We collected and completely sequenced 28,469 full-length complementary DNA clones from Oryza sativa L. ssp. japonica cv. Nipponbare. Through homology searches of publicly available sequence data, we assigned tentative protein functions to 21,596 clones (75.86%). Mapping of the cDNA clones to genomic DNA revealed that there are 19,000 to 20,500 transcription units in the rice genome. Protein informatics analysis against the InterPro database revealed the existence of proteins presented in rice but not in Arabidopsis . Sixty-four percent of our cDNAs are homologous to Arabidopsis proteins.

Abstract Mushroom-forming fungi in the order Agaricales represent an independent origin of bioluminescence in the tree of life, yet the diversity, evolutionary history, and timing of the origin of fungal luciferases remain elusive. We sequenced the genomes and transcriptomes of five bonnet mushroom species ( Mycena spp.), a diverse lineage comprising the majority of bioluminescent fungi. Two species with haploid genome assemblies ∼150Mb are amongst the largest in Agaricales, and we found that a variety of repeats between Mycena species were differentially mediated by DNA methylation. We show that bioluminescence evolved in the last common ancestor of mycenoid and the marasmioid clade of Agaricales and was maintained through at least 160 million years of evolution. Analyses of synteny across genomes of bioluminescent species resolved how the luciferase cluster was derived by duplication and translocation, frequently rearranged and lost in most Mycena species, but conserved in the Armillaria lineage. Luciferase cluster members were co-expressed across developmental stages, with highest expression in fruiting body caps and stipes, suggesting fruiting-related adaptive functions. Our results contribute to understanding a de novo origin of bioluminescence and the corresponding gene cluster in a diverse group of enigmatic fungal species. Significance We present the genomes of five new bonnet mushroom Mycena species, formerly the last fungal bioluminescent lineage lacking reference genomes. These genome-scale datasets allowed us to construct an evolutionary model pinpointing all possible changes in the luciferase cluster across all fungi and additional genes involved in bioluminescence. We show that luciferase clusters were differentially lost in different fungal lineages and in particular a substantial loss was observed in the Mycena lineage. This can be attributed to genome regions of Mycena underwent different evolutionary dynamics. Our findings offer insights into the evolution of how a gene cluster that emerged 160 million years ago and was frequently lost or maintained due to differences in genome plasticity.

Abstract Aphelenchoides besseyi is a plant-parasitic nematode (PPN) in the Aphelenchoididae family capable of infecting more than 200 plant species. A. besseyi is also a species complex with strains exhibiting varying pathogenicity to plants. We present the genome and annotations of six Aphelenchoides species, four of which belonged to the A. besseyi species complex. Most Aphelenchoides genomes have a size of 44.7-47.4 Mb and are amongst the smallest in clade IV, with the exception of A. fujianensis , which has a size of 143.8 Mb and is the largest. Phylogenomic analysis successfully delimited the species complex into A. oryzae and A. pseudobesseyi and revealed a reduction of transposon elements in the last common ancestor of Aphelenchoides . Synteny analyses between reference genomes indicated that three chromosomes in A. besseyi were derived from fission and fusion events. A systematic identification of horizontal gene transfer (HGT) genes across 27 representative nematodes allowed us to identify two major episodes of acquisition corresponding to the last common ancestor of clade IV or major PPNs, respectively. These genes were mostly lost and differentially retained between clades or strains. Most HGT events were acquired from bacteria, followed by fungi, and also from plants; plant HGT was especially prevalent in Bursaphelenchus mucronatus . Our results comprehensively improve the understanding of horizontal gene transfer in nematodes.

Abstract The Fusarium solani species complex (FSSC) comprises fungal pathogens responsible for mortality in a diverse range of animals and plants, but their genome diversity and transcriptome responses in animal pathogenicity remain to be elucidated. We sequenced and compared six chromosome-level FSSC clade 3 genomes of aquatic animal and plant host origins and revealed a spectrum of conservation patterns in chromosomes categorised into three compartments: core, fast-core (FC), and lineage-specific (LS). Each chromosome type varied in structural architectures, with FC and LS chromosomes containing significantly higher proportions of repetitive elements and methylation levels than core chromosomes, with genes exhibiting higher d N/ d S and enriched in functions related to pathogenicity and niche expansion. Mesosynteny were detected between FC chromosomes of Fusarium genomes, indicating that these chromosomes were present in a common ancestor that predated FSSC species. These findings provide evidence that genome compartmentalisation was the outcome of multi-speed evolution amongst FSSC chromosomes. We further demonstrated that F. falciforme and F. keratoplasticum are opportunistic pathogens by inoculating Pelodiscus sinensis eggs and identified differentially expressed genes also associated with plant pathogenicity. These included the most upregulated genes encoding the CFEM (Common in Fungal Extracellular Membrane) domain. The study establishes genomic resources and an animal model for fungal pathogens of trans-kingdom hosts.

Nematodes are highly abundant animals with diverse habitats and lifestyles. Some are free-living while others parasitize animals or plants, and among the latter, infection abilities change across developmental stages to infect hosts and complete life cycles. Although parasitism has independently arisen multiple times over evolutionary history, common pressures of parasitism-such as adapting to the host environment, evading and subverting the host immune system, and changing environments across life cycles-have led phenotypes and developmental stages among parasites to converge. To determine the relationship between transcriptome evolution and morphological divergences among nematodes, we compared 48 transcriptomes of different developmental stages across eight nematode species. The transcriptomes were clustered broadly into embryo, larva, and adult stages, suggesting that gene expression is conserved to some extent across the entire nematode life cycle. Such patterns were partly accounted for by tissue-specific genes-such as those in oocytes and the hypodermis-being expressed at different proportions. Although nematodes typically have 3-5 larval stages, the transcriptomes for these stages were found to be highly correlated within each species, suggesting high similarity among larval stages across species. For the Caenorhabditis elegans-C. briggsae and Strongyloides stercoralis-S. venezuelensis comparisons, we found that around 50% of genes were expressed at multiple stages, whereas half of their orthologues were also expressed in multiple but different stages. Such frequent changes in expression have resulted in concerted transcriptome evolution across adjacent stages, thus generating species-specific transcriptomes over the course of nematode evolution. Our study provides a first insight into the evolution of nematode transcriptomes beyond embryonic development.

Abstract Leaves of the carnivorous sundew plants ( Drosera spp.) secrete mucilage that hosts microorganisms, but whether this microbiota contributes to prey digestion is unclear. We identified the acidophilic fungus Acrodontium crateriforme as the dominant species in the mucilage microbial communities, thriving in multiple sundew species across the global range. The fungus grows and sporulates on sundew glands as its preferred acidic environment, and its presence in traps increased the prey digestion process. A. crateriforme has a reduced genome similar to other symbiotic fungi. During A. crateriforme – Drosera spatulata coexistence and digestion of prey insects, transcriptomes revealed significant gene co-option in both partners. Holobiont expression patterns during prey digestion further revealed synergistic effects in several gene families including fungal aspartic and sedolisin peptidases, facilitating prey digestion in leaves, as well as nutrient assimilation and jasmonate signalling pathway expression. This study establishes that botanical carnivory is defined by adaptations involving microbial partners and interspecies interactions.

Calmodulin-like proteins (CMLs) are an essential family of calcium sensors involved in multiple Ca

Carnivorous plant leaves, such as those of the spoon-leaved sundew Drosera spatulata, secrete mucilage which hosts microorganisms potentially aiding in prey digestion. We characterised the mucilage microbial communities and identified the acidophilic fungus Acrodontium crateriforme as the ecologically dominant species. The fungus grows and sporulates on sundew glands as its preferred acidic environment. We show that the A. crateriforme has a reduced genome similar to that of other symbiotic fungi. Based on the transcriptomes when encountering prey insects, we revealed a high degree of genes co-option in each species during fungus-plant coexistence and digestion. Expression patterns of the holobiont during digestion further revealed synergistic effects in several gene families including fungal aspartic and sedolisin peptidases, facilitating the digestion of sundew9s prey, as well as transporters and dose-dependent responses in plant genes involved in jasmonate signalling pathway. This study establishes that botanical carnivory is defined by multidimensional adaptations correlated with interspecies interactions.