The genomic origins of rape oilseed Many domesticated plants arose through the meeting of multiple genomes through hybridization and genome doubling, known as polyploidy. Chalhoub et al. sequenced the polyploid genome of Brassica napus , which originated from a recent combination of two distinct genomes approximately 7500 years ago and gave rise to the crops of rape oilseed (canola), kale, and rutabaga. B. napus has undergone multiple events affecting differently sized genetic regions where a gene from one progenitor species has been converted to the copy from a second progenitor species. Some of these gene conversion events appear to have been selected by humans as part of the process of domestication and crop improvement. Science , this issue p. 950

The Brassica rapa Genome Sequencing Project Consortium reports the draft genome of the B. rapa accession Chiifu-401-42, an inbred Chinese cabbage line. The B. rapa genome should provide a useful reference genome for the Brassica species, which include many important oil and vegetable crops. We report the annotation and analysis of the draft genome sequence of Brassica rapa accession Chiifu-401-42, a Chinese cabbage. We modeled 41,174 protein coding genes in the B. rapa genome, which has undergone genome triplication. We used Arabidopsis thaliana as an outgroup for investigating the consequences of genome triplication, such as structural and functional evolution. The extent of gene loss (fractionation) among triplicated genome segments varies, with one of the three copies consistently retaining a disproportionately large fraction of the genes expected to have been present in its ancestor. Variation in the number of members of gene families present in the genome may contribute to the remarkable morphological plasticity of Brassica species. The B. rapa genome sequence provides an important resource for studying the evolution of polyploid genomes and underpins the genetic improvement of Brassica oil and vegetable crops.

Jun Wang and colleagues report the genome sequence of the cucumber. The cucumber genome is the seventh plant genome sequence to be reported and was assembled with a combination of traditional Sanger and next-generation sequencing methods. Cucumber is an economically important crop as well as a model system for sex determination studies and plant vascular biology. Here we report the draft genome sequence of Cucumis sativus var. sativus L., assembled using a novel combination of traditional Sanger and next-generation Illumina GA sequencing technologies to obtain 72.2-fold genome coverage. The absence of recent whole-genome duplication, along with the presence of few tandem duplications, explains the small number of genes in the cucumber. Our study establishes that five of the cucumber's seven chromosomes arose from fusions of ten ancestral chromosomes after divergence from Cucumis melo. The sequenced cucumber genome affords insight into traits such as its sex expression, disease resistance, biosynthesis of cucurbitacin and 'fresh green' odor. We also identify 686 gene clusters related to phloem function. The cucumber genome provides a valuable resource for developing elite cultivars and for studying the evolution and function of the plant vascular system.

Polyploidization has provided much genetic variation for plant adaptive evolution, but the mechanisms by which the molecular evolution of polyploid genomes establishes genetic architecture underlying species differentiation are unclear. Brassica is an ideal model to increase knowledge of polyploid evolution. Here we describe a draft genome sequence of Brassica oleracea, comparing it with that of its sister species B. rapa to reveal numerous chromosome rearrangements and asymmetrical gene loss in duplicated genomic blocks, asymmetrical amplification of transposable elements, differential gene co-retention for specific pathways and variation in gene expression, including alternative splicing, among a large number of paralogous and orthologous genes. Genes related to the production of anticancer phytochemicals and morphological variations illustrate consequences of genome duplication and gene divergence, imparting biochemical and morphological variation to B. oleracea. This study provides insights into Brassica genome evolution and will underpin research into the many important crops in this genus. Brassica oleracea is plant species comprising economically important vegetable crops. Here, the authors report the draft genome sequence of B. oleracea and, through a comparative analysis with the closely related B. rapa, reveal insights into Brassicaevolution and divergence of interspecific genomes and intraspecific subgenomes.

Abstract The role of clinical laboratory data in the differential diagnosis of the severe forms of COVID‐19 has not been definitely established. The aim of this study was to look for the warning index in severe COVID‐19 patients. We investigated 43 adult patients with COVID‐19. The patients were classified into mild group (28 patients) and severe group (15 patients). A comparison of the hematological parameters between the mild and severe groups showed significant differences in interleukin‐6 (IL‐6), d ‐dimer ( d ‐D), glucose, thrombin time, fibrinogen, and C‐reactive protein ( P < .05). The optimal threshold and area under the receiver operator characteristic curve (ROC) of IL‐6 were 24.3 and 0.795 µg/L, respectively, while those of d ‐D were 0.28 and 0.750 µg/L, respectively. The area under the ROC curve of IL‐6 combined with d ‐D was 0.840. The specificity of predicting the severity of COVID‐19 during IL‐6 and d ‐D tandem testing was up to 93.3%, while the sensitivity of IL‐6 and d ‐D by parallel test in the severe COVID‐19 was 96.4%. IL‐6 and d ‐D were closely related to the occurrence of severe COVID‐19 in the adult patients, and their combined detection had the highest specificity and sensitivity for early prediction of the severity of COVID‐19 patients, which has important clinical value.

Large-scale genotyping plays an important role in genetic association studies. It has provided new opportunities for gene discovery, especially when combined with high-throughput sequencing technologies. Here, we report an efficient solution for large-scale genotyping. We call it specific-locus amplified fragment sequencing (SLAF-seq). SLAF-seq technology has several distinguishing characteristics: i) deep sequencing to ensure genotyping accuracy; ii) reduced representation strategy to reduce sequencing costs; iii) pre-designed reduced representation scheme to optimize marker efficiency; and iv) double barcode system for large populations. In this study, we tested the efficiency of SLAF-seq on rice and soybean data. Both sets of results showed strong consistency between predicted and practical SLAFs and considerable genotyping accuracy. We also report the highest density genetic map yet created for any organism without a reference genome sequence, common carp in this case, using SLAF-seq data. We detected 50,530 high-quality SLAFs with 13,291 SNPs genotyped in 211 individual carp. The genetic map contained 5,885 markers with 0.68 cM intervals on average. A comparative genomics study between common carp genetic map and zebrafish genome sequence map showed high-quality SLAF-seq genotyping results. SLAF-seq provides a high-resolution strategy for large-scale genotyping and can be generally applicable to various species and populations.

Abstract The Brassica genus encompasses three diploid and three allopolyploid genomes, but a clear understanding of the evolution of agriculturally important traits via polyploidy is lacking. We assembled an allopolyploid Brassica juncea genome by shotgun and single-molecule reads integrated to genomic and genetic maps. We discovered that the A subgenomes of B. juncea and Brassica napus each had independent origins. Results suggested that A subgenomes of B. juncea were of monophyletic origin and evolved into vegetable-use and oil-use subvarieties. Homoeolog expression dominance occurs between subgenomes of allopolyploid B . juncea , in which differentially expressed genes display more selection potential than neutral genes. Homoeolog expression dominance in B . juncea has facilitated selection of glucosinolate and lipid metabolism genes in subvarieties used as vegetables and for oil production. These homoeolog expression dominance relationships among Brassicaceae genomes have contributed to selection response, predicting the directional effects of selection in a polyploid crop genome.

Abstract Background Brassica species include both vegetable and oilseed crops, which are very important to the daily life of common human beings. Meanwhile, the Brassica species represent an excellent system for studying numerous aspects of plant biology, specifically for the analysis of genome evolution following polyploidy, so it is also very important for scientific research. Now, the genome of Brassica rapa has already been assembled, it is the time to do deep mining of the genome data. Description BRAD, the Brassica database, is a web-based resource focusing on genome scale genetic and genomic data for important Brassica crops. BRAD was built based on the first whole genome sequence and on further data analysis of the Brassica A genome species, Brassica rapa (Chiifu-401-42). It provides datasets, such as the complete genome sequence of B. rapa , which was de novo assembled from Illumina GA II short reads and from BAC clone sequences, predicted genes and associated annotations, non coding RNAs, transposable elements (TE), B. rapa genes' orthologous to those in A. thaliana , as well as genetic markers and linkage maps. BRAD offers useful searching and data mining tools, including search across annotation datasets, search for syntenic or non-syntenic orthologs, and to search the flanking regions of a certain target, as well as the tools of BLAST and Gbrowse. BRAD allows users to enter almost any kind of information, such as a B. rapa or A. thaliana gene ID, physical position or genetic marker. Conclusion BRAD, a new database which focuses on the genetics and genomics of the Brassica plants has been developed, it aims at helping scientists and breeders to fully and efficiently use the information of genome data of Brassica plants. BRAD will be continuously updated and can be accessed through http://brassicadb.org .

Despite the central importance of noncoding DNA to gene regulation and evolution, understanding of the extent of selection on plant noncoding DNA remains limited compared to that of other organisms. Here we report sequencing of genomes from three Brassicaceae species (Leavenworthia alabamica, Sisymbrium irio and Aethionema arabicum) and their joint analysis with six previously sequenced crucifer genomes. Conservation across orthologous bases suggests that at least 17% of the Arabidopsis thaliana genome is under selection, with nearly one-quarter of the sequence under selection lying outside of coding regions. Much of this sequence can be localized to approximately 90,000 conserved noncoding sequences (CNSs) that show evidence of transcriptional and post-transcriptional regulation. Population genomics analyses of two crucifer species, A. thaliana and Capsella grandiflora, confirm that most of the identified CNSs are evolving under medium to strong purifying selection. Overall, these CNSs highlight both similarities and several key differences between the regulatory DNA of plants and other species.

Abstract The genus Brassica includes several important agricultural and horticultural crops. Their current genome structures were shaped by whole-genome triplication followed by extensive diploidization. The availability of several crucifer genome sequences, especially that of Chinese cabbage (Brassica rapa), enables study of the evolution of the mesohexaploid Brassica genomes from their diploid progenitors. We reconstructed three ancestral subgenomes of B. rapa (n = 10) by comparing its whole-genome sequence to ancestral and extant Brassicaceae genomes. All three B. rapa paleogenomes apparently consisted of seven chromosomes, similar to the ancestral translocation Proto-Calepineae Karyotype (tPCK; n = 7), which is the evolutionarily younger variant of the Proto-Calepineae Karyotype (n = 7). Based on comparative analysis of genome sequences or linkage maps of Brassica oleracea, Brassica nigra, radish (Raphanus sativus), and other closely related species, we propose a two-step merging of three tPCK-like genomes to form the hexaploid ancestor of the tribe Brassiceae with 42 chromosomes. Subsequent diversification of the Brassiceae was marked by extensive genome reshuffling and chromosome number reduction mediated by translocation events and followed by loss and/or inactivation of centromeres. Furthermore, via interspecies genome comparison, we refined intervals for seven of the genomic blocks of the Ancestral Crucifer Karyotype (n = 8), thus revising the key reference genome for evolutionary genomics of crucifers.