Abstract Background Oat ( Avena sativa , 2 n =6 x =42) is an important crop, and with its wild relatives including A. longiglumis (ALO, 2 n =6 x =14), has advantageous agronomic and nutritional traits. A de-novo chromosome-level ALO genome assembly was made to investigate diversity and structural genome variation between Avena species and other Poaceae in an evolutionary context, and develop genomic resources to identify the pangenome and economic traits within Pooideae. Results The 3.85 gigabase ALO genome (seven pseudo-chromosomes), contained 40,845 protein-coding genes and 87% repetitive sequences (84.21% transposable elements). An LTR retrotransposon family was abundant at all chromosome centromeres, and genes were distributed without major terminal clusters. Comparisons of synteny with A. eriantha and A. strigosa showed evolutionary translocations of terminal segments including many genes. Comparison with rice ( x =12) and the ancestral grass karyotype showed synteny and features of chromosome evolution including fusions, translocations and insertions of syntenic blocks across Pooideae species. With a genome size 10 times larger than rice, ALO showed relatively uniform expansion along the chromosome arms, with few gene-poor regions along arms, and no major duplications nor deletions. Linked gene networks were identified (mixed-linkage glucans and cellulose synthase genes), and CYP450 genes may be related to salt-tolerance. Conclusions The high-continuity genome assembly shows gene, chromosomal structural and copy number variation, providing a reference for the Avena pangenome, defining the full spectrum of diversity. Chromosomal rearrangements and genome expansion demonstrate features of evolution across the genus and grass BOP-clade, contributing to exploitation of gene and genome diversity through precision breeding.

ABSTRACT Hibiscus rosa-sinensis L. (Hibiscus, Malvaceae) is an ornamental species grown widely in amenity plantings. We collected leaves on an urban roadside pavement (sidewalk) near a market in Guangzhou which showed multiple symptoms of leaf rolling, deformation and chlorosis. Initial evaluation by electron microscopy using negative staining of drip preparations revealed the presence of tobamovirus-like particles. Total RNA was extracted, and, unusually, without any RNA selection based on sequence, was used for cDNA library construction and high-throughput survey sequencing. From the 814 Mb of clean sequence data (from 2,712,161 paired reads of 150 bp) reads representing chloroplast, ribosomal, and mitochondrial genes were filtered out, eliminating 79.1% of reads. 1,135,848 × 150 bp of the sequence was retained and screened for viral sequences. Assembly of these sequences detected nine virus species from seven virus genera comprising three tobamoviruses, namely, Tobacco mosaic virus, Tobacco mild green mosaic virus and Hibiscus latent Singapore virus, Turnip mosaic virus ( Potyvirus ), Potato virus M ( Carlavirus ), Hibiscus chlorotic ringspot virus ( Betacarmovirus ), Fabavirus sp ( Fabavirus ), Cotton leaf curl Multan virus ( Begomovirus ) and a putative mitoviruses replicating in mitochondria, Chenopodium quinoa mitovirus 1. Mapping the reads to complete virus reference sequences showed high and uniform coverage of the genomes from 3,729 x coverage for Turnip mosaic virus to 22 x for Cotton leaf curl Multan virus. By comparison, nuclear reference genes actin showed 14 x coverage and polyubiquitin 27 x. Notable variants from reference sequences (SNPs) were identified. With the low cost of sequencing and potential for semi-automated bioinformatic pipelines, the whole-RNA approach has huge potential for identifying multiple undiagnosed viruses in ornamental plants, resulting in the ability to take preventive measures in production facilities against spread and to product quality for the mutual benefit of producers and consumers.

Abstract Flavonoids in Musaceae are involved in pigmentation and stress responses, including pathogen defense and UV protection, and are a component of the healthy human diet. Identification and analysis of the sequence and copy number of flavonoid biosynthetic genes are valuable for understanding the nature and diversity of flavonoid evolution in Musaceae species. In this study, we identified 71 to 80 flavonoid biosynthetic genes in chromosome-scale genome sequence assemblies of Musaceae, including those of Ensete glaucum , Musella lasiocarpa , Musa beccarii , M. acuminata , M. balbisiana , and M. schizocarpa, checking annotations with BLAST and determining the presence of conserved domains. The number of genes increased through segmental duplication and tandem duplication. Orthologues of both structural and regulatory genes in the flavonoid biosynthetic pathway are highly conserved across Musaceae. The flavonoid 3’,5’-hydroxylase gene F3’5’Hs was amplified in Musaceae and ginger compared with grasses (rice, Brachypodium, Avena longiglumis, and sorghum). One group of genes from this gene family amplified near the centromere of chromosome 2 in the x = 11 Musaceae species. Flavonoid biosynthetic genes displayed few consistent responses in the yellow and red bracts of Musella lasiocarpa when subjected to low temperatures. The expression levels of MlDFR2/3 increased while MlLAR was reduced by half. These results establish the range of diversity in both sequence and copy number of flavonoid biosynthetic genes during evolution of Musaceae. The combination of allelic variants of genes, changes in their copy numbers, and variation in transcription factors with the modulation of expression under cold treatments and between bract-colours suggests the variation may be exploited in plant breeding programmes, particularly for improvement of stress-resistance in the banana crop.

Abstract Endothelial activation plays an essential role in the pathology of sepsis-induced acute lung injury, but the detailed regulatory mechanisms remain largely unknown. Here, we demonstrated that TRIM47, an ubiquitin E3 ligase of tripartite protein family, is highly expressed in vascular endothelial cells and is up-regulated during TNFα-induced endothelial activation. Knockdown of TRIM47 in endothelial cells prevents the transcription of multiple pro-inflammatory cytokines, reduces monocyte adhesion and the expression of adhesion molecules, and inhibits the secretion of IL-1β and IL-6 into the supernatant. By contrast, overexpression of TRIM47 promotes inflammatory response and monocyte adhesion upon TNFα stimulation. TRIM47 modulates the activation of NF-κB and MAPK signaling pathways during endothelial activation. Further experiment confirmed that TRIM47 interacts with TRAF2 and mediates K63-linked ubiquitination. In addition, TRIM47-deficient mice are more resistant to lipopolysaccharide-induced acute lung injury and death, due to attenuated pulmonary inflammation. Taken together, our studies suggest that TRIM47 promotes pulmonary inflammation and injury at least partly through potentiating the K63-linked ubiquitination of TRAF2, which in turn activates NF-κB and MAPK signaling pathways to trigger inflammatory response in endothelial cells.