Background Date palm (Phoenix dactylifera L.), a member of Arecaceae family, is one of the three major economically important woody palms—the two other palms being oil palm and coconut tree—and its fruit is a staple food among Middle East and North African nations, as well as many other tropical and subtropical regions. Here we report a complete sequence of the data palm chloroplast (cp) genome based on pyrosequencing. Methodology/Principal Findings After extracting 369,022 cp sequencing reads from our whole-genome-shotgun data, we put together an assembly and validated it with intensive PCR-based verification, coupled with PCR product sequencing. The date palm cp genome is 158,462 bp in length and has a typical quadripartite structure of the large (LSC, 86,198 bp) and small single-copy (SSC, 17,712 bp) regions separated by a pair of inverted repeats (IRs, 27,276 bp). Similar to what has been found among most angiosperms, the date palm cp genome harbors 112 unique genes and 19 duplicated fragments in the IR regions. The junctions between LSC/IRs and SSC/IRs show different features of sequence expansion in evolution. We identified 78 SNPs as major intravarietal polymorphisms within the population of a specific cp genome, most of which were located in genes with vital functions. Based on RNA-sequencing data, we also found 18 polycistronic transcription units and three highly expression-biased genes—atpF, trnA-UGC, and rrn23. Conclusions Unlike most monocots, date palm has a typical cp genome similar to that of tobacco—with little rearrangement and gene loss or gain. High-throughput sequencing technology facilitates the identification of intravarietal variations in cp genomes among different cultivars. Moreover, transcriptomic analysis of cp genes provides clues for uncovering regulatory mechanisms of transcription and translation in chloroplasts.

Date palm (Phoenix dactylifera L.) is a cultivated woody plant species with agricultural and economic importance. Here we report a genome assembly for an elite variety (Khalas), which is 605.4 Mb in size and covers >90% of the genome (~671 Mb) and >96% of its genes (~41,660 genes). Genomic sequence analysis demonstrates that P. dactylifera experienced a clear genome-wide duplication after either ancient whole genome duplications or massive segmental duplications. Genetic diversity analysis indicates that its stress resistance and sugar metabolism-related genes tend to be enriched in the chromosomal regions where the density of single-nucleotide polymorphisms is relatively low. Using transcriptomic data, we also illustrate the date palm’s unique sugar metabolism that underlies fruit development and ripening. Our large-scale genomic and transcriptomic data pave the way for further genomic studies not only on P. dactylifera but also other Arecaceae plants. The date palm is one of the most economically important plants of the palm family. Here, the authors present a high-quality genome assembly of the date palm Phoenix dactylifera, and reveal insights into the unique sugar metabolism underlying fruit ripening.

Abstract Background Advances in DNA sequencing have reduced the difficulty of sequencing and assembling plant genomes. A range of methods for long read sequencing and assembly have been recently compared and we now extend the earlier study and report a comparison with more recent methods. Results Updated Oxford Nanopore Technology software supported improved assemblies. The use of more accurate sequences produced by repeated sequencing of the same molecule (PacBio HiFi) resulted in much less fragmented assembly of sequencing reads. The use of more data to give increased genome coverage resulted in longer contigs (higher N50) but reduced the total length of the assemblies and improved genome completeness (BUSCO). The original model species, Macadamia jansenii , a basal eudicot, was also compared with the 3 other Macadamia species and with avocado ( Persea americana ), a magnoliid, and jojoba ( Simmondsia chinensis ) a core eudicot. In these phylogenetically diverse angiosperms, increasing sequence data volumes also caused a highly linear increase in contig size, decreased assembly length and further improved already high completeness. Differences in genome size and sequence complexity apparently influenced the success of assembly from these different species. Conclusions Advances in long read sequencing technology have continued to significantly improve the results of sequencing and assembly of plant genomes. However, results were consistently improved by greater genome coverage (using an increased number of reads) with the amount needed to achieve a particular level of assembly being species dependant.