Mungbean (Vigna radiata) is a fast-growing, warm-season legume crop that is primarily cultivated in developing countries of Asia. Here we construct a draft genome sequence of mungbean to facilitate genome research into the subgenus Ceratotropis, which includes several important dietary legumes in Asia, and to enable a better understanding of the evolution of leguminous species. Based on the de novo assembly of additional wild mungbean species, the divergence of what was eventually domesticated and the sampled wild mungbean species appears to have predated domestication. Moreover, the de novo assembly of a tetraploid Vigna species (V. reflexo-pilosa var. glabra) provides genomic evidence of a recent allopolyploid event. The species tree is constructed using de novo RNA-seq assemblies of 22 accessions of 18 Vigna species and protein sets of Glycine max. The present assembly of V. radiata var. radiata will facilitate genome research and accelerate molecular breeding of the subgenus Ceratotropis. Mungbean is a fast-growing and warm-season legume crop, cultivated mainly in Asia. Here, the authors sequence the genomes of both wild and domesticated mungbean varieties and, together with detailed transcriptome data, provide insight into mungbean domestication, polyploidization and speciation.

Vigna marina (Barm.) Merr. is adapted to tropical marine beaches and has an outstanding tolerance to salt stress. Given there are growing demands for cultivating crops in saline soil or with saline water, it is important to understand how halophytic species are adapted to the saline environments. Here we sequenced the whole genome of V. marina with longreads, and performed a forward genetic study to identify QTLs involved in the salt tolerance. As the QTL region harbored VmSOS1 , encoding plasma membrane Na + /H + antiporter, we traced the dynamics of sodium using the positron emitting tracer imaging system (PETIS) and revealed that V. marina actively excretes sodium from the root. In addition, the sodium excretion was faster in the light period and slower in the dark period, indicating it is under diurnal regulation. The following comparative transcriptome analyses indicated that the SOS pathway plays a key role in the diurnal regulation of sodium excretion. Furthermore, we demonstrated that, under a condition of mild salt stress, the plants with the diurnally regulated SOS pathway outperformed those with the constitutively activated SOS pathway.

Zombi pea (Vigna vexillata (L.) A. Rich) is an underutilized crop belonging to the genus Vigna. Two domesticated forms of zombi pea are cultivated as crop plants; seed and tuber forms. The cultivated seed form is present in Africa, while the cultivated tuber form is present in a very limited part of Asia. Genetics of domestication have been investigated in most of cultivated Vigna crops by means of quantitative trait locus (QTL) mapping. In this study, we investigated genetics of domestication in zombi pea by QTL analysis using an F2 population of 139 plants derived from a cross between cultivated tuber form of V. vexillata (JP235863) and wild V. vexillata (AusTRCF66514). A linkage map with 11 linkage groups was constructed from this F2 population using 145 SSR, 117 RAD-seq and 2 morphological markers. Many highly segregation distorted markers were found on LGs 5, 6, 7, 8, 10 and 11. Most of the distorted markers were clustered together and all the markers on LG8 were highly distorted markers. Comparing this V. vexillata linkage map with a previous linkage map of V. vexillata and linkage maps of other four Vigna species demonstrated several macro translocations in V. vexillata. QTL analysis for 22 domestication-related traits was investigated by inclusive composite interval mapping in which 37 QTLs were identified for 18 traits; no QTL was detected for 4 traits. Number of QTLs detected in each trait ranged from 1 to 5 with an average of only 2.3. Tuber traits were controlled by five QTLs with similar effect locating on different linkage groups. Large-effect QTLs (PVE > 20%) were on LG4 (pod length), LG5 (leaf size and seed thickness), and LG7 (for seed-related traits). Comparison of domestication-related QTLs of the zombi pea with those of cowpea (Vigna unguiculata), azuki bean (Vigna angularis), mungbean (Vigna radiata) and rice bean (Vigna umbellata) revealed that there was conservation of some QTLs for seed size, pod size and leaf size between zombi pea and cowpea and that QTLs associated with seed size (weight, length, width and thickness) in each species were clustered on same linkage.

Legumes have evolved a unique manner of seed dispersal in that the seed pods explosively split open with helical tension generated by sclerenchyma on the endocarp. During domestication, azuki bean (Vigna angularis) and yard-long bean (Vigna unguiculata cv-gr. Sesquipedalis) have reduced or lost the sclerenchyma and lost the shattering behavior of seed pods. Here we performed fine-mapping with back-crossed populations and narrowed the candidate genomic region down to 4 kbp in azuki bean and 13 kbp in yard-long bean. Among genes located in these regions, we found MYB26 genes encoded truncated proteins in both the domesticated species. We also found in azuki bean and other legumes that MYB26 is duplicated and only the duplicated copy is expressed in seed pods. Interestingly, in Arabidopsis MYB26 is single copy and is specifically expressed in anther to initiate secondary wall thickening that is required for anther dehiscence. These facts indicated that, in legumes, MYB26 has been duplicated and acquired a new role in development of pod sclerenchyma. However, pod shattering is unfavorable phenotype for harvesting and thus has been selected against by human.