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.

Abstract Rice ( Oryza sativa L .) endosperm provides nutrients for seed germination and determines grain yield. RNA editing, a post-transcriptional modification essential for plant development, unfortunately, is not fully characterized during rice endosperm development. Here, we conduct genome re-sequencing and RNA sequencing for rice endosperms across five successive developmental stages and perform systematic analyses to characterize RNA editing profiles during rice endosperm development. We find that the majority of their editing sites are C-to-U CDS-recoding in mitochondria, leading to increased hydrophobic amino acids, and affecting structures and functions of mitochondrial proteins. Comparative analysis of RNA editing profiles across the five developmental stages reveals that CDS-recoding sites present higher editing frequencies with lower variabilities, and recoded amino acids, particularly caused by these sites with higher editing frequencies, tend to exhibit stronger evolutionary conservation across many land plants. Based on these results, we further classify mitochondrial genes into three groups that present distinct patterns in terms of editing frequency and variability of CDS-recoding sites. Besides, we identify a series of P- and PLS-class pentatricopeptide repeat (PPR) proteins with editing potential and construct PPR-RNA binding profiles, yielding candidate PPR editing factors related to rice endosperm development. Taken together, our findings provide valuable insights for deciphering fundamental mechanisms of rice endosperm development underlying RNA editing machinery. Author summary Rice endosperm development, a critical process determining quality and yield of our mankind’s essential food, is regulated by RNA editing that provokes RNA base alterations by protein factors. However, our understanding of this regulation is incomplete. Hence, we systematically characterize RNA editing profiles during rice endosperm development. We find that editing sites resulting in amino acid changes, called “CDS-recoding”, predominate in mitochondria, leading to increased hydrophobic amino acids and affecting structures and functions of proteins. Comparative analysis of RNA editing profiles during rice endosperm development reveals that CDS-recoding sites present higher editing frequencies with lower variabilities. Furthermore, evolutionary conservation of recoded amino acids caused by these CDS-recoding sites is positively correlated with editing frequency across many land plants. We classify mitochondrial genes into three groups that present distinct patterns in terms of editing frequency and variability of CDS-recoding sites, indicating different effects of these genes on rice endosperm development. In addition, we identify candidate protein factors associated closely with RNA editing regulation. To sum up, our findings provide valuable insights for fully understanding the role of RNA editing during rice endosperm development.

Cold seeps in the deep sea are closely linked to energy exploration as well as global climate change. The alkane-dominated chemical energy-driven model makes cold seeps an oasis of deep-sea life, showcasing an unparalleled reservoir of microbial genetic diversity. By analyzing 113 metagenomes collected from 14 global sites across 5 cold seep types, we present a comprehensive Cold Seep Microbiomic Database (CSMD) to archive the genomic and functional diversity of cold seep microbiome. The CSMD includes over 49 million non-redundant genes and 3175 metagenome-assembled genomes (MAGs), which represent 1897 species spanning 106 phyla. In addition, beta diversity analysis indicates that both sampling site and cold seep type have substantial impact on the prokaryotic microbiome community composition. Heterotrophic and anaerobic metabolisms are prevalent in microbial communities, accompanied by considerable mixotrophs and facultative anaerobes, indicating the versatile metabolic potential in cold seeps. Furthermore, secondary metabolic gene cluster analysis indicates that at least 98.81% of the sequences encode potentially novel natural products. These natural products are dominated by ribosomal processing peptides, which are widely distributed in archaea and bacteria. Overall, the CSMD represents a valuable resource which would enhance the understanding and utilization of global cold seep microbiomes.