Abstract Evolview is an interactive tree visualization tool designed to help researchers in visualizing phylogenetic trees and in annotating these with additional information. It offers the user with a platform to upload trees in most common tree formats, such as Newick/Phylip, Nexus, Nhx and PhyloXML, and provides a range of visualization options, using fifteen types of custom annotation datasets. The new version of Evolview was designed to provide simple tree uploads, manipulation and viewing options with additional annotation types. The ‘dataset system’ used for visualizing tree information has evolved substantially from the previous version, and the user can draw on a wide range of additional example visualizations. Developments since the last public release include a complete redesign of the user interface, new annotation dataset types, additional tree visualization styles, full-text search of the documentation, and some backend updates. The project management aspect of Evolview was also updated, with a unified approach to tree and project management and sharing. Evolview is freely available at: https://www.evolgenius.info/evolview/.

Evolview is an online visualization and management tool for customized and annotated phylogenetic trees. It allows users to visualize phylogenetic trees in various formats, customize the trees through built-in functions and user-supplied datasets and export the customization results to publication-ready figures. Its ‘dataset system’ contains not only the data to be visualized on the tree, but also ‘modifiers’ that control various aspects of the graphical annotation. Evolview is a single-page application (like Gmail); its carefully designed interface allows users to upload, visualize, manipulate and manage trees and datasets all in a single webpage. Developments since the last public release include a modern dataset editor with keyword highlighting functionality, seven newly added types of annotation datasets, collaboration support that allows users to share their trees and datasets and various improvements of the web interface and performance. In addition, we included eleven new ‘Demo’ trees to demonstrate the basic functionalities of Evolview, and five new ‘Showcase’ trees inspired by publications to showcase the power of Evolview in producing publication-ready figures. Evolview is freely available at: http://www.evolgenius.info/evolview/.

EvolView is a web application for visualizing, annotating and managing phylogenetic trees. First, EvolView is a phylogenetic tree viewer and customization tool; it visualizes trees in various formats, customizes them through built-in functions that can link information from external datasets, and exports the customized results to publication-ready figures. Second, EvolView is a tree and dataset management tool: users can easily organize related trees into distinct projects, add new datasets to trees and edit and manage existing trees and datasets. To make EvolView easy to use, it is equipped with an intuitive user interface. With a free account, users can save data and manipulations on the EvolView server. EvolView is freely available at: http://www.evolgenius.info/evolview.html.

Abstract The Para rubber tree ( Hevea brasiliensis ) is an economically important tropical tree species that produces natural rubber, an essential industrial raw material. Here we present a high-quality genome assembly of this species (1.37 Gb, scaffold N50 = 1.28 Mb) that covers 93.8% of the genome (1.47 Gb) and harbours 43,792 predicted protein-coding genes. A striking expansion of the REF/SRPP (rubber elongation factor/small rubber particle protein) gene family and its divergence into several laticifer-specific isoforms seem crucial for rubber biosynthesis. The REF/SRPP family has isoforms with sizes similar to or larger than SRPP1 (204 amino acids) in 17 other plants examined, but no isoforms with similar sizes to REF1 (138 amino acids), the predominant molecular variant. A pivotal point in Hevea evolution was the emergence of REF1, which is located on the surface of large rubber particles that account for 93% of rubber in the latex (despite constituting only 6% of total rubber particles, large and small). The stringent control of ethylene synthesis under active ethylene signalling and response in laticifers resolves a longstanding mystery of ethylene stimulation in rubber production. Our study, which includes the re-sequencing of five other Hevea cultivars and extensive RNA-seq data, provides a valuable resource for functional genomics and tools for breeding elite Hevea cultivars.

Date palm (Phoenix dactylifera L.) is a cultivated woody plant species with agricultural and economic importance. Here we report a genome assembly for an elite variety (Khalas), which is 605.4 Mb in size and covers >90% of the genome (~671 Mb) and >96% of its genes (~41,660 genes). Genomic sequence analysis demonstrates that P. dactylifera experienced a clear genome-wide duplication after either ancient whole genome duplications or massive segmental duplications. Genetic diversity analysis indicates that its stress resistance and sugar metabolism-related genes tend to be enriched in the chromosomal regions where the density of single-nucleotide polymorphisms is relatively low. Using transcriptomic data, we also illustrate the date palm’s unique sugar metabolism that underlies fruit development and ripening. Our large-scale genomic and transcriptomic data pave the way for further genomic studies not only on P. dactylifera but also other Arecaceae plants. The date palm is one of the most economically important plants of the palm family. Here, the authors present a high-quality genome assembly of the date palm Phoenix dactylifera, and reveal insights into the unique sugar metabolism underlying fruit ripening.

Abstract Significant improvements in long-read sequencing technologies have unlocked complex genomic areas, such as centromeres, in the genome and introduced the centromere annotation problem. Currently, centromeres are annotated in a semi-manual way. Here, we propose HiCAT, a generalizable automatic centromere annotation tool, based on hierarchical tandem repeat mining and maximization of tandem repeat coverage to facilitate decoding of centromere architecture. We applied HiCAT to human CHM13-T2T and gapless Arabidopsis thaliana genomes. Our results not only were generally consistent with previous inferences but also greatly improved annotation continuity and revealed additional fine structures, demonstrating HiCAT’s performance and general applicability.

Abstract Arabidopsis thaliana is an important and long-established model species for plant molecular biology, genetics, epigenetics, and genomics. However, the latest version of reference genome still contains significant number of missing segments. Here, we report a high-quality and almost complete Col-0 genome assembly with two gaps (Col-XJTU) using combination of Oxford Nanopore Technology ultra-long reads, PacBio high-fidelity long reads, and Hi-C data. The total genome assembly size is 133,725,193 bp, introducing 14.6 Mb of novel sequences compared to the TAIR10.1 reference genome. All five chromosomes of Col-XJTU assembly are highly accurate with consensus quality (QV) scores > 60 (ranging from 62 to 68), which are higher than those of TAIR10.1 reference (QV scores ranging from 45 to 52). We have completely resolved chromosome (Chr) 3 and Chr5 in a telomere-to-telomere manner. Chr4 has been completely resolved except the nucleolar organizing regions, which comprise long repetitive DNA fragments. The Chr1 centromere (CEN1), reportedly around 9 Mb in length, is particularly challenging to assemble due to the presence of tens of thousands of CEN180 satellite repeats. Using the cutting-edge sequencing data and novel computational approaches, we assembled about 4 Mb of sequence for CEN1 and a 3.5-Mb-long CEN2. We investigated the structure and epigenetics of centromeres. We detected four clusters of CEN180 monomers, and found that the centromere-specific histone H3-like protein (CENH3) exhibits a strong preference for CEN180 cluster 3. Moreover, we observed hypomethylation patterns in CENH3-enriched regions. We believe that this high-quality genome assembly, Col-XJTU, would serve as a valuable reference to better understand the global pattern of centromeric polymorphisms, as well as genetic and epigenetic features in plants.

Abstract Human ascariasis is a major neglected tropical disease caused by the nematode Ascaris lumbricoides . We report a 296 megabase (Mb) reference quality genome comprised of 17902 protein-coding genes derived from a single, representative Ascaris worm collected from 60 human hosts in Kenyan villages where pig husbandry is rare. Notably, the majority of human isolates (63/68) possessed mitochondrial genomes that clustered closer to the pig parasite Ascaris suum than to A. lumbricoides . Comparative phylogenomic analyses identified over 11 million nuclear-encoded SNPs but just two distinct genetic types that had recombined across the genomes analysed. The nuclear genomes had extensive heterozygosity and all samples existed as genetic mosaics with either A. suum -like or A. lumbricoides -like inheritance patterns supporting a highly interbred Ascaris species genetic complex. As no barriers appear to exist for anthroponotic transmission of these “hybrid” worms, a one-health approach to control the spread of human ascariasis will be necessary.

Abstract Baylisascaris schroederi , a bamboo-feeding giant panda ( Ailuropoda melanoleuca )-specific roundworm (ascaridoid) parasite, is the causative agent of baylisascariasis, which represents a leading reason for the mortality of wild giant panda populations and therefore poses a significant threat to giant panda conservation. Here we present a 293-Mb chromosome-level genome assembly of B. schroederi to inform its biology, including host adaptations. Comparative genomics revealed an evolutionary trajectory accompanied by host-shift events in ascaridoid parasite lineages after host separations, suggesting their potential transmissions and fast adaptations to hosts. Genomic and anatomical lines of evidence, including expansion and positive selection of genes related to cuticle and basal metabolisms, indicates that B. schroederi undergoes specific adaptations to survive in the sharp-edged bamboo enriched gut of giant panda by structurally increasing its cuticle thickness and efficiently utilizing host nutrients during gut parasitism. Also, we characterized the secretome and predicted potential drug and vaccine targets for new interventions. Overall, this genome resource provides new insights into the host adaptation of B. schroederi to giant panda as well as the host-shift events in ascaridoid parasite lineages. These findings also add to our knowledge on the unique biology of the giant panda roundworm and aid the development of much-needed novel strategies for the control of baylisascariasis and thus the protection of giant panda populations.

Background: Centromeres play a crucial and conserved role in cell division, although their composition and evolutionary history in green algae, the evolutionary ancestors of land plants, remains largely unknown. Results: We constructed near telomere-to-telomere (T2T) assemblies for two Trebouxiophyceae species, Chlorella sorokiniana NS4-2 and Chlorella pyrenoidosa DBH, with chromosome numbers of 12 and 13, and genome sizes of 58.11 Mb and 53.41 Mb, respectively. We identified and validated their centromere sequences using CENH3 ChIP-seq and found that, similar to humans and higher plants, the centromeric CENH3 signals of green algae display a pattern of hypomethylation. Interestingly, the centromeres of both species largely comprised transposable elements, although they differed significantly in their composition. Species within the Chlorella genus display a more diverse centromere composition, with major constituents including members of the LTR/Copia, LINE/L1, and LINE/RTEX families. This is in contrast to green algae including Chlamydomonas reinhardtii, Coccomyxa subellipsoidea, and Chromochloris zofingiensis, in which centromere composition instead has a pronounced single-element composition. Moreover, we observed significant differences in the composition and structure of centromeres among chromosomes with strong collinearity within the Chlorella genus, suggesting that centromeric sequence evolves more rapidly than sequence in non-centromeric regions. Conclusions: This study not only provides high-quality genome data for comparative genomics of green algae but gives insight into the composition and evolutionary history of centromeres in early plants, laying an important foundation for further research on their evolution.