Abstract Upon assembling the first Gossypium herbaceum (A 1 ) genome and substantially improving the existing Gossypium arboreum (A 2 ) and Gossypium hirsutum ((AD) 1 ) genomes, we showed that all existing A-genomes may have originated from a common ancestor, referred to here as A 0 , which was more phylogenetically related to A 1 than A 2 . Further, allotetraploid formation was shown to have preceded the speciation of A 1 and A 2 . Both A-genomes evolved independently, with no ancestor–progeny relationship. Gaussian probability density function analysis indicates that several long-terminal-repeat bursts that occurred from 5.7 million years ago to less than 0.61 million years ago contributed compellingly to A-genome size expansion, speciation and evolution. Abundant species-specific structural variations in genic regions changed the expression of many important genes, which may have led to fiber cell improvement in (AD) 1 . Our findings resolve existing controversial concepts surrounding A-genome origins and provide valuable genomic resources for cotton genetic improvement.

Maize is one of the most important crops globally, and it shows remarkable genetic diversity. Knowledge of this diversity could help in crop improvement; however, gold-standard genomes have been elucidated only for modern temperate varieties. Here, we present a high-quality reference genome (contig N50 of 15.78 megabases) of the maize small-kernel inbred line, which is derived from a tropical landrace. Using haplotype maps derived from B73, Mo17 and SK, we identified 80,614 polymorphic structural variants across 521 diverse lines. Approximately 22% of these variants could not be detected by traditional single-nucleotide-polymorphism-based approaches, and some of them could affect gene expression and trait performance. To illustrate the utility of the diverse SK line, we used it to perform map-based cloning of a major effect quantitative trait locus controlling kernel weight—a key trait selected during maize improvement. The underlying candidate gene ZmBARELY ANY MERISTEM1d provides a target for increasing crop yields. A high-quality reference genome of the maize SK inbred line and analyses between the tropical SK line and two other maize genomes, B73 and Mo17, provide insights into structural variation and crop improvement.

Abstract Background Traditional Chinese medicine has used Peucedanum praeruptorum Dunn (Apiaceae) for a long time. Various coumarins, including the significant constituents praeruptorin (A–E), are the active constituents in the dried roots of P. praeruptorum. Previous transcriptomic and metabolomic studies have attempted to elucidate the distribution and biosynthetic network of these medicinal-valuable compounds. However, the lack of a high-quality reference genome impedes an in-depth understanding of genetic traits and thus the development of better breeding strategies. Results A telomere-to-telomere (T2T) genome was assembled for P. praeruptorum by combining PacBio HiFi, ONT ultra-long, and Hi-C data. The final genome assembly was approximately 1.798 Gb, assigned to 11 chromosomes with genome completeness >98%. Comparative genomic analysis suggested that P. praeruptorum experienced 2 whole-genome duplication events. By the transcriptomic and metabolomic analysis of the coumarin metabolic pathway, we presented coumarins’ spatial and temporal distribution and the expression patterns of critical genes for its biosynthesis. Notably, the COSY and cytochrome P450 genes showed tandem duplications on several chromosomes, which may be responsible for the high accumulation of coumarins. Conclusions A T2T genome for P. praeruptorum was obtained, providing molecular insights into the chromosomal distribution of the coumarin biosynthetic genes. This high-quality genome is an essential resource for designing engineering strategies for improving the production of these valuable compounds.

Abstract The Order Acipenseriformes, which include sturgeons and paddlefishes, represent “living fossils” with complex genomes that are good models for understanding whole genome duplication (WGD) and ploidy evolution in fishes. Here we sequenced and assembled the first high-quality chromosome-level genome for the complex octoploid Acipenser sinensis (Chinese sturgeon), a critically endangered species that also represents a poorly understood ploidy group in Acipenseriformes. Our results show that A. sinensis is a complex autooctoploid species containing four kinds of octovalents (8 n), a hexavalent (6 n), two tetravalents (4 n), and a divalent (2 n). We propose based on an analysis taking into account delayed rediploidization that its octoploid genome composition results from two rounds of homologous whole genome duplications (WGDs), and further provide insight into the timing of its ploidy evolution. This study provides the first octoploid genome resource of Acipenseriformes for understanding ploidy composition and evolutionary trajectories of polyploidy fishes.