We report the draft genome of the black cottonwood tree, Populus trichocarpa . Integration of shotgun sequence assembly with genetic mapping enabled chromosome-scale reconstruction of the genome. More than 45,000 putative protein-coding genes were identified. Analysis of the assembled genome revealed a whole-genome duplication event; about 8000 pairs of duplicated genes from that event survived in the Populus genome. A second, older duplication event is indistinguishably coincident with the divergence of the Populus and Arabidopsis lineages. Nucleotide substitution, tandem gene duplication, and gross chromosomal rearrangement appear to proceed substantially more slowly in Populus than in Arabidopsis. Populus has more protein-coding genes than Arabidopsis , ranging on average from 1.4 to 1.6 putative Populus homologs for each Arabidopsis gene. However, the relative frequency of protein domains in the two genomes is similar. Overrepresented exceptions in Populus include genes associated with lignocellulosic wall biosynthesis, meristem development, disease resistance, and metabolite transport.

The light-harvesting complex (LHC) of barley photosystem II (PS II) was fractionated by Deriphat-polyacrylamide gel electrophoresis into five different pigmented components: one subcomplex (LHC IIb) and four pigment-proteins (LHC IIa, -c, -d, and -e). No loss of chorophyll from the components occurred during fractionation, and violaxanthin is the only photosynthetic pigment that apparently occurs in thylakoids free of association with protein. Each LHC II component has a distinct stoichiometry of neoxanthin, violaxanthin, lutein, chlorophyll a, and chlorophyll b. LHC IIa, -d, and -e were obtained as monomeric pigment-proteins, each of which contained one apoprotein Mr 31,000, 21,000, and 13,000, respectively. LHC IIc was also isolated as a monomer but it contained two poly-peptides of Mr 29,000 and 26,500, whereas the trimeric LHC IIb subcomplex (Mr 72,000) contained three subunits of Mr 28,000, 27,000, and 25,000, but not in equal stoichiometry. How the LHC II subunits are organized in PS II was examined. We isolated PS II subcomplexes which contained four of the LHC II subunits and the core complex (CC II) in unit stoichiometry; the relative strengths of association of the LHC II subunits with CC II are: LHC IIa greater than LHC IIc greater than LHC IIb greater than LHC IId. The LHC II subunits were associated with the native dimeric and not with the derived monomeric form of CC II. In addition, a multimeric LHC II sub-complex composed of the LHC IIa, LHC IIb, and LHC IId pigment-proteins was isolated. We propose that this LHC II subcomplex, which contained the Mr 28,000 and 25,000 subunits but lacked the Mr 27,000 subunit of LHC IIb and CC II. An LHC IIb pigmented fraction of LHC IIb and CC II. An LHC IIb pigmented fraction of Mr 250,000 was isolated which contained only the Mr 28,000 and 27,000 subunits. The LHC IIb subunits in this complex were the most highly phosphorylated on a protein basis. These data together with analyses of the chlorophyll b-less barley chlorina f2 mutant were used to construct a model for the LHC II pigment-protein arrangement in higher plant PS II.

A consensus genetic map for Pinus taeda (loblolly pine) was constructed by merging three previously published maps with a map from a pseudo-backcross between P. taeda and P. elliottii (slash pine). The consensus map positioned 4981 markers via genotyping of 1251 individuals from four pedigrees. It is the densest linkage map for a conifer to date. Average marker spacing was 0.48 centiMorgans and total map length was 2372 centiMorgans. Functional predictions for 4762 markers for expressed sequence tags were improved by alignment to full-length P. taeda transcripts. Alignments to the P. taeda genome mapped 4225 scaffold sequences onto linkage groups. The consensus genetic map was used to compare the extent of genome-wide linkage disequilibrium in an association population of distantly related P. taeda individuals (ADEPT2), a multiple-family pedigree used for genomic selection studies (CCLONES), and a full-sib quantitative trait locus mapping population (BC1). Weak linkage disequilibrium was observed in CCLONES and ADEPT2. Average squared correlations, R2, between genotypes at SNPs less than one centiMorgan apart was less than 0.05 in both populations and R2 did not decay substantially with genetic distance. By contrast, strong and extended linkage disequilibrium was observed among BC1 full-sibs where average R2 decayed from 0.8 to less than 0.1 over 53 centiMorgans. The consensus map and analysis of linkage disequilibrium establish a foundation for comparative association and quantitative trait locus mapping between genotype-phenotype discovery populations.