We report the genome sequence of melon, an important horticultural crop worldwide. We assembled 375 Mb of the double-haploid line DHL92, representing 83.3% of the estimated melon genome. We predicted 27,427 protein-coding genes, which we analyzed by reconstructing 22,218 phylogenetic trees, allowing mapping of the orthology and paralogy relationships of sequenced plant genomes. We observed the absence of recent whole-genome duplications in the melon lineage since the ancient eudicot triplication, and our data suggest that transposon amplification may in part explain the increased size of the melon genome compared with the close relative cucumber. A low number of nucleotide-binding site–leucine-rich repeat disease resistance genes were annotated, suggesting the existence of specific defense mechanisms in this species. The DHL92 genome was compared with that of its parental lines allowing the quantification of sequence variability in the species. The use of the genome sequence in future investigations will facilitate the understanding of evolution of cucurbits and the improvement of breeding strategies.

Cucurbits produce fruits or vegetables that have great dietary importance and economic significance worldwide. The published genomes of at least 11 cucurbit species are boosting gene mining and novel breeding strategies, however genetic transformation in cucurbits is impractical as a tool for gene function validation due to low transformation efficiencies. Virus-induced gene silencing (VIGS) is a potential alternative tool. So far, very few ideal VIGS vectors are available for cucurbits. Here, we describe a new VIGS vector derived from cucumber green mottle mosaic virus (CGMMV), a monopartite virus that infects cucurbits naturally. We show that the CGMMV vector is competent to induce efficient silencing of the phytoene desaturase (PDS) gene in the model plant Nicotiana benthamiana and in cucurbits, including watermelon, melon, cucumber and bottle gourd. Infection with the CGMMV vector harboring PDS sequences of 69-300 bp in length in the form of sense-oriented or hairpin cDNAs resulted in photobleaching phenotypes in N. benthamiana and cucurbits by PDS silencing. Additional results reflect that silencing of the PDS gene could persist for over two months and the silencing effect of CGMMV-based vectors could be passaged. These results demonstrate that CGMMV vector could serve as a powerful and easy-to-use tool for characterizing gene function in cucurbits.

ABSTRACT Implementing effective monitoring strategies is fundamental to protect crops from pathogens and to ensure the food supply as the world population continues to grow. This is especially important for emergent plant pathogens such as tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV), which overcomes the genetic resistance resources used in tomato breeding against tobamoviruses and has become pandemic in less than a decade. Here we report the development of a CRISPR/Cas12a-based test to detect ToBRFV in the laboratory and potentially in a field setting. Using different tobamoviruses to assess specificity, our test showed a clear positive signal for ToBRFV-infected samples, while no cross-reactivity was observed for closely related viruses. Next, we compared the limit of detection of our CRISPR-based test with a reference real-time quantitative PCR test widely used, revealing similar sensitivities for both tests. Finally, to reduce complexity and achieve field-applicability, we used a fast nucleic acid purification step and compared its results side by side with those of a commonly used column-mediated protocol. The new protocol saved time and resources but at the expense of sensitivity. However, it still may be useful to confirm ToBRFV, detection in samples with incipient symptoms of infection. Although there is room for improvement, to our knowledge this is the first field-compatible CRISPR-based test to detect ToBRFV, which combines isothermal amplification with a simplified nucleic acid extraction protocol.