored by other means.

The iPlant Collaborative provides life science research communities access to comprehensive, scalable, and cohesive computational infrastructure for data management; identity management; collaboration tools; and cloud, high-performance, high-throughput computing. iPlant provides training, learning material, and best practice resources to help all researchers make the best use of their data, expand their computational skill set, and effectively manage their data and computation when working as distributed teams. iPlant’s platform permits researchers to easily deposit and share their data and deploy new computational tools and analysis workflows, allowing the broader community to easily use and reuse those data and computational analyses.

DNA methylation is a chromatin modification that is frequently associated with epigenetic regulation in plants and mammals. However, genetic changes such as transposon insertions can also lead to changes in DNA methylation. Genome-wide profiles of DNA methylation for 20 maize (Zea mays) inbred lines were used to discover differentially methylated regions (DMRs). The methylation level for each of these DMRs was also assayed in 31 additional maize or teosinte genotypes, resulting in the discovery of 1966 common DMRs and 1754 rare DMRs. Analysis of recombinant inbred lines provides evidence that the majority of DMRs are heritable. A local association scan found that nearly half of the DMRs with common variation are significantly associated with single nucleotide polymorphisms found within or near the DMR. Many of the DMRs that are significantly associated with local genetic variation are found near transposable elements that may contribute to the variation in DNA methylation. Analysis of gene expression in the same samples used for DNA methylation profiling identified over 300 genes with expression patterns that are significantly associated with DNA methylation variation. Collectively, our results suggest that DNA methylation variation is influenced by genetic and epigenetic changes that are often stably inherited and can influence the expression of nearby genes.

The Arabidopsis Information Portal (https://www.araport.org) is a new online resource for plant biology research. It houses the Arabidopsis thaliana genome sequence and associated annotation. It was conceived as a framework that allows the research community to develop and release 'modules' that integrate, analyze and visualize Arabidopsis data that may reside at remote sites. The current implementation provides an indexed database of core genomic information. These data are made available through feature-rich web applications that provide search, data mining, and genome browser functionality, and also by bulk download and web services. Araport uses software from the InterMine and JBrowse projects to expose curated data from TAIR, GO, BAR, EBI, UniProt, PubMed and EPIC CoGe. The site also hosts 'science apps,' developed as prototypes for community modules that use dynamic web pages to present data obtained on-demand from third-party servers via RESTful web services. Designed for sustainability, the Arabidopsis Information Portal strategy exploits existing scientific computing infrastructure, adopts a practical mixture of data integration technologies and encourages collaborative enhancement of the resource by its user community.

Significance RNA-directed DNA methylation (RdDM) provides a system for targeting DNA methylation to asymmetric CHH (H = A, C, or T) sites. This RdDM activity is often considered a mechanism for transcriptional silencing of transposons. However, many of the RdDM targets in the maize genome are located near genes or regulatory elements. We find that the regions of elevated CHH methylation, termed mCHH islands, are the boundaries between highly methylated (CG, CHG), silenced chromatin and more active chromatin. Analysis of RdDM mutants suggests that the function of the boundary is to promote and reinforce silencing of the transposable elements located near genes rather than to protect the euchromatic state of the genes.