Abstract Rust fungi are characterized by large genomes with high repeat content and have two haploid nuclei in most life stages, which makes achieving high-quality genome assemblies challenging. Here, we described a pipeline using HiFi reads and Hi-C data to assemble a gigabase-sized fungal pathogen, Puccinia polysora f.sp. zeae , to haplotype-phased and chromosome-scale. The final assembled genome is 1.71 Gbp, with ~850 Mbp and 18 chromosomes in each haplotype, being currently one of the two giga-scale fungi assembled to chromosome level. Transcript-based annotation identified 47,512 genes for dikaryotic genome with a similar number for each haplotype. A high level of interhaplotype variation was found with 10% haplotype-specific BUSCO genes, 5.8 SNPs/kbp and structural variation accounting for 3% of the genome size. The P. polysora genome displayed over 85% repeat contents, with genome-size expansion and copy number increasing of species-specific orthogroups. Interestingly, these features did not affect overall synteny with other Puccinia species having smaller genomes. Fine-time-point transcriptomics revealed seven clusters of co-expressed secreted proteins that are conserved between two haplotypes. The fact that candidate effectors interspersed with all genes indicated the absence of a “two-speed genome” evolution in P. polysora . Genome resequencing of 79 additional isolates revealed a clonal population structure of P. polysora in China with low geographic differentiation. Nevertheless, a minor population differentiated from the major population by having mutations on secreted proteins including AvrRppC , indicating the ongoing virulence to evade recognition by RppC , a major resistance gene in Chinese corn cultivars. The high-quality assembly provides valuable genomic resources for future studies on disease management and the evolution of P. polysora .

The rapid expansion of antibiotic-resistant bacterial diseases is a global burden on public health. It makes sense to repurpose and reposition already-approved medications for use as supplementary agents in synergistic combinations with existing antibiotics. Here, we demonstrate that the anthelmintic drug nitazoxanide (NTZ) synergistically enhances the effectiveness of the lipopeptide antibiotic polymyxin B in inhibiting gram-negative bacteria, including those resistant to polymyxin B. Mechanistic investigations revealed that nitazoxanide inhibited calcium influx and cell membrane depolarization, enhanced the affinity between polymyxin B and the extracellular membrane, and promoted intracellular ATP depletion and an increase in reactive oxygen species (ROS), thus enhancing the penetration and disruption of the

ABSTRACT Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) remains a leading cause of hospital-acquired infections, often linked to complicated treatments, increased mortality risk, and significant cost burdens. Several antibacterial agents have been developed to address MRSA resistance. In this study, potential agents to combat MRSA resistance were explored, with the antibacterial activity of synthesized α-mangostin (α-MG) derivatives being evaluated alongside investigations into their cellular mechanisms against MRSA2. α-MG-4, featuring an allyl group at C3 of the lead compound α-MG, restored the sensitivity of MRSA2 to penicillin, enrofloxacin, and gentamicin, while also demonstrating improved safety profiles. Although α-MG-4 alone was ineffective against MRSA2, it exhibited an optimal synergistic ratio in vitro when combined with these antibiotics. This significant synergistic antibacterial effect was further confirmed in vivo using a mouse skin abscess model. Additionally, the synergistic mechanisms revealed that α-MG-4 was associated with changes in membrane permeability and inhibition of the MepA and NorA genes, which encode the efflux pumps of MRSA2. α-MG-4 also inhibited PBP2a expression, potentially by occupying a crucial binding site in a dose-dependent manner. IMPORTANCE Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)’s resistance to multiple antibiotics poses significant health and safety concerns. A novel α-mangostin (α-MG) derivative, α-MG-4, was first identified as a xanthone-based PBP2a inhibitor that reverses MRSA2 resistance to penicillin. The synergistic antibacterial effects of α-MG-4 were linked to increased cell membrane permeability and the inhibition of genes involved in efflux pump function.