Abstract Selection signatures that contribute to phenotypic diversity, especially morphogenesis in pigs, remain to be further elucidated. To reveal the regulatory role of genetic variations in phenotypic differences between Eastern and Western pig breeds, we performed a systematic analysis based on seven high-quality de novo assembled genomes, 1,081 resequencing data representing 78 domestic breeds, 162 methylomes, and 162 transcriptomes of skeletal muscle from Tongcheng (Eastern) and Landrace (Western) pigs at 27 developmental stages. Selective sweep uncovers different genetic architectures behind divergent selection directions for the Eastern and Western breeds. Notably, two loci showed functional alterations by almost fixed missense mutations. By integrating time-course transcriptome and methylome, we revealed differences in developmental timing during myogenesis between Eastern and Western breeds. Genetic variants under artificial selection have critical regulatory effects on progression patterns of heterochronic genes like GHSR and BDH1 , by the interaction of local DNA methylation status, particularly during embryonic development. Altogether, our work not only provides valuable resources for understanding pig complex traits, but also contributes to human biomedical research.

Chinese indigenous pigs differ significantly from Western commercial pig breeds in phenotypic and genomic characteristics. Thus, building a high-quality reference genome for Chinese indigenous pigs is pivotal to exploring gene function, genome evolution and improving genetic breeding in pigs. Here, we report an ultrahigh-quality phased chromosome-scale genome assembly for a male Luchuan pig, a representative Chinese domestic breed, by generating and combining data from PacBio Sequel reads, Illumina paired-end reads, high-throughput chromatin conformation capture and BioNano optical map. The primary assembly is ~ 2.58 Gb in size with contig and scaffold N50s of 18.03 Mb and 140.09 Mb, respectively. Comparison between primary assembly and alternative haplotig reveals numerous haplotype-specific alleles, which provide a rich resource to study the allele-specific expression, epigenetic regulation, genome structure and evolution of pigs. Gene enrichment analysis indicates that the Luchuan-specific genes are predominantly enriched in Gene Ontology terms for phosphoprotein phosphatase activity, signaling receptor activity and phosphatidylinositol binding. We provide clear molecular evolutionary evidence that the divergence time between Luchuan and Duroc pigs is dated back to about 1.7 million years ago. Meanwhile, Luchuan exhibits fewer events of gene family expansion and stronger gene family contraction than Duroc. The positively selected genes (PSGs) in Luchuan pig significantly enrich for protein tyrosine kinase activity, microtubule motor activity, GTPase activator activity and ubiquitin-protein transferase activity, whereas the PSGs in Duroc pig enrich for G-protein coupled receptor activity. Overall, our findings not only provide key benchmark data for the pig genetics community, but also pave a new avenue for utilizing porcine biomedical models to study human health and diseases.