We report a high-quality draft of the genome sequence of the grey, short-tailed opossum (Monodelphis domestica). As the first metatherian ('marsupial') species to be sequenced, the opossum provides a unique perspective on the organization and evolution of mammalian genomes. Distinctive features of the opossum chromosomes provide support for recent theories about genome evolution and function, including a strong influence of biased gene conversion on nucleotide sequence composition, and a relationship between chromosomal characteristics and X chromosome inactivation. Comparison of opossum and eutherian genomes also reveals a sharp difference in evolutionary innovation between protein-coding and non-coding functional elements. True innovation in protein-coding genes seems to be relatively rare, with lineage-specific differences being largely due to diversification and rapid turnover in gene families involved in environmental interactions. In contrast, about 20% of eutherian conserved non-coding elements (CNEs) are recent inventions that postdate the divergence of Eutheria and Metatheria. A substantial proportion of these eutherian-specific CNEs arose from sequence inserted by transposable elements, pointing to transposons as a major creative force in the evolution of mammalian gene regulation.

We present a draft genome sequence of the platypus, Ornithorhynchus anatinus. This monotreme exhibits a fascinating combination of reptilian and mammalian characters. For example, platypuses have a coat of fur adapted to an aquatic lifestyle; platypus females lactate, yet lay eggs; and males are equipped with venom similar to that of reptiles. Analysis of the first monotreme genome aligned these features with genetic innovations. We find that reptile and platypus venom proteins have been co-opted independently from the same gene families; milk protein genes are conserved despite platypuses laying eggs; and immune gene family expansions are directly related to platypus biology. Expansions of protein, non-protein-coding RNA and microRNA families, as well as repeat elements, are identified. Sequencing of this genome now provides a valuable resource for deep mammalian comparative analyses, as well as for monotreme biology and conservation. The duck-billed platypus (Ornithorhynchus anatinus) is a unique egg-laying mammal, with lactation, venom and a bill. It even has an electro­sensory system for foraging underwater. Platypuses are monotremes descended from the most basal branch of the mammalian lineage and combine aspects of both reptilian and mammalian biology. Now an international consortium reports the sequence and analysis of the platypus genome. It is an amalgam of reptilian, mammalian and its own unique characteristics that provides clues to the function and evolution of all mammalian genomes. As well as helping uncover the origins of genomic imprinting, analyses show that platypus and reptile venom proteins have been co-opted independently from the same gene families; milk protein genes are conserved; and immune gene family expansions are directly related to platypus biology. The sequence provides an invaluable resource for comparative genomics, and it will be important for monotreme conservation. The cover image shows the bill with electro­sensory pits, eye and ear opening behind the eye. Platypuses are monotremes and combine aspects of both reptilian and mammalian behaviour. An international consortium reports the genome sequence and analysis of Ornithorhynchus anatinus and as expected, parts of the genome look more like mammals, whereas other parts more like reptiles or even chickens.

In therian mammals (placentals and marsupials), sex is determined by an XX female: XY male system, in which a gene ( SRY ) on the Y affects male determination. There is no equivalent in other amniotes, although some taxa (notably birds and snakes) have differentiated sex chromosomes. Birds have a ZW female: ZZ male system with no homology with mammal sex chromosomes, in which dosage of a Z-borne gene (possibly DMRT1 ) affects male determination. As the most basal mammal group, the egg-laying monotremes are ideal for determining how the therian XY system evolved. The platypus has an extraordinary sex chromosome complex, in which five X and five Y chromosomes pair in a translocation chain of alternating X and Y chromosomes. We used physical mapping to identify genes on the pairing regions between adjacent X and Y chromosomes. Most significantly, comparative mapping shows that, contrary to earlier reports, there is no homology between the platypus and therian X chromosomes. Orthologs of genes in the conserved region of the human X (including SOX3 , the gene from which SRY evolved) all map to platypus chromosome 6, which therefore represents the ancestral autosome from which the therian X and Y pair derived. Rather, the platypus X chromosomes have substantial homology with the bird Z chromosome (including DMRT1 ) and to segments syntenic with this region in the human genome. Thus, platypus sex chromosomes have strong homology with bird, but not to therian sex chromosomes, implying that the therian X and Y chromosomes (and the SRY gene) evolved from an autosomal pair after the divergence of monotremes only 166 million years ago. Therefore, the therian X and Y are more than 145 million years younger than previously thought.

The koala, the only extant species of the marsupial family Phascolarctidae, is classified as 'vulnerable' due to habitat loss and widespread disease. We sequenced the koala genome, producing a complete and contiguous marsupial reference genome, including centromeres. We reveal that the koala's ability to detoxify eucalypt foliage may be due to expansions within a cytochrome P450 gene family, and its ability to smell, taste and moderate ingestion of plant secondary metabolites may be due to expansions in the vomeronasal and taste receptors. We characterized novel lactation proteins that protect young in the pouch and annotated immune genes important for response to chlamydial disease. Historical demography showed a substantial population crash coincident with the decline of Australian megafauna, while contemporary populations had biogeographic boundaries and increased inbreeding in populations affected by historic translocations. We identified genetically diverse populations that require habitat corridors and instituting of translocation programs to aid the koala's survival in the wild.

Abstract Amphibians have highly diverse sex-determining modes leading to a notable interest in vertebrate sex determination and sex chromosome evolution. The identification of sex-determining systems in amphibians, however, is often difficult as a vast majority consist of homomorphic sex chromosomes making them hard to distinguish. In this study, we used Diversity Array Technology sequencing (DArTseq™) to identify the sex-determining system in the ornate burrowing frog from Australia, Platyplectrum ornatum . We applied DArTseq™ to 44 individuals, 19 males and 25 females, collected from two locations to develop sex-linked markers. Unexpectedly, these 44 individuals were classified into two distinct population clusters based on our SNP analyses, 36 individuals in cluster-1, and 8 individuals in cluster-2. We then performed sex-linkage analyses separately in each cluster. We identified 35 sex-linked markers from cluster-1, which were all associated with maleness. Therefore, P. ornatum cluster-1 is utilising a male heterogametic (XX/XY) sex-determining system. On the other hand, we identified 210 sex-linked markers from cluster-2, of which 89 were male specific, i.e., identifying XX/XY sex determining system and 111 were female specific, i.e., identifying ZZ/ZW sex determining system, suggesting existence of either male or female heterogametic sex determining system in cluster-2. We also performed cytogenetic analyses in 1 male and 1 female from cluster-1; however, we did not detect any visible differentiation between the X and Y sex chromosomes. We also mapped sex-linked markers from the two clusters against the P. ornatum genome and our comparative analysis indicated that the sex chromosomes in both clusters shared homologies to chromosome 10 (autosome) of Rana temporaria and ZWY sex chromosome of Xenopus tropicalis . It is plausible that the cluster-2 has a potential to be either male or female heterogamety in sex determination, requiring further investigation.