Sequencing and analysing the diploid genome and transcriptome of Aegilops tauschii provide new insights into the role of this genome in enabling the adaptation of bread wheat and are a step towards understanding the very large and complicated hexaploid genomes of wheat species. The hexaploid genome of bread wheat Triticum aestivum, designated AABBDD, evolved as a result of hybridization between three ancestral grasses. Two papers published in the issue of Nature present genome sequences and analysis of two of these wheat progenitors. First, the genome sequence of the diploid wild wheat T. urartu (ancestor of the A genome), which resembles cultivated wheat more strongly than either Aegilops speltoides (the B ancestor) or Ae. tauschii (the D donor). And second, the Ae. tauschii genome, together with an analysis of its transcriptome. These genomes and their analyses will be powerful tools for the study of complex, polyploid wheat genomes and a valuable resource for genetic improvement of wheat. About 8,000 years ago in the Fertile Crescent, a spontaneous hybridization of the wild diploid grass Aegilops tauschii (2n = 14; DD) with the cultivated tetraploid wheat Triticum turgidum (2n = 4x = 28; AABB) resulted in hexaploid wheat (T. aestivum; 2n = 6x = 42; AABBDD)1,2. Wheat has since become a primary staple crop worldwide as a result of its enhanced adaptability to a wide range of climates and improved grain quality for the production of baker’s flour2. Here we describe sequencing the Ae. tauschii genome and obtaining a roughly 90-fold depth of short reads from libraries with various insert sizes, to gain a better understanding of this genetically complex plant. The assembled scaffolds represented 83.4% of the genome, of which 65.9% comprised transposable elements. We generated comprehensive RNA-Seq data and used it to identify 43,150 protein-coding genes, of which 30,697 (71.1%) were uniquely anchored to chromosomes with an integrated high-density genetic map. Whole-genome analysis revealed gene family expansion in Ae. tauschii of agronomically relevant gene families that were associated with disease resistance, abiotic stress tolerance and grain quality. This draft genome sequence provides insight into the environmental adaptation of bread wheat and can aid in defining the large and complicated genomes of wheat species.

Minsheng You and colleagues report the whole-genome sequence of the diamondback moth, Plutella xylostella. Their transcriptome analysis from different life stages, together with comparative genomic and phylogenetic analysis, provides insights into herbivore evolution and insect adaptation to plant feeding and detoxification. How an insect evolves to become a successful herbivore is of profound biological and practical importance. Herbivores are often adapted to feed on a specific group of evolutionarily and biochemically related host plants1, but the genetic and molecular bases for adaptation to plant defense compounds remain poorly understood2. We report the first whole-genome sequence of a basal lepidopteran species, Plutella xylostella, which contains 18,071 protein-coding and 1,412 unique genes with an expansion of gene families associated with perception and the detoxification of plant defense compounds. A recent expansion of retrotransposons near detoxification-related genes and a wider system used in the metabolism of plant defense compounds are shown to also be involved in the development of insecticide resistance. This work shows the genetic and molecular bases for the evolutionary success of this worldwide herbivore and offers wider insights into insect adaptation to plant feeding, as well as opening avenues for more sustainable pest management.

The brown planthopper, Nilaparvata lugens, the most destructive pest of rice, is a typical monophagous herbivore that feeds exclusively on rice sap, which migrates over long distances. Outbreaks of it have re-occurred approximately every three years in Asia. It has also been used as a model system for ecological studies and for developing effective pest management. To better understand how a monophagous sap-sucking arthropod herbivore has adapted to its exclusive host selection and to provide insights to improve pest control, we analyzed the genomes of the brown planthopper and its two endosymbionts.We describe the 1.14 gigabase planthopper draft genome and the genomes of two microbial endosymbionts that permit the planthopper to forage exclusively on rice fields. Only 40.8% of the 27,571 identified Nilaparvata protein coding genes have detectable shared homology with the proteomes of the other 14 arthropods included in this study, reflecting large-scale gene losses including in evolutionarily conserved gene families and biochemical pathways. These unique genomic features are functionally associated with the animal's exclusive plant host selection. Genes missing from the insect in conserved biochemical pathways that are essential for its survival on the nutritionally imbalanced sap diet are present in the genomes of its microbial endosymbionts, which have evolved to complement the mutualistic nutritional needs of the host.Our study reveals a series of complex adaptations of the brown planthopper involving a variety of biological processes, that result in its highly destructive impact on the exclusive host rice. All these findings highlight potential directions for effective pest control of the planthopper.

Tigers and their close relatives (Panthera) are some of the world's most endangered species. Here we report the de novo assembly of an Amur tiger whole-genome sequence as well as the genomic sequences of a white Bengal tiger, African lion, white African lion and snow leopard. Through comparative genetic analyses of these genomes, we find genetic signatures that may reflect molecular adaptations consistent with the big cats' hypercarnivorous diet and muscle strength. We report a snow leopard-specific genetic determinant in EGLN1 (Met39>Lys39), which is likely to be associated with adaptation to high altitude. We also detect a TYR260G>A mutation likely responsible for the white lion coat colour. Tiger and cat genomes show similar repeat composition and an appreciably conserved synteny. Genomic data from the five big cats provide an invaluable resource for resolving easily identifiable phenotypes evident in very close, but distinct, species.

Cohorts of pregnant women in 2018 and 2020 were selected to explore prenatal exposure to perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances (PFAS). Maternal serum during the whole pregnancy (first to third trimesters) and matched cord serum were collected for the analysis of 50 PFAS. Perfluorooctanoic acid (PFOA), perfluorooctanesulfonic acid (PFOS), and 6:2 fluorotelomer sulfonic acid (6:2 FTS) were the dominant PFAS in both the maternal and cord serum. The median ∑PFAS concentration was 14.18 ng/mL, and the ∑PFAS concentration was observed to decline from the first trimester to the third trimester. The transplacental transfer efficiencies (TTE) of 29 PFAS were comprehensively assessed, and a "U"-shaped trend in TTE values with increasing molecular chain length of perfluoroalkyl carboxylic acid (PFCA) was observed in this study. Moreover, the maternal concentrations of 9-chlorohexadecafluoro-3-oxanonane-1-sulfonic acid (6:2 Cl-PFESA), perfluorononanoic acid (PFNA), perfluorodecanoic acid (PFDA), perfluoroundecanoic acid (PFUdA), perfluorododecanoic acid (PFDoA), PFOS, and hexafluoropropylene oxide dimer acid (HFPO-DA) in the 2020 cohort were significantly lower than those in the 2018 cohort, declining by about 23.85-43.2% from 2018 to 2020 (

ABSTRACT OBJECTIVE The association of palmitic acid with macrophage inflammation and its promotion of the expression of inflammatory factors through TLR4 have been demonstrated. It has been observed that immature TLR4 localizes to the endoplasmic reticulum and Golgi apparatus, necessitating glycosylation for migration to the cell membrane. The objective of this study was to identify potential biomarkers associated with N-glycosylation subsequent to the activation of TLR4 inflammatory signaling in human macrophages by palmitic acid. APPROACH AND RESULTS The co-cultivation of palmitic acid with THP-1 macrophages was conducted for a duration of 24 hours, followed by the collection of cell extracts for subsequent metabolomic and lipidomic analyses using high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Multivariate and univariate statistical analyses were conducted to identify potential biomarkers, in accordance with established scientific protocols. The impact of palmitic acid on the TLR4 signaling pathway and macrophage N-glycosylation was assessed at various time points using Western blot analysis, immunofluorescence staining, Elisa assays, and chemical labeling techniques. The TLR4 inflammatory signaling pathway was examined in macrophages at different time points, revealing that PA induced the upregulation of MyD88 and TRAF6 expression as well as NF-κB phosphorylation, indicating the activation of classical NF-κB signaling. After 24 hours, TLR4 translocated from the cell membrane to the cytoplasm and initiated internalization, accompanied by significant colocalization with GalAz in the cytosol. In addition, the metabolites in the cell extract were found to be altered in both the control and model groups. Significantly alterations in two N-glycosylation related metabolites were observed in the model group, including guanosine diphosphate-L-fucose and uridine diphosphate-N-acetylglucosamine/uridine diphosphate-N-acetylgalactosamine. CONCLUSIONS THP-1 macrophages incubated with palmitic acid exhibited a distinct metabolomic profile compared to the control group. Our findings suggest that metabolomics analysis holds promise in identifying disease-specific biomarkers for diagnosing fatty acid-induced inflammatory responses in macrophages.