Hemiptera, the largest non-holometabolous order of insects, represents approximately 7% of metazoan diversity. With extraordinary life histories and highly specialized morphological adaptations, hemipterans have exploited diverse habitats and food sources through approximately 300 Myr of evolution. To elucidate the phylogeny and evolutionary history of Hemiptera, we carried out the most comprehensive mitogenomics analysis on the richest taxon sampling to date covering all the suborders and infraorders, including 34 newly sequenced and 94 published mitogenomes. With optimized branch length and sequence heterogeneity, Bayesian analyses using a site-heterogeneous mixture model resolved the higher-level hemipteran phylogeny as (Sternorrhyncha, (Auchenorrhyncha, (Coleorrhyncha, Heteroptera))). Ancestral character state reconstruction and divergence time estimation suggest that the success of true bugs (Heteroptera) is probably due to angiosperm coevolution, but key adaptive innovations (e.g. prognathous mouthpart, predatory behaviour, and haemelytron) facilitated multiple independent shifts among diverse feeding habits and multiple independent colonizations of aquatic habitats.

Adenosine-to-inosine (A-to-I) RNA editing recodes the genome and confers flexibility for the organisms to adapt to the environment. It is believed that RNA recoding sites are well suited for facilitating adaptive evolution by increasing the proteomic diversity in a temporal-spatial manner. The function and essentiality of a few conserved recoding sites are recognized. However, the experimentally discovered functional sites only make up a small corner of the total sites, and there is still the need to expand the repertoire of such functional sites with bioinformatic approaches. In this study, we define a new category of RNA editing sites termed 'conserved editing with non-conserved recoding' and systematically identify such sites in Drosophila editomes, figuring out their selection pressure and signals of adaptation at inter-species and intra-species levels. Surprisingly, conserved editing sites with non-conserved recoding are not suppressed and are even slightly overrepresented in Drosophila. DNA mutations leading to such cases are also favoured during evolution, suggesting that the function of those recoding events in different species might be diverged, specialized, and maintained. Finally, structural prediction suggests that such recoding in potassium channel Shab might increase ion permeability and compensate the effect of low temperature. In conclusion, conserved editing with non-conserved recoding might be functional as well. Our study provides novel aspects in considering the adaptive evolution of RNA editing sites and meanwhile expands the candidates of functional recoding sites for future validation.

Abstract The fundamental value of universal nomenclatural systems in biology is that they enable unambiguous scientific communication. However, the stability of these systems is threatened by recent discussions asking for a fairer nomenclature, raising the possibility of bulk revision processes for “inappropriate” names. It is evident that such proposals come from very deep feelings, but we show how they can irreparably damage the foundation of biological communication and, in turn, the sciences that depend on it. There are four essential consequences of objective codes of nomenclature: universality, stability, neutrality, and transculturality. These codes provide fair and impartial guides to the principles governing biological nomenclature and allow unambiguous universal communication in biology. Accordingly, no subjective proposals should be allowed to undermine them.

Genetic basis underlying the biodiversity and phenotypic plasticity are fascinating questions in evolutionary biology. Such molecular diversity can be achieved at multi-omics levels. Here, we sequenced the first chromosome-level genome of assassin bug Rhynocoris fuscipes, a polyphagous generalist predator for biological control of agroecosystems. Compared to non-predatory true bugs Apolygus lucorum and Riptortus pedestris, the R. fuscipes-specific genes were enriched in diet-related genes (e.g., serine proteinase, cytochrome P450) which had higher expression level and more exons than non-diet genes. Extensive A-to-I RNA editing was identified in all three species and showed enrichment in genes associated with diet in R. fuscipes, diversifying the transcriptome. An extended analysis between five predaceous and 27 phytophagous hemipteran species revealed an expansion of diet-related genes in R. fuscipes. Our findings bridge the gap between genotype and phenotype, and also advance our understanding on genetic and epigenetic bases governing the diet shifts in ture bugs.

The functions of highly expressed genes DFP1 and DFP2 in Dermatophagoides farinae remain unknown. DFP1 and DFP2 have been abundantly annotated and were up-regulated under temperature stress at 43 °C and –10 °C in our previous RNA-seq study, indicating that DFP1 and DFP2 may have temperature stress response function. Here, we amplified, cloned, and sequenced to obtain the complete coding sequences of DFP1 and DFP2 and predicted their protein characteristics using bioinformatics analysis. Then, prokaryotic expression systems were constructed and found that DFP1 was expressed in Escherichia coli Rosetta-gami 2 (DE3) but not BL21 (DE3); DFP2 was expressed in both BL21 (DE3) and Rosetta-gami 2 (DE3), with higher expression in BL21 (DE3). Finally, the growth curves of bacteria were drawn and indicated that the DFP1- and DFP2-pET32a carrying recombinant bacteria grew better than the respective only pET32a carrying control bacteria after heat and cold stress. This study confirms for the first time that DFP1 and DFP2 respond to temperature stress at the protein level. The constructed prokaryotic expression systems will provide an experimental foundation for future antibody preparation for western blotting detection to confirm the temperature-stress response functions of DFP1 and DFP2.

Abstract Understanding the function of non-coding genetic variants represents a formidable challenge for biomedicine. We previously identified genetic variants that influence gene expression only after exposure to a hormone or drug. Using glucocorticoid signaling as a model system, we have now demonstrated, in a genome-wide manner, that exposure to glucocorticoids triggered disease risk variants with previously unclear function to influence the expression of genes involved in autoimmunity, metabolic and mood disorders, osteoporosis and cancer. Integrating a series of pharmacogenomic and pharmacoepigenomic datasets, we identified the cis -regulatory elements and 3-dimensional interactions underlying the ligand-dependent associations between those genetic variants and distant risk genes. These observations increase our understanding of mechanisms of non-coding genetic variant-chemical environment interactions and advance the fine-mapping of disease risk and pharmacogenomic loci.

Paeonia have diverse flower colors, rich flower types, varying bloom periods, and delightful fragrances, rendering them highly valuable for both ornamental and economic purposes in horticulture. Investigating the developmental mechanisms of morphology, flower color, flowering and floral fragrance in Paeonia holds significant value for enhancing their ornamental traits and conducting germplasm improvement. This review provides an overview of research progress on Paeonia flower morphology (including flower bud differentiation, classification, omics applications in shape studies, and functional genes regulating flower morphology), flower colors (omics applications in color research and functional genes regulating flower colors), bloom periods (flower bud dormancy, flowering time), and fragrances (preparation, analysis, components, and molecular biology research of flower fragrances) within the Paeonia . Additionally, it offers a comprehensive analysis of current research challenges and future directions.

Abstract Lichens are well known as pioneer organisms colonizing bare surfaces such as rocks and therefore have been hypothesized to play a role in the early formation of terrestrial ecosystems. Given the rarity of fossil evidence, our understanding of the evolutionary history of lichen-forming fungi is primarily based on molecular dating approaches. These studies suggest extant clades of macrolichens diversified after the K–Pg boundary. Here we corroborate the mid-Mesozoic fossil Daohugouthallus ciliiferus as an epiphytic macrolichen that predates the K-Pg boundary by 100 Mys. Based on new material and geometric morphometric analysis, we demonstrate that the Jurassic fossil is morphologically most similar to Parmeliaceae, but cannot be placed in Parmeliaceae or other similar family-level clades forming macrolichens as these evolved much later. Consequently, a new family, Daohugouthallaceae, is proposed here to accommodate this fossil, which reveals macrolichens may have been diverse long before the Cenozoic diversification of extant lineages.