Schlechtendalia chinensis, a gall-inducing aphid, has two host plants in its life cycle. Its wintering host is a moss (typically Plagiomnium maximoviczii) and its main host is Rhus chinensis (Sumac), on which it forms galls during the summer.. This study investigated bacteria associated with S. chinensis living on the two different host plants by sequencing 16S rRNAs. A total of 183 Operational Taxonomic Units (OTUs) from 50 genera were identified from aphids living on moss, whereas 182 OTUs from 49 genera were found from aphids living in Sumac galls. The most abundant bacterial genus among identified OTUs from aphids feeding on both hosts was Buchnera. Despite similar numbers of OTUs, the composition of bacterial taxa showed significant differences between aphids living on moss and those living on R. chinensis. Specifically, there were 12 OTUs from 5 genera (family) unique to aphids living on moss, and 11 OTUs from 4 genera (family) unique to aphids feeding in galls on R. Chinensis. Principal Coordinate Analysis (PCoA) also revealed that bacteria from moss-residing aphids clustered differently from aphids collected from galls. Our results provid a foundation for future analyses on the roles of symbiotic bacteria in plant - aphid interactions in general, and how gall-specific symbionts differ in this respect.

Potato virus H (PVH), belonging to the genus Carlavirus in the family Betaflexiviridae, was initially discovered in potato plants in Inner Mongolia, China (Li et al., 2013). Subsequently, it was documented to infect pepino, a perennial shrub of the Solanaceae family like potatoes (Abouelnasr et al., 2014). Tomato (Solanum lycopersicum L.), a major global crop, faces threats from various plant viruses. In an open field survey in Yunnan, China during July 2023, tomatoes (cultivar: Liangsi) showed typical virus symptoms: leaf yellowing, curling, mottling, and fruit with abnormal shape and color. Eleven symptomatic tomato samples were collected for high-throughput sequencing to identify the potential pathogen. RNA sequencing libraries were prepared using the TruSeq RNA sample prep kit (Illumina, San Diego, CA, USA), followed by RNA-seq sequencing on an Illumina HiSeq4000 platform (LC Sciences, USA). Approximately 77,928,560 paired-end reads (150-bp each) were generated. After quality control, 75,808,296 reads were retained and subjected to de novo assembly using Trinity (version 2.8.5). The assembled contigs, ranging from 198 nt to 15865 nt, were used as queries to search against the NCBI non-redundant protein sequence database (NR) or nucleotide sequence database (NT) to detect the potential pathogens using BLASTx and BLASTn program with a cutoff e-value of 10-5. As a consequence, certain contigs were assigned to 3 plant viruses, including PVH (the highest RdRp blastx identity to UAD82396.1: 97.8%), Capsicum chlorosis virus (CaCV, the highest RdRp blastx identity to APQ31267.1: 98.4%), and southern tomato virus (STV, the highest CP-RdRp fusion protein blastx identity to QOW17541.1: 99.74%). The presence of the identified 3 viruses was subsequently screened in the 11 tomato samples originally collected from the corresponding field. Notably, the specific detection primers for the PVH genome was designed from the newly assembled PVH genome (Forward primer: 5’- ATAGTTGTGCACTGTGTGCCTG-3’; Reverse primer: 5’-GCTTAAGGTTCTTAGCGTATTC-3’), targeting ~1.1kb. Consequently, PVH was detected in 3 out of 11 samples: 2 leaf samples and 1 fruit sample, with one leaf sample showing a single infection. The complete genome sequence of PVH in tomatoes (PVH-tomato) was successfully obtained by assembling nine overlapping regions spanning the entire PVH-tomato genome, following the RT-PCR and the 5’ RACE and 3’ RACE approaches, and deposited in NCBI nucleotide database with accession number OR397130.1Phylogenetic analysis based on the full genome sequences of PVH-tomato and other publicly available PVH isolates revealed that PVH-tomato was closely related to a PVH isolate found in potatoes in Yunnan (blastn similarity: 97.76%) (Fig. S1A). To test PVH-tomato infectivity and pathogenicity, four healthy Nicotiana benthamiana and four healthy tomato plants were mechanically inoculated with PVH-infected leaf sap; controls used sap from healthy plants. Three weeks post-inoculation, all N. benthamiana (4/4) and three tomato plants (3/4) were PVH-positive by RT-PCR. Symptoms were milder in N. benthamiana, and only two tomato plants (2/4) showed leaf curling. No PVH was detected in control samples (Figure S1B, S1C). Sanger sequencing confirmed the amplicons' expected length of 1093 bp. Previously, PVH was documented only in potato and pepino. This is the first report of tomatoes as natural PVH hosts and PVH infecting N. benthamiana under lab conditions.

Tomatoes (Solanum lycopersicum L.), as a significant solanaceous crop, have attracted global research interest focused on elucidating its plant virus incidence, epidemiology, and pathogenicity, especially in field production (Li et al. 2021; Rivarez et al. 2023). Tobacco vein banding mosaic virus (TVBMV) is classified in the genus Potyvirus. Since its discovery, TVBMV has been documented to infect tobacco, potato, jimsonweed, wild eggplant under nature conditions (Wang et al. 2017). Also, TVBMV could be transmitted to tomatoes by aphids (Myzus persicae) in laboratory conditions (Bi et al. 2020). However, to date, there is no sequence representing TVBMV infecting tomato deposited in NCBI nucleotide database. In August 2023, about 30% of tomato planted in an open field showing typical viral disease symptoms (chlorosis, yellowing, mosaic, curling, and mottling) in Dali, Yunnan, China. To identify the potential pathogen, about 9 symptomatic leave from different plants were collected, pooled and sent for high-throughput sequencing. In summary, total RNA was extracted using TRIzol ® Reagent (Invitrogen, CA, USA). Subsequently, RNA sequencing libraries were constructed using the TruSeq RNA sample prep kit (Illumina, CA, USA), followed by RNA-Seq sequencing performed on an Illumina HiSeq4000 platform (LC Sciences, USA). A total of 71,368,934 raw reads (paired-end) of the length 150-bp were generated. After quality control, 69,746,872 reads were retained and subjected to de novo assembly using Trinity (version 2.8.5). The assembled contigs (ranging from 186 nt to 15,573 nt) were searched against the NCBI non-redundant protein (NR) to detect potential viral pathogens using BLASTx with a cutoff e-value of 10 -5 . As a result, 2 viral contigs were assigned to 2 known viruses: TVBMV (Depth: 1960X, BLASTn similarity: 95.26%) and chilli veinal mottle virus (ChiVMV) (Depth: 3581X, BLASTn similarity: 98.22%). No other viruses and viroids were detected. The presence of TVBMV and ChiVMV were tested positive in all of the 9 samples originally collected. Notably, the detection primer for TVBMV identified in tomato (TVBMV-tomato) was designed from the newly assembled TVBMV genome (Forward: 5’- CTCGGTGAGGAAGGTGACATAAGT’; Reverse: 5’- CTTTCAACACCAGGGAATCTAGTG -3’). The nearly complete genome sequence of TVBMV-tomato was validated by overlapping RT-PCR and submitted to NCBI nucleotide database (accession: PP848192). To assess TVBMV-tomato infectivity, symptomatic tomato leaf sap was mechanically inoculated onto 4 healthy tomatoes, with healthy tomato leaf sap serving as a control. After 3 weeks, plants inoculated with symptomatic sap showed leaf curling and stunting, while control plants remained unaffected. All symptomatic samples tested positive for TVBMV via RT-PCR (4/4). For comparison, TVBMV could not be detected in the control sample. Sanger sequencing verified the expected 986 bp amplicon sequences. However, ChiVMV was also detected in all symptomatic tomato samples, which makes it possible that the symptoms after inoculation were the result of the synergism of TVBMV and ChiVMV. Phylogenetic analysis based on complete coding sequence revealed that TVBMV-tomato was most closely related to TVBMV identified from Solanum lyratum. To our knowledge, this work represents the first report of natural occurrence of TVBMV in agroecosystem in Yunnan, China.

Momordica charantia, also known as bitter melon, bitter gourd, and bitter squash, is a member of the Cucurbitaceae family and is widely grown in tropical and subtropical regions for its edible fruit and medicinal properties (Alves et al. 2017). In April 2022, bitter melon plants exhibiting stem fasciation and excessive tendril symptoms were observed in a 50-acre vegetable farm in Yijia Village, Weishan Yizu Huizu Autonomous County, Dali, Yunnan Province, China (Fig. 1). The farm primarily grew tomatoes, but around 400 bitter melon plants were planted in spots where tomatoes failed to establish. One plot had a 40% incidence rate, with four out of ten bitter melon plants showing symptoms. Scattered cases were observed in other plots, leading to an overall disease incidence rate of around 2% for the entire farm. Phytoplasma infection was suspected due to symptomatic plants growing in the same province as previously reported cases of phytoplasma diseases, such as happy tree (Camptotheca accuminata) witches'-broom disease, and the presence of phytoplasma-transmitting leafhoppers (Qiao et al. 2023). DNA was extracted from four symptomatic samples and two healthy controls collected from the abovementioned plot with a 40% disease incidence using Bioteke's Plant Genomic DNA Extraction Kit and then tested for phytoplasma infection. A nested PCR assay was conducted using primer pair P1/16S-SR followed by P1A/16S-SR to amplify the near full-length phytoplasma 16S rDNA (about 1.5kb) as previously described (Lee et al. 2004). None of the healthy controls tested positive for phytoplasma infection, while three out of four symptomatic plants showed positive results. The amplicons from the nested PCR were cloned into the pCRII-TOPO vector as previously described (Lee et al. 2004). The resulting clones were sequenced, and the representative sequence was deposited into GenBank (accession number PP489216). The iPhyClassifier (Zhao et al. 2009) was employed to determine the phytoplasma species and group/subgroup associated with the bitter melon stem fasciation (BMSF) disease. The results indicated that the diseased bitter melon plants were infected with a strain related to 'Candidatus Phytoplasma malaysianum' (EU371934), with a 98.07% sequence identity. The similarity coefficient was 1.00 compared to the reference strain of 16SrXXXII-D (GenBank accession: MW138004). The phytoplasma strain associated with BMSF disease was designated as BMSF1. In addition, the same DNA samples underwent further characterization of the BMSF strains. A nested PCR was conducted using primer pair rpL2F3/rpIR1A, followed by rp(III)-FN/rpIR1A to amplify a phytoplasma-specific rp gene segment (about 1.2 kb) (Martini et al. 2007; Davis et al. 2013). Three out of four samples tested positive, consistent with the 16S rRNA gene amplification results. Similarly, a primer pair L15F1/MapR1 followed by secYF1(III)/secYR1(III) was used to amplify a phytoplasma-specific partial spc operon (about 1.7 kb) that includes the complete secY gene and partial rpl15 and map genes, as previously described (Lee et al. 2010). The obtained rp and partial spc amplicons were cloned and sequenced (GenBank accession numbers PP464295 and PP464296). The rp and secY gene sequences were searched against the non-redundant nucleotide collection in the NCBI database using BLASTN. The top hit for the rp gene was 'Ca. Phytoplasma luffae' (CP054393), with 83.24% identity (1068/1283 base-matching). The top hit for the secY gene was also 'Ca. Phytoplasma luffae' (CP054393), with 72.53% identity (1294/1784 base-matching). The percent identity of the BMSF sequences compared to the top hit is low since no other group 16SrXXXII rp and secY gene sequences are available for comparison. A subgroup 16SrXXXII-D phytoplasma strain has been previously reported associated with Camptotheca acuminata witches'-broom (Qiao et al. 2023) and Trema tomentosa witches'-broom (Yu et al. 2021) in China. To our knowledge, bitter melon represents a new host of 'Candidatus Phytoplasma malaysianum'-related strains, and this is the first report of BMSF disease in China. The findings suggest that 'Candidatus Phytoplasma malaysianum'-related strains infect not only ornamental plants but also crops.

Abstract The horned gall aphid Schlechtendalia chinensis , is an economically important insect that induces galls valuable for medicinal and chemical industries. S. chinensis manipulates its host plant to form well-organized horned galls during feeding. So far, more than twenty aphid genomes have been reported; however, all of those are derived from free-living aphids. Here we generated a high-quality genome assembly of S. chinensis , representing the first genome sequence of a galling aphid. The final genome assembly was 280.43 Mb, with 97% of the assembled sequences anchored into thirteen chromosomes. S. chinensis presents the smallest aphid genome size among available aphid genomes to date. The contig and scaffold N50 values were 3.39 Mb and 20.58 Mb, respectively. The assembly included 96.4% of conserved arthropod and 97.8% of conserved Hemiptera single-copy orthologous genes based on BUSCO analysis. A total of 13,437 protein-coding genes were predicted. Phylogenomic analysis showed that S. chinensis formed a single clade between the Eriosoma lanigerum clade and the Aphidini+Macrosiphini aphid clades. In addition, salivary proteins were found to be differentially expressed when S. chinensis underwent host alternation, indicating their potential roles in gall formation and plant defense suppression. A total of 36 cytochrome P450 genes were identified in S. chinensis , considerably fewer compared to other aphids, probably due to its small host plant range. The high-quality S. chinensis genome assembly and annotation provide an essential genetic background for future studies to reveal the mechanism of gall formation and to explore the interaction between aphids and their host plants.

The horned-gall aphid, Schlechtendalia chinensis, is the most economically valuable Chinese gallnut aphid species, playing a decisive role in the production of Chinese gallnuts. The method of cultivating the gallnut species with artificial moss and increasing the yield of gallnuts after inoculation has been applied in the main producing areas of Chinese gallnuts. However, it is still unclear whether artificial cultivation affects the fecundity and gall-forming effect of S. chinensis. In this study, autumn migrant aphids of S. chinensis from wild, artificial and introduced populations were used as materials to cultivate and inoculate under the same environment. The number of male and female sexuales, fundatrices, the galls per tree, and the total weight of galls per tree in subsequent generations were analyzed, and differences in the fecundity and gall-forming effects of different populations were analyzed. The results showed that the fecundity of the wild population was stronger than that of the artificial population, and the number of aphids produced by a single spring migrant and the number of fundatrices increased by 75.86% and 81.62%, respectively. Compared with the introduced population, the survival rate of female sexuales in the local population was higher. Compared with the artificial population, the gall-forming effect of the wild population was better; the number of galls per tree, the weight of single gall, and the total weight of galls per tree increased by 68.33%, 50.77%, and 153.78%, respectively; and the gall preservation rate increased significantly. Artificial cultivation of S. chinensis will lead to a decrease in fecundity and gall-forming effect in subsequent generations, showing the degradation of the vitality of S. chinensis. Therefore, it is necessary to improve the effect of artificial cultivation of S. chinensis by adopting technical measures such as wild population or introduction.