David Bertioli and colleagues report the genomes of Arachis duranensis and Arachis ipaensis, the diploid ancestors of cultivated peanut, Arachis hypogaea. Their analyses are a first step in understanding the evolution of the peanut's tetraploid genome. Cultivated peanut (Arachis hypogaea) is an allotetraploid with closely related subgenomes of a total size of ∼2.7 Gb. This makes the assembly of chromosomal pseudomolecules very challenging. As a foundation to understanding the genome of cultivated peanut, we report the genome sequences of its diploid ancestors (Arachis duranensis and Arachis ipaensis). We show that these genomes are similar to cultivated peanut's A and B subgenomes and use them to identify candidate disease resistance genes, to guide tetraploid transcript assemblies and to detect genetic exchange between cultivated peanut's subgenomes. On the basis of remarkably high DNA identity of the A. ipaensis genome and the B subgenome of cultivated peanut and biogeographic evidence, we conclude that A. ipaensis may be a direct descendant of the same population that contributed the B subgenome to cultivated peanut.

Like many other crops, the cultivated peanut (Arachis hypogaea L.) is of hybrid origin and has a polyploid genome that contains essentially complete sets of chromosomes from two ancestral species. Here we report the genome sequence of peanut and show that after its polyploid origin, the genome has evolved through mobile-element activity, deletions and by the flow of genetic information between corresponding ancestral chromosomes (that is, homeologous recombination). Uniformity of patterns of homeologous recombination at the ends of chromosomes favors a single origin for cultivated peanut and its wild counterpart A. monticola. However, through much of the genome, homeologous recombination has created diversity. Using new polyploid hybrids made from the ancestral species, we show how this can generate phenotypic changes such as spontaneous changes in the color of the flowers. We suggest that diversity generated by these genetic mechanisms helped to favor the domestication of the polyploid A. hypogaea over other diploid Arachis species cultivated by humans. The genome sequence of segmental allotetraploid peanut suggests that diversity generated by genetic deletions and homeologous recombination helped to favor the domestication of Arachis hypogaea over its diploid relatives.

DNA methylation is an important feature of plant epigenomes, involved in the formation of heterochromatin and affecting gene expression. Extensive variation of DNA methylation patterns within a species has been uncovered from studies of natural variation. However, the extent to which DNA methylation varies between flowering plant species is still unclear. To understand the variation in genomic patterning of DNA methylation across flowering plant species, we compared single base resolution DNA methylomes of 34 diverse angiosperm species.By analyzing whole-genome bisulfite sequencing data in a phylogenetic context, it becomes clear that there is extensive variation throughout angiosperms in gene body DNA methylation, euchromatic silencing of transposons and repeats, as well as silencing of heterochromatic transposons. The Brassicaceae have reduced CHG methylation levels and also reduced or loss of CG gene body methylation. The Poaceae are characterized by a lack or reduction of heterochromatic CHH methylation and enrichment of CHH methylation in genic regions. Furthermore, low levels of CHH methylation are observed in a number of species, especially in clonally propagated species.These results reveal the extent of variation in DNA methylation in angiosperms and show that DNA methylation patterns are broadly a reflection of the evolutionary and life histories of plant species.

To understand the variation in genomic patterning of DNA methylation we compared methylomes of 34 diverse angiosperm species. By analyzing whole-genome bisulfite sequencing data in a phylogenetic context it becomes clear that there is extensive variation throughout angiosperms in gene body DNA methylation, euchromatic silencing of transposons and repeats, as well as silencing of heterochromatic transposons. The Brassicaceae have reduced CHG methylation levels and also reduced or loss of CG gene body methylation. The Poaceae are characterized by a lack or reduction of heterochromatic CHH methylation and enrichment of CHH methylation in genic regions. Reduced CHH methylation levels are found in clonally propagated species, suggesting that these methods of propagation may alter the epigenomic landscape over time. These results show that DNA methylation patterns are broadly a reflection of the evolutionary and life histories of plant species.

Abstract Silybum marianum (L.) Gaertn., commonly known as milk thistle, is a medicinal plant belonging to the Asteraceae family. This plant has been recognized for its medicinal properties for over 2,000 years. However, the genome of this plant remains largely undiscovered, having no reference genome at a chromosomal level. Here, we assembled the chromosome-level genome of S. marianum , allowing for the annotation of 53,552 genes and the identification of transposable elements comprising 58% of the genome. The genome assembly from this study showed 99.1% completeness as determined by BUSCO assessment, while the previous assembly (ASM154182v1) showed 36.7%. Functional annotation of the predicted genes showed 50,329 genes (94% of total genes) with known protein functions in public databases. Comparative genome analysis among Asteraceae plants revealed a striking conservation of collinearity between S. marianum and C. cardunculus . The genomic information generated from this study will be a valuable resource for milk thistle breeding and for use by the larger research community.