ABSTRACT Structural variations (SVs) are a major source of domestication and improvement traits, however SV profiles of duck and their phenotypic impacts largely hidden. We present the first duck pan-genome constructed using five genome assemblies capturing ∼40.98 Mb new sequences. This pan-genome together with high-depth sequencing data (∼46.5X) identified 101,041 SVs, of which substantial proportions were derived from transposable element (TE) activity. Many TE-derived SVs anchoring in a gene body or regulatory region are linked to duck’s domestication and improvement. By combining quantitative genetics with molecular experiments, we dissect how TE-derived SVs change gene expression of IGF2BP1 and generate a novel transcript of MITF , shaping bodyweight and white plumage. In the IGF2BP1 locus, the TE-derived SV explains the largest effect on bodyweight among avian species (27.61% of phenotypic variation). Our findings highlight the importance of using a pan-genome as a reference in genomics studies and explore the roles of TE-derived SVs in trait formation and in livestock breeding.

ABSTRACT Tibetan animals have several unique advantages owing to the harsh ecological conditions under which they live. Tibetan mammals have been studied extensively. However, understanding of the advantages and underlying mechanisms of the representative high-latitude bird, the Tibetan chicken ( Gallus gallus , TC), remains limited. The gut microbiota of animals has been conclusively shown to be closely related to both host health and host environmental adaptation. This study aimed to explore the relationships between the cecal microbiome and the advantages of TCs based on comparisons among three populations: native TCs residing on the plateau, domestic TCs living in the plain, and one native plain species. Metatranscriptomic sequencing revealed a significant enrichment of active Bacteroidetes but a loss of active Firmicutes in native TCs. Additionally, the upregulated expression of genes in the cecal microbiome of native TCs showed enriched pathways related to energy metabolism, glycan metabolism, and the immune response. Furthermore, the expression of genes involved in the biosynthesis of short-chain fatty acids (SCFAs) and secondary bile acids (SBAs) was upregulated in the cecal microbiome of native TCs. Data from targeted metabolomics further confirmed elevated levels of certain SCFAs and SBAs in the cecum of native TCs. Based on the multi-omics association analysis, we proposed that the higher ratio of active Bacteroidetes/Firmicutes may be attributed to the efficient energy metabolism and stronger immunological activity of native TCs. Our findings provide a better understanding of the interactions between gut microbiota and highland adaptation, and novel insights into the mechanisms by which Tibetan chickens adapt to the plateau hypoxic environment. IMPORTANCE The composition and function of the active cecal microbiome were significantly different between the plateau Tibetan chicken population and the plain chicken population. Higher expression genes related to energy metabolism and immune response were found in the cecal microbiome of the plateau Tibetan chicken population. The cecal microbiome in the plateau Tibetan chicken population exhibited higher biosynthesis of short-chain fatty and secondary bile acids, resulting in higher cecal content of these metabolites. The active Bacteroidetes/Firmicutes ratio in the cecal microbiome may contribute to the high-altitude adaptive advantage of the plateau Tibetan chicken population.

Telomere length plays a crucial role in cellular aging and the risk of diseases. Unlike normal cells, cancer cells can extend their own survival by maintaining telomere stability through telomere maintenance mechanism. Therefore, regulating the lengths of telomeres have emerged as a promising approach for anti-cancer treatment. In this study, we introduce a nanoscale octopus-like structure designed to induce physical entangling of telomere, thereby efficiently triggering telomere dysfunction. The nanoscale octopus, composed of eight-armed PEG (8-arm-PEG), are functionalized with cell penetrating peptide (TAT) to facilitate nuclear entry and are covalently bound to N-Methyl Mesoporphyrin IX (NMM) to target G-quadruplexes (G4s) present in telomeres. The multi-armed configuration of the nanoscale octopus enables targeted binding to multiple G4s, physically disrupting and entangling numerous telomeres, thereby triggering telomere dysfunction. Both in vitro and in vivo experiments indicate that the nanoscale octopus significantly inhibits cancer cell proliferation, induces apoptosis through telomere entanglement, and ultimately suppresses tumor growth. This research offers a novel perspective for the development of innovative anti-cancer interventions and provides potential therapeutic options for targeting telomeres.

Neodon, genus of a short time evolutionary history, was reported to be diverged from its relatives in early stage of Pleistocene. Only 4 species were well documented in Neodon for a long period of time until last years when a systematic work described and added three new species, adjusted three species used to belong to Lasiopodomys, Phaiomys, Microtus to Neodon and removed one species (Neodon juldaschi) to genus Blanfordimys, leading to a total of eight species recorded in Neodon. To gain a better insight into the phylogeny and ecology of Neodon, we have systematically sampled Neodon species along the whole Hengduan and Himalayan Mountains in the last 20 years. In addition to morphological identification, we generated 1x - 15x whole genome sequencing (WGS) data and achieved the mitochondrial genomes and an average of 5,382 nuclear genes for each morpho-species. Both morphology and phylogeny results supported an extra six new species in Neodon (nominated Neodon shergylaensis sp. nov., N. namchabarwaensis sp. nov., N. liaoruii sp. nov., N. chayuensis sp. nov., N. bomiensis sp. nov., and N. bershulaensis sp. nov.). This is the first study that included Neodon samples covering its entire distribution area in China and this systematic sampling also revealed a long-time underestimation of Neodon's diversity, and suggested its speciation events linked highly to founder event via dispersal (from Plateau to surrounding mountains). The results also revealed that the Qinghai-Tibetan Plateau is the center of origin of Neodon, and the impetus of speciation include climate change, isolation of rivers and mountains.