Insights from the annotated wheat genome Wheat is one of the major sources of food for much of the world. However, because bread wheat's genome is a large hybrid mix of three separate subgenomes, it has been difficult to produce a high-quality reference sequence. Using recent advances in sequencing, the International Wheat Genome Sequencing Consortium presents an annotated reference genome with a detailed analysis of gene content among subgenomes and the structural organization for all the chromosomes. Examples of quantitative trait mapping and CRISPR-based genome modification show the potential for using this genome in agricultural research and breeding. Ramírez-González et al. exploited the fruits of this endeavor to identify tissue-specific biased gene expression and coexpression networks during development and exposure to stress. These resources will accelerate our understanding of the genetic basis of bread wheat. Science , this issue p. eaar7191 ; see also p. eaar6089

Oilseed rape (Brassica napus L.) was formed ~7500 years ago by hybridization between B. rapa and B. oleracea, followed by chromosome doubling, a process known as allopolyploidy. Together with more ancient polyploidizations, this conferred an aggregate 72× genome multiplication since the origin of angiosperms and high gene content. We examined the B. napus genome and the consequences of its recent duplication. The constituent An and Cn subgenomes are engaged in subtle structural, functional, and epigenetic cross-talk, with abundant homeologous exchanges. Incipient gene loss and expression divergence have begun. Selection in B. napus oilseed types has accelerated the loss of glucosinolate genes, while preserving expansion of oil biosynthesis genes. These processes provide insights into allopolyploid evolution and its relationship with crop domestication and improvement.

This study investigates the impact of maternal gestation diets with varying fiber contents on gene expression and chromatin accessibility in fetuses and piglets fed a low fiber diet post weaning. High-fiber maternal diets, enriched with sugar beet pulp or pea internal fiber, were compared to a low-fiber maternal diet to evaluate their effects on liver and muscle tissues. The findings demonstrate that maternal high-fiber diets significantly alter the chromatin accessibility, predicted transcription factor activity and transcriptional landscape in both fetuses and piglets. A gene set enrichment analysis revealed over-expression of gene ontology terms related to metabolic processes and under-expression of those linked to immune responses in piglets from sows given the high-fiber diets during gestation. This suggests better metabolic health and immune tolerance of the fetus and offspring, in line with the documented epigenetic effects of short chain fatty acids on immune and metabolic pathways. A deconvolution analysis of the bulk RNA-seq data was performed using cell-type specific markers from a single cell transcriptome atlas of adult pigs. These results confirmed that the transcriptomic and chromatin accessibility data do not reflect different cell type compositions between maternal diet groups but rather phenotypic changes triggered by the critical role of maternal nutrition in shaping the epigenetic and transcriptional environment of fetus and offspring. Our findings have implications for improving animal health and productivity as well as broader implications for human health, suggesting that optimizing maternal diet with high-fiber content could enhance metabolic health and immune function in the formative years after birth and potentially to adulthood.

ABSTRACT Background The duplication of genes is one of the main genetic mechanisms that led to the gain in complexity of biological tissue. Although the implication of duplicated gene expression in brain evolution was extensively studied through comparisons between organs, their role in the regional specialization of the adult human central nervous system has not yet been well described. Results Our work explored intra-organ expression properties of paralogs through multiple territories of the human central nervous system (CNS) using transcriptome data generated by the Genotype-Tissue Expression (GTEx) consortium. Interestingly, we found that paralogs were associated with region-specific expression in CNS, suggesting their involvement in the differentiation of these territories. Beside the influence of gene expression level on region-specificity, we observed the contribution of both duplication age and duplication type to the CNS region-specificity of paralogs. Indeed, we found that small scale duplicated genes (SSDs) and in particular ySSDs (SSDs younger than the 2 rounds of whole genome duplications) were more CNS region-specific than other paralogs. Next, by studying the two paralogs of ySSD pairs, we observed that when they were region-specific, they tend to be specific to the same region more often than for other paralogs, showing the high co-expression of ySSD pairs. Extension of this analysis to families of paralogs showed that the families with co-expressed gene members (i.e. homogeneous families) were enriched in ySSDs. Furthermore, these homogeneous families tended to be region-specific families, where the majority of their gene members were specifically expressed in the same region. Conclusions Overall, our study suggests the major involvement of ySSDs in the differentiation of human central nervous system territories. Therefore, we show the relevance of exploring region-specific expression of paralogs at the intra-organ level.