Unified, structured vocabularies and classifications freely provided by the Gene Ontology (GO) Consortium are widely accepted in most of the large scale gene annotation projects. Consequently, many tools have been created for use with the GO ontologies. WEGO (Web Gene Ontology Annotation Plot) is a simple but useful tool for visualizing, comparing and plotting GO annotation results. Different from other commercial software for creating chart, WEGO is designed to deal with the directed acyclic graph structure of GO to facilitate histogram creation of GO annotation results. WEGO has been used widely in many important biological research projects, such as the rice genome project and the silkworm genome project. It has become one of the daily tools for downstream gene annotation analysis, especially when performing comparative genomics tasks. WEGO, along with the two other tools, namely External to GO Query and GO Archive Query, are freely available for all users at http://wego.genomics.org.cn . There are two available mirror sites at http://wego2.genomics.org.cn and http://wego.genomics.com.cn . Any suggestions are welcome at wego@genomics.org.cn .

Jun Wang and colleagues report the genome sequence of the cucumber. The cucumber genome is the seventh plant genome sequence to be reported and was assembled with a combination of traditional Sanger and next-generation sequencing methods. Cucumber is an economically important crop as well as a model system for sex determination studies and plant vascular biology. Here we report the draft genome sequence of Cucumis sativus var. sativus L., assembled using a novel combination of traditional Sanger and next-generation Illumina GA sequencing technologies to obtain 72.2-fold genome coverage. The absence of recent whole-genome duplication, along with the presence of few tandem duplications, explains the small number of genes in the cucumber. Our study establishes that five of the cucumber's seven chromosomes arose from fusions of ten ancestral chromosomes after divergence from Cucumis melo. The sequenced cucumber genome affords insight into traits such as its sex expression, disease resistance, biosynthesis of cucurbitacin and 'fresh green' odor. We also identify 686 gene clusters related to phloem function. The cucumber genome provides a valuable resource for developing elite cultivars and for studying the evolution and function of the plant vascular system.

We report a draft sequence for the genome of the domesticated silkworm (Bombyx mori), covering 90.9% of all known silkworm genes. Our estimated gene count is 18,510, which exceeds the 13,379 genes reported for Drosophila melanogaster. Comparative analyses to fruitfly, mosquito, spider, and butterfly reveal both similarities and differences in gene content.

We report improved whole-genome shotgun sequences for the genomes of indica and japonica rice, both with multimegabase contiguity, or almost 1,000-fold improvement over the drafts of 2002. Tested against a nonredundant collection of 19,079 full-length cDNAs, 97.7% of the genes are aligned, without fragmentation, to the mapped super-scaffolds of one or the other genome. We introduce a gene identification procedure for plants that does not rely on similarity to known genes to remove erroneous predictions resulting from transposable elements. Using the available EST data to adjust for residual errors in the predictions, the estimated gene count is at least 38,000–40,000. Only 2%–3% of the genes are unique to any one subspecies, comparable to the amount of sequence that might still be missing. Despite this lack of variation in gene content, there is enormous variation in the intergenic regions. At least a quarter of the two sequences could not be aligned, and where they could be aligned, single nucleotide polymorphism (SNP) rates varied from as little as 3.0 SNP/kb in the coding regions to 27.6 SNP/kb in the transposable elements. A more inclusive new approach for analyzing duplication history is introduced here. It reveals an ancient whole-genome duplication, a recent segmental duplication on Chromosomes 11 and 12, and massive ongoing individual gene duplications. We find 18 distinct pairs of duplicated segments that cover 65.7% of the genome; 17 of these pairs date back to a common time before the divergence of the grasses. More important, ongoing individual gene duplications provide a never-ending source of raw material for gene genesis and are major contributors to the differences between members of the grass family.

Here we present the first diploid genome sequence of an Asian individual. The genome was sequenced to 36-fold average coverage using massively parallel sequencing technology. We aligned the short reads onto the NCBI human reference genome to 99.97% coverage, and guided by the reference genome, we used uniquely mapped reads to assemble a high-quality consensus sequence for 92% of the Asian individual’s genome. We identified approximately 3 million single-nucleotide polymorphisms (SNPs) inside this region, of which 13.6% were not in the dbSNP database. Genotyping analysis showed that SNP identification had high accuracy and consistency, indicating the high sequence quality of this assembly. We also carried out heterozygote phasing and haplotype prediction against HapMap CHB and JPT haplotypes (Chinese and Japanese, respectively), sequence comparison with the two available individual genomes (J. D. Watson and J. C. Venter), and structural variation identification. These variations were considered for their potential biological impact. Our sequence data and analyses demonstrate the potential usefulness of next-generation sequencing technologies for personal genomics. The power of the latest massively parallel synthetic DNA sequencing technologies is demonstrated in two major collaborations that shed light on the nature of genomic variation with ethnicity. The first describes the genomic characterization of an individual from the Yoruba ethnic group of west Africa. The second reports a personal genome of a Han Chinese, the group comprising 30% of the world's population. These new resources can now be used in conjunction with the Venter, Watson and NIH reference sequences. A separate study looked at genetic ethnicity on the continental scale, based on data from 1,387 individuals from more than 30 European countries. Overall there was little genetic variation between countries, but the differences that do exist correspond closely to the geographic map. Statistical analysis of the genome data places 50% of the individuals within 310 km of their reported origin. As well as its relevance for testing genetic ancestry, this work has implications for evaluating genome-wide association studies that link genes with diseases.

Large-scale genotyping plays an important role in genetic association studies. It has provided new opportunities for gene discovery, especially when combined with high-throughput sequencing technologies. Here, we report an efficient solution for large-scale genotyping. We call it specific-locus amplified fragment sequencing (SLAF-seq). SLAF-seq technology has several distinguishing characteristics: i) deep sequencing to ensure genotyping accuracy; ii) reduced representation strategy to reduce sequencing costs; iii) pre-designed reduced representation scheme to optimize marker efficiency; and iv) double barcode system for large populations. In this study, we tested the efficiency of SLAF-seq on rice and soybean data. Both sets of results showed strong consistency between predicted and practical SLAFs and considerable genotyping accuracy. We also report the highest density genetic map yet created for any organism without a reference genome sequence, common carp in this case, using SLAF-seq data. We detected 50,530 high-quality SLAFs with 13,291 SNPs genotyped in 211 individual carp. The genetic map contained 5,885 markers with 0.68 cM intervals on average. A comparative genomics study between common carp genetic map and zebrafish genome sequence map showed high-quality SLAF-seq genotyping results. SLAF-seq provides a high-resolution strategy for large-scale genotyping and can be generally applicable to various species and populations.

Allotetraploid cotton species (Gossypium hirsutum and Gossypium barbadense) have long been cultivated worldwide for natural renewable textile fibers. The draft genome sequences of both species are available but they are highly fragmented and incomplete1–4. Here we report reference-grade genome assemblies and annotations for G. hirsutum accession Texas Marker-1 (TM-1) and G. barbadense accession 3–79 by integrating single-molecule real-time sequencing, BioNano optical mapping and high-throughput chromosome conformation capture techniques. Compared with previous assembled draft genomes1,3, these genome sequences show considerable improvements in contiguity and completeness for regions with high content of repeats such as centromeres. Comparative genomics analyses identify extensive structural variations that probably occurred after polyploidization, highlighted by large paracentric/pericentric inversions in 14 chromosomes. We constructed an introgression line population to introduce favorable chromosome segments from G. barbadense to G. hirsutum, allowing us to identify 13 quantitative trait loci associated with superior fiber quality. These resources will accelerate evolutionary and functional genomic studies in cotton and inform future breeding programs for fiber improvement. The improved genome assemblies of allotetraploid cotton species Gossypium hirsutum and Gossypium barbadense provide insights into cotton evolution and inform the construction of introgression lines used to identify loci associated with fiber quality.

Abstract The Brassica genus encompasses three diploid and three allopolyploid genomes, but a clear understanding of the evolution of agriculturally important traits via polyploidy is lacking. We assembled an allopolyploid Brassica juncea genome by shotgun and single-molecule reads integrated to genomic and genetic maps. We discovered that the A subgenomes of B. juncea and Brassica napus each had independent origins. Results suggested that A subgenomes of B. juncea were of monophyletic origin and evolved into vegetable-use and oil-use subvarieties. Homoeolog expression dominance occurs between subgenomes of allopolyploid B . juncea , in which differentially expressed genes display more selection potential than neutral genes. Homoeolog expression dominance in B . juncea has facilitated selection of glucosinolate and lipid metabolism genes in subvarieties used as vegetables and for oil production. These homoeolog expression dominance relationships among Brassicaceae genomes have contributed to selection response, predicting the directional effects of selection in a polyploid crop genome.

The kiwifruit (Actinidia chinensis) is an economically and nutritionally important fruit crop with remarkably high vitamin C content. Here we report the draft genome sequence of a heterozygous kiwifruit, assembled from ~140-fold next-generation sequencing data. The assembled genome has a total length of 616.1 Mb and contains 39,040 genes. Comparative genomic analysis reveals that the kiwifruit has undergone an ancient hexaploidization event (γ) shared by core eudicots and two more recent whole-genome duplication events. Both recent duplication events occurred after the divergence of kiwifruit from tomato and potato and have contributed to the neofunctionalization of genes involved in regulating important kiwifruit characteristics, such as fruit vitamin C, flavonoid and carotenoid metabolism. As the first sequenced species in the Ericales, the kiwifruit genome sequence provides a valuable resource not only for biological discovery and crop improvement but also for evolutionary and comparative genomics analysis, particularly in the asterid lineage.