Ming Li, Ruiqiang Li and colleagues report the whole-genome sequencing of a male golden snub-nosed monkey, Rhinopithecus roxellana, as well as its relatives Rhinopithecus bieti, Rhinopithecus brelichi and Rhinopithecus strykeri. Their analysis provides insights into primate evolution and adaptation to a diet consisting primarily of leaves and seeds. Colobines are a unique group of Old World monkeys that principally eat leaves and seeds rather than fruits and insects. We report the sequencing at 146× coverage, de novo assembly and analyses of the genome of a male golden snub-nosed monkey (Rhinopithecus roxellana) and resequencing at 30× coverage of three related species (Rhinopithecus bieti, Rhinopithecus brelichi and Rhinopithecus strykeri). Comparative analyses showed that Asian colobines have an enhanced ability to derive energy from fatty acids and to degrade xenobiotics. We found evidence for functional evolution in the colobine RNASE1 gene, encoding a key secretory RNase that digests the high concentrations of bacterial RNA derived from symbiotic microflora. Demographic reconstructions indicated that the profile of ancient effective population sizes for R. roxellana more closely resembles that of giant panda rather than its congeners. These findings offer new insights into the dietary adaptations and evolutionary history of colobine primates.

Abstract Seed plants comprise angiosperms and gymnosperms. The latter includes gnetophytes, cycads, Ginkgo, and conifers. Conifers are distributed worldwide, with 630 species distributed across eight families and 70 genera. Their distinctiveness has triggered much debate on their origin, evolution, and phylogenetic placement among seed plants. To better understand the evolution of gymnosperms and their relation to other seed plants, we report here a high-quality genome sequence for a tree species, Chinese fir ( Cunninghamia lanceolata ), which has excellent timber quality and high aluminum adaptability and is a member of Cupressaceae with high levels of heterozygosity. We assembled an 11.24 Gb genome with a contig N50 value of 2.15 Mb and anchored the 10.89 Gb sequence to 11 chromosomes. Phylogenomic analyses showed that cycads sister to Ginkgo, which place to sister in all gymnosperm lineages, and Gnetales within conifers sister to Pinaceae. Whole-genome duplication (WGD) analysis showed that the ancestor of seed plants has differentiated into angiosperms and gymnosperms after having experienced a WGD event. The ancestor of extant gymnosperm has experienced a gymnosperm-specific WGD event and the extant angiosperms do not share a common WGD before their most recent common ancestor diverged into existing angiosperms lineages. Analysis of the MADS-box gene family of C. lanceolata revealed the developmental mechanism of the reproductive organs in C. lanceolata , which supported the (A)B(C) model of the development of gymnosperms reproductive organs. In addition, astringent seeds and shedding of whole branches (with withered leaves) might be a strategy of C. lanceolata that evolved during long-term adaptation to an aluminum-rich environment. The findings also reveal the molecular regulation mechanism of shade tolerance in C. lanceolata seedlings. Our results improve the resolution of ancestral genomic features within seed plants and the knowledge of genome evolution and diversification of gymnosperms.

Abstract TACAN is an ion channel involved in sensing mechanical pain. It has recently been shown to represent a novel and evolutionarily conserved class of mechanosensitive channels. Here, we present the cryoelectron microscopic structure of human TACAN (hTACAN). hTACAN forms a dimer in which each protomer consists of a transmembrane globular domain (TMD) that is formed of six helices and an intracellular domain (ICD) that is formed of two helices. Molecular dynamic simulations suggest that a putative ion conduction pathway is located inside each protomer. Single point mutation of the key residue Met207 significantly increased the surface tension activated currents. Moreover, cholesterols were identified at the flank of each subunit. Our data show the molecular assembly of hTACAN and suggest that the wild type hTACAN is in a closed state, providing a basis for further understanding the activation mechanism of the hTACAN channel.

Abstract The maximum lifespan varies more than 100-fold in mammals. This experiment of nature may uncover of the evolutionary forces and molecular features that define longevity. To understand the relationship between gene expression variation and maximum lifespan, we carried out a comparative transcriptomics analysis of liver, kidney, and brain tissues of 106 mammalian species. We found that expression is largely conserved and very limited genes exhibit common expression patterns with longevity in all the three organs analyzed. However, many pathways, e.g., “Insulin signaling pathway”, and “FoxO signaling pathway”, show accumulated correlations with maximum lifespan across mammals. Analyses of selection features further reveal that methionine restriction related genes whose expressions associated with longevity, are under strong selection in long-lived mammals, suggesting that a common approach could be utilized by natural selection and artificial intervention to control lifespan. These results suggest that natural lifespan regulation via gene expression is likely to be driven through polygenic model and indirect selection.

Purpose This study aims to investigate the satisfaction of farmers with the compensation policy for wildlife-caused damages and its influencing factors, analyze the current situation of satisfaction with the compensation policy among farmers, identify factors significantly affecting satisfaction, and explore ways to optimize the compensation policy and improve the satisfaction of farmers based on the effects of various influencing factors. Design/methodology/approach The Xishuangbanna National Nature Reserve in Yunnan Province, China, is selected as the research area for the study. Through field interviews, 370 valid questionnaires were collected to obtain relevant data on farmers' satisfaction with the compensation policy for wildlife-caused damages. The Oprobit model is utilized to explore the factors influencing farmer satisfaction and to analyze their underlying reasons. Findings The study reveals that farmers in the communities surrounding the Xishuangbanna National Nature Reserve generally experience low satisfaction with the compensation policy, particularly concerning satisfaction with compensation amounts, which tends to be dissatisfied on average. Satisfaction with the compensation policy is significantly influenced by individual characteristics and household labor structure, while the degree of human-wildlife conflict, wildlife conservation attitudes and household income structure have insignificant impact. Among individual characteristics, gender, education level, health status, and ethnicity are highly significant. In household labor structure, the number of agricultural laborers, non-agricultural laborers, and household agricultural labor time are highly significant. Originality/value Building on the overall satisfaction of farmers with the compensation policy, this study further decomposes policy satisfaction into satisfaction with compensation amounts, coverage, and procedures. It provides more targeted recommendations for enhancing satisfaction with the compensation policy, which can help effectively mitigate human-wildlife conflicts and achieve harmonious coexistence between humans and nature.

Developing novel, efficient, and safe peptide drugs from sea anemones has aroused great interest in countries around the world today. Sea anemones contain complex protein and peptide toxins, which determine the diversity of their biological activities. In this study, a variety of activities were assessed for crude venom extracted from five species of South China Sea anemones, including hemolytic, enzyme inhibition, anticancer, insecticidal, analgesic and lethal activities. The most toxic sea anemone was found to be Heteractis magnifica , which has high lethal activity in mice with an LD 50 of 11.0 mg/kg. The crude venom of H. magnifica also exhibited a range of the most potent activities, including hemolytic, trypsin inhibitory, cytotoxic activity against U251 and A549 cells, insecticidal and analgesic activities. In addition, the crude venom of Stichodactyla haddoni was the most effective inhibitor of pepsin, and the crude venom of Heteractis crispa was extremely strong toxicity to HepG2 cells. These findings are of great significance for exploring the potential and application of South China Sea anemone resources, and are expected to provide new directions and possibilities for the development of novel anticancer drugs, analgesics and biopesticides.

Significant market value discrepancies exist between clear and knotty Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) wood, distinguished not only by their aesthetic variations but also by their distinct material properties. This study aimed to explore the differences in physical and mechanical properties between clear and knotty Chinese fir wood. Nine standard trees were chosen from a 26-year-old Chinese fir plantation for the experiment. Subsequent to felling, trunk segments below 7 m in length were transported to the laboratory. For each tree, detailed preparations were made to obtain clear and knotty wood specimens, and these distinct wood specimens were subjected to thorough physical and mechanical assessments. The results revealed significant variations in properties between clear and knotty Chinese fir wood. The shrinkage and swelling coefficients of knotty wood were generally lower than those of clear wood, except for higher radial and tangential air-dry shrinkage. Specifically, the swelling ratio of knotty wood was at least 0.40% lower, and the oven-dry shrinkage was at least 0.58% lower than that of clear wood. Knotty wood exhibited higher air-dry and oven-dry densities, with its density being at least 0.15 g cm−3 higher than that of clear wood. However, its mechanical properties, including tensile strength, compression strength, impact bending strength, bending strength, and modulus of elasticity, were lower than those of clear wood. For instance, the tensile strength parallel to the grain of clear wood was 40.63 MPa higher, the modulus of elasticity was 1595 MPa higher, and the impact bending strength was 27.12 kJ m−2 greater than that of knotty wood. Although the tangential and radial surface hardness of knotty wood increased significantly compared to clear wood, the end hardness remained relatively lower. Overall, knotty Chinese fir wood displayed enhanced physical properties, whereas clear wood showcased superior mechanical properties. Careful selection between clear and knotty wood is recommended based on the specific requirements of wooden structural elements to optimize timber resource utilization.

The development of branches on the lower part of the trunk plays a decisive role in the early growth of trees and influences the wood quality of their most valuable sections. This study investigated the effects of planting density on the horizontal and vertical spatial distribution, branch morphology, and branch quantity characteristics of two elite clones of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.), Yang 061 and Yang 020. The results revealed the following distinct responses between the two clones: Yang 061 exhibited significant reductions in branch base diameter and length under a higher planting density, alongside an increased frequency of small branches (<15 mm), but there was no significant effect on branch angles. In contrast, Yang 020 was primarily influenced by genetic factors, with planting density exerting minimal impact. This clone optimized resource allocation by promoting the mortality of lower branches through angle adjustments, resulting in negligible changes to branch development across different planting densities. Pronounced differences in vertical and horizontal branch distributions were observed in areas with significant light disparities, such as the middle crown and northeast direction, for both clones, with increased planting density exacerbating these differences. In conclusion, increasing the planting density of Yang 061 from 2500 to 3333 trees·ha−1 can effectively reduce its branch size; whereas, increasing the planting density of Yang 020 from 3000 to 5100 trees·ha−1 can slightly decrease its branch size without affecting its early rapid growth, thereby achieving a synergistic improvement in both timber yield and quality. These findings highlight the importance of interactions between genetic traits and planting density in shaping branch development and spatial distribution patterns, providing insights to optimize planting density for improving the productivity and wood quality of Cunninghamia lanceolata plantations.

Rapid and effective methods for tracing the geographic origin of wildlife samples are essential for tackling the illegal wildlife trade. Traditional morphological categorization methods are often inadequate as relying on the mitochondrial COXI barcode is insufficient for determining geographic populations. To address these limitations, we developed a bioinformatics-based pipeline for the rapid identification of traceable nuclear genome loci. This pipeline has been applied to the whole-genome sequence (WGS) data of China’s flagship species, the snub-nosed monkey (Rhinopithecus spp.). These species are known for sex-biased dispersal and hybrid speciation, which complicates genealogy tracing. Using phylogenetic principles, we employed the Robinson and Foulds (RF) distance and scanned over 1,850,726 population-specific loci, identifying five pairs that can trace genealogy origins rapidly and cost-effectively using PCR. Additionally, we found that relying only on mitochondrial genetic information is insufficient for rapid and accurate traceability to subspecies-level geographic populations. Our pipeline efficiently identifies loci and traces the geographic origin of snub-nosed monkey individuals, providing a valuable tool for species preservation and combating the wildlife trade. This approach can be extended to other species, aiding in the conservation of endangered wildlife and tracing criminal evidence.

Abstract Thermodynamics and structural transitions on protein surfaces remain relatively understudied and poorly understood. Wrapping of DNA on proteins provides a paradigm for studying protein surfaces. We used magnetic tweezers to investigate a prototypical DNA-interacting protein, i.e., the single-stranded DNA binding protein (SSB). SSB binds DNA with distinct binding modes the mechanism of which is still elusive. The measured thermodynamic parameters relevant to the SSB-DNA complex are salt-dependent and discontinuous at the bind-mode transitions. Our data indicate that free SSB undergoes salt-induced first-order structural transitions. The conclusion was supported by the infrared spectroscopy of SSB in salt solutions. Ultrafast infrared spectroscopy further suggests that the transitions are correlated with surface salt bridges. Our work not only unravels a long-standing mystery of the different binding site sizes of SSB, but also would inspire interests in thermodynamics of protein surfaces.