Locusts are one of the world’s most destructive agricultural pests and represent a useful model system in entomology. Here we present a draft 6.5 Gb genome sequence of Locusta migratoria, which is the largest animal genome sequenced so far. Our findings indicate that the large genome size of L. migratoria is likely to be because of transposable element proliferation combined with slow rates of loss for these elements. Methylome and transcriptome analyses reveal complex regulatory mechanisms involved in microtubule dynamic-mediated synapse plasticity during phase change. We find significant expansion of gene families associated with energy consumption and detoxification, consistent with long-distance flight capacity and phytophagy. We report hundreds of potential insecticide target genes, including cys-loop ligand-gated ion channels, G-protein-coupled receptors and lethal genes. The L. migratoria genome sequence offers new insights into the biology and sustainable management of this pest species, and will promote its wide use as a model system. Locusts are destructive agricultural pests and serve as a model organism for studies of insects. Here, the authors report a draft genome sequence of the migratory locust, Locusta migratoria, and provide insight into genes associated with key survival traits such as phase-change, long-distance migration and feeding.

Abstract Plants modify their growth and development to protect themselves from detrimental conditions by triggering a variety of signaling pathways, including the activation of the ubiquitin-mediated protein degradation pathway. Endoplasmic reticulum (ER)-associated protein degradation (ERAD) is an important aspect of the ubiquitin-proteasome system, but only a few of the active ERAD components have been reported in plants. Here, we report that the Arabidopsis thaliana ubiquitin-conjugating enzyme, UBC32, a stress-induced functional ubiquitin conjugation enzyme (E2) localized to the ER membrane, connects the ERAD process and brassinosteroid (BR)-mediated growth promotion and salt stress tolerance. In vivo data showed that UBC32 was a functional ERAD component that affected the stability of a known ERAD substrate, the barley (Hordeum vulgare) powdery mildew O (MLO) mutant MLO-12. UBC32 mutation caused the accumulation of bri1-5 and bri1-9, the mutant forms of the BR receptor, BRI1, and these mutant forms subsequently activated BR signal transduction. Further genetic and physiological data supported the contention that UBC32 plays a role in the BR-mediated salt stress response and that BR signaling is necessary for the plant to tolerate salt. Our data indicates a possible mechanism by which an ERAD component regulates the growth and stress response of plants.

The relationship between aphids and their host plants is thought to be functionally analogous to plant-pathogen interactions. Although virulence effector proteins that mediate plant defenses are well-characterized for pathogens such as bacteria, oomycetes, and nematodes, equivalent molecules in aphids and other phloem-feeders are poorly understood. A dual transcriptomic-proteomic approach was adopted to generate a catalog of candidate effector proteins from the salivary glands of the pea aphid, Acyrthosiphon pisum. Of the 1557 transcript supported and 925 mass spectrometry identified proteins, over 300 proteins were identified with secretion signals, including proteins that had previously been identified directly from the secreted saliva. Almost half of the identified proteins have no homologue outside aphids and are of unknown function. Many of the genes encoding the putative effector proteins appear to be evolving at a faster rate than homologues in other insects, and there is strong evidence that genes with multiple copies in the genome are under positive selection. Many of the candidate aphid effector proteins were previously characterized in typical phytopathogenic organisms (e.g., nematodes and fungi) and our results highlight remarkable similarities in the saliva from plant-feeding nematodes and aphids that may indicate the evolution of common solutions to the plant-parasitic lifestyle.

Virus-derived small interfering RNAs (vsiRNAs) have been widely recognized to play an antiviral immunity role. However, it is unclear whether vsiRNAs can also play a positive role in viral infection. Here, we characterized three highly abundant vsiRNAs mapped to the genomic termini of rice stripe virus (RSV), a negative-strand RNA virus transmitted by insect vectors. The three vsiRNAs shared 11 nucleotides due to the conservative genomic termini and were likely generated from viral terminal panhandle structure, depending on both Dicer1 and Dicer2 in insects. In addition to targeting viral RNAs in a miRNA-like manner, the three vsiRNAs coordinately downregulated the expression of DOPA decarboxylase , thereby suppressing the prophenoloxidase immune reaction in insect vectors. In vsiRNA-silenced transgenic rice, the viral titer significantly decreased, indicating that these vsiRNAs promote RSV replication in rice. This study elucidates a unique function of vsiRNAs derived from the conserved panhandle structure of negative-strand RNA viruses in enhancing viral infection.

PCBs were analysed in 110 samples, including marine fish, freshwater fish and marine bivalves. The levels of ∑7PCBs in marine fish ranged from 0.18 to 5.59 ng g-1 wet weight (ww), in freshwater fish from 0.10 to 1.19 ng g-1 ww and in marine bivalves from 0.07 to 5.59 ng g-1 ww. The highest level of PCBs was found in Scomberomorus niphonius. In marine fish, freshwater fish and marine bivalves, the most abundant compounds were Hexa-CBs, Tri-CBs and Hexa-CBs, respectively. PCBs were distributed in a species-specific manner in aquatic products. None of the aquatic product samples analysed exceeded the limit for ∑7PCBs set by China or the limit established by the European Union.