The International Peach Genome Initiative reports the high quality draft genome sequence of peach (Prunus persica). They also resequenced ten additional P. persica accessions, as well as those of Prunus ferganensis, Prunus kansuensis, Prunus davidiana and Prunus mira. Rosaceae is the most important fruit-producing clade, and its key commercially relevant genera (Fragaria, Rosa, Rubus and Prunus) show broadly diverse growth habits, fruit types and compact diploid genomes. Peach, a diploid Prunus species, is one of the best genetically characterized deciduous trees. Here we describe the high-quality genome sequence of peach obtained from a completely homozygous genotype. We obtained a complete chromosome-scale assembly using Sanger whole-genome shotgun methods. We predicted 27,852 protein-coding genes, as well as noncoding RNAs. We investigated the path of peach domestication through whole-genome resequencing of 14 Prunus accessions. The analyses suggest major genetic bottlenecks that have substantially shaped peach genome diversity. Furthermore, comparative analyses showed that peach has not undergone recent whole-genome duplication, and even though the ancestral triplicated blocks in peach are fragmentary compared to those in grape, all seven paleosets of paralogs from the putative paleoancestor are detectable.

Background Worldwide, grapes and their derived products have a large market. The cultivated grape species Vitis vinifera has potential to become a model for fruit trees genetics. Like many plant species, it is highly heterozygous, which is an additional challenge to modern whole genome shotgun sequencing. In this paper a high quality draft genome sequence of a cultivated clone of V. vinifera Pinot Noir is presented. Principal Findings We estimate the genome size of V. vinifera to be 504.6 Mb. Genomic sequences corresponding to 477.1 Mb were assembled in 2,093 metacontigs and 435.1 Mb were anchored to the 19 linkage groups (LGs). The number of predicted genes is 29,585, of which 96.1% were assigned to LGs. This assembly of the grape genome provides candidate genes implicated in traits relevant to grapevine cultivation, such as those influencing wine quality, via secondary metabolites, and those connected with the extreme susceptibility of grape to pathogens. Single nucleotide polymorphism (SNP) distribution was consistent with a diffuse haplotype structure across the genome. Of around 2,000,000 SNPs, 1,751,176 were mapped to chromosomes and one or more of them were identified in 86.7% of anchored genes. The relative age of grape duplicated genes was estimated and this made possible to reveal a relatively recent Vitis-specific large scale duplication event concerning at least 10 chromosomes (duplication not reported before). Conclusions Sanger shotgun sequencing and highly efficient sequencing by synthesis (SBS), together with dedicated assembly programs, resolved a complex heterozygous genome. A consensus sequence of the genome and a set of mapped marker loci were generated. Homologous chromosomes of Pinot Noir differ by 11.2% of their DNA (hemizygous DNA plus chromosomal gaps). SNP markers are offered as a tool with the potential of introducing a new era in the molecular breeding of grape.

The domestication of wild emmer wheat led to the selection of modern durum wheat, grown mainly for pasta production. We describe the 10.45 gigabase (Gb) assembly of the genome of durum wheat cultivar Svevo. The assembly enabled genome-wide genetic diversity analyses revealing the changes imposed by thousands of years of empirical selection and breeding. Regions exhibiting strong signatures of genetic divergence associated with domestication and breeding were widespread in the genome with several major diversity losses in the pericentromeric regions. A locus on chromosome 5B carries a gene encoding a metal transporter (TdHMA3-B1) with a non-functional variant causing high accumulation of cadmium in grain. The high-cadmium allele, widespread among durum cultivars but undetected in wild emmer accessions, increased in frequency from domesticated emmer to modern durum wheat. The rapid cloning of TdHMA3-B1 rescues a wild beneficial allele and demonstrates the practical use of the Svevo genome for wheat improvement. Genome assembly of durum wheat cultivar Svevo enables genome-wide genetic diversity analyses highlighting modifications imposed by thousands of years of empirical selection and breeding.

The evolutionary basis of domestication has been a longstanding question and its genetic architecture is becoming more tractable as more domestic species become genome-enabled. Before becoming established worldwide, sheep and goats were domesticated in the fertile crescent 10,500 years before present (YBP) where their wild relatives remain. Here we sequence the genomes of wild Asiatic mouflon and Bezoar ibex in the sheep and goat domestication center and compare their genomes with that of domestics from local, traditional, and improved breeds. Among the genomic regions carrying selective sweeps differentiating domestic breeds from wild populations, which are associated among others to genes involved in nervous system, immunity and productivity traits, 20 are common to Capra and Ovis. The patterns of selection vary between species, suggesting that while common targets of selection related to domestication and improvement exist, different solutions have arisen to achieve similar phenotypic end-points within these closely related livestock species.

Abstract The extent to which genomic convergence shapes locally adapted phenotypes in different species remains a fundamental question in evolutionary biology. To bring new insights to this debate we set up a framework which aimed to compare the adaptive trajectories of two domesticated mammal species co-distributed in diversified landscapes. We sequenced the genomes of 160 sheep and 161 goats extensively managed along environmental gradients, including temperature, rainfall, seasonality and altitude, to identify genes and biological processes shaping local adaptation. Allele frequencies at adaptive loci were rarely found to vary gradually along environmental gradients, but rather displayed a discontinuous shift at the extremities of environmental clines. Of the more than 430 adaptive genes identified, only 6 were orthologous between sheep and goats and those responded differently to environmental pressures, suggesting different adaptive mechanisms in these two closely related species. Such diversity of adaptive pathways may result from a high number of biological functions involved in adaptation to multiple eco-climatic gradients, and provides more arguments for the role of contingency and stochasticity in adaptation rather than repeatability.

Abstract The objective of this study was to investigate the genomic background of the Garfagnina (GRF) goat breed that faces the risk of extinction. In total, 48 goats genotyped with the Illumina CaprineSNP50 BeadChip were analyzed together with 214 goats belonging to 9 Italian breeds (~25 goats/breed) from the AdaptMap project [Argentata (ARG), Bionda dell’Adamello (BIO), Ciociara Grigia (CCG), Di Teramo (DIT), Garganica (GAR), Girgentana (GGT), Orobica (ORO), Valdostana (VAL) and Valpassiria (VSS)]. We estimated i) runs of homozygosity (ROH), ii) admixture ancestries and iii) traceability success via discriminant analysis on principal components (DAPC) based on cross-validation. For GRF, an excess of frequent ROH (more than 45% in the GRF samples analyzed) was detected on CHR 12 at, roughly 50.25-50.94Mbp (ARS1 assembly), spanned between the CENPJ (centromere protein) and IL17D (interleukin 17D) genes. The same area was also present in DIT, while the broader region (~49.25-51.94Mbp) was shared among the ARG, CCG, and GGT. Admixture analysis depicted the uniqueness of the GRF breed, with a small part of common ancestry shared with BIO, VSS, ARG and CCG breeds. The DAPC model resulted in a 100% assignment success. We hope this work will contribute to the efforts of preventing the GRF from extinction and to add value to all the socio-agro-economic factors related with the farming of the GRF breed.

Semen cryopreservation is the most popular practice for semen production for artificial insemination and