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 Non-coding RNAs (ncRNAs) induced competing endogenous RNAs (ceRNA) play crucial roles in various biological process by regulating target gene expression. However, the studies of ceRNA networks in the regulation of ovarian ovulation process of chicken remains deficient compared to that in mammals. In the present study, it was revealed that circEML1 was differential expressed in hen’s ovarian tissue at different ages (15W, 20W, 30W and 68W) and identified as a loop structure from EML1 pre-mRNA, which promoted the expressions of CYP19A1 and StAR and the production of E2 and P4 in follicular granulosa cells (GCs) using qRT-PCR and ELISA. Furthermore, circEML1 was proved to serve as a sponge of gga-miR-449a to participate in the steroidogenesis using the dual luciferase reporter, RNA FISH assays, qRT-PCR and ELISA assays. In addition, we evaluated several potential target genes of gga-miR-449a and found that IGF2BP3 was targeted by gga-miR-449a and promoted steroidogenesis and E2/P4 secretions in GCs, which may act the regulatory role via mTOR/p38MAPK pathways. Meanwhile, we implemented a rescue experiment and demonstrated that gga-miR-449a reversed the promoting role of circEML1 on IGF2BP3 expression and steroidogenesis. Eventually, this study suggested that circEML1/gga-miR-449a/IGF2BP3 axis exerted an important role in the regulation of steroidogenesis and steroid hormones’ production possibly through mTOR/p38MAPK pathways in follicular GCs of chicken and may contribute a better understanding of ceRNA network in the modulatory mechanism of hen’s ovarian development and ovulation cycle.

Amino acid permeases (AAPs) transporters are crucial for the long-distance transport of amino acids in plants, from source to sink. While