David Bertioli and colleagues report the genomes of Arachis duranensis and Arachis ipaensis, the diploid ancestors of cultivated peanut, Arachis hypogaea. Their analyses are a first step in understanding the evolution of the peanut's tetraploid genome. Cultivated peanut (Arachis hypogaea) is an allotetraploid with closely related subgenomes of a total size of ∼2.7 Gb. This makes the assembly of chromosomal pseudomolecules very challenging. As a foundation to understanding the genome of cultivated peanut, we report the genome sequences of its diploid ancestors (Arachis duranensis and Arachis ipaensis). We show that these genomes are similar to cultivated peanut's A and B subgenomes and use them to identify candidate disease resistance genes, to guide tetraploid transcript assemblies and to detect genetic exchange between cultivated peanut's subgenomes. On the basis of remarkably high DNA identity of the A. ipaensis genome and the B subgenome of cultivated peanut and biogeographic evidence, we conclude that A. ipaensis may be a direct descendant of the same population that contributed the B subgenome to cultivated peanut.

Like many other crops, the cultivated peanut (Arachis hypogaea L.) is of hybrid origin and has a polyploid genome that contains essentially complete sets of chromosomes from two ancestral species. Here we report the genome sequence of peanut and show that after its polyploid origin, the genome has evolved through mobile-element activity, deletions and by the flow of genetic information between corresponding ancestral chromosomes (that is, homeologous recombination). Uniformity of patterns of homeologous recombination at the ends of chromosomes favors a single origin for cultivated peanut and its wild counterpart A. monticola. However, through much of the genome, homeologous recombination has created diversity. Using new polyploid hybrids made from the ancestral species, we show how this can generate phenotypic changes such as spontaneous changes in the color of the flowers. We suggest that diversity generated by these genetic mechanisms helped to favor the domestication of the polyploid A. hypogaea over other diploid Arachis species cultivated by humans. The genome sequence of segmental allotetraploid peanut suggests that diversity generated by genetic deletions and homeologous recombination helped to favor the domestication of Arachis hypogaea over its diploid relatives.

High oil and protein content make tetraploid peanut a leading oil and food legume. Here we report a high-quality peanut genome sequence, comprising 2.54 Gb with 20 pseudomolecules and 83,709 protein-coding gene models. We characterize gene functional groups implicated in seed size evolution, seed oil content, disease resistance and symbiotic nitrogen fixation. The peanut B subgenome has more genes and general expression dominance, temporally associated with long-terminal-repeat expansion in the A subgenome that also raises questions about the A-genome progenitor. The polyploid genome provided insights into the evolution of Arachis hypogaea and other legume chromosomes. Resequencing of 52 accessions suggests that independent domestications formed peanut ecotypes. Whereas 0.42–0.47 million years ago (Ma) polyploidy constrained genetic variation, the peanut genome sequence aids mapping and candidate-gene discovery for traits such as seed size and color, foliar disease resistance and others, also providing a cornerstone for functional genomics and peanut improvement. High-quality genome sequence of cultivated peanut comprising 2.54 Gb with 20 pseudomolecules and 83,709 protein-coding gene models provides insights into genome evolution and the genetic mechanisms underlying seed size and leaf resistance in peanut.

Abstract Peanut ( Arachis hypogaea L.) crown rot and root rot are common diseases caused by Aspergillus niger Van Tieghem. Early and accurate detection of A. niger is key to disease management. In this study, the design of two to five sets of loop-mediated isothermal amplification (LAMP) primers was based on the EglA , GOD , Tub , NRPS , Tan , CbhA , and CbhB genes of A. niger . Of these, primer set GOD-91 was selected for optimization of the three-factor LAMP system: the Bst DNA polymerase concentration, the concentration ratio of the inner and outer primers, and the concentration of Mg 2+ . In addition, the optimized LAMP reaction system for A. niger detection was validated for specificity, sensitivity, and on-site feasibility. The specificity test showed that A. niger could be specifically detected with the proposed method without cross-amplification of other pathogenic fungi DNA. Moreover, based on the sensitivity test, the lowest detection limit of this reaction system was 5.1 × 10 −7 ng/µL pAN01 plasmid DNA, after which a standard curve was generated for the quantitative detection of A. niger. The LAMP method was further applied for field sample assessment before and after A. niger infection, successfully detecting A. niger presence in the samples collected in the field. This study yielded a sensitive, specific, and reproducible LAMP system that can be used to assess on-site samples within 45 min. It is an effective approach for the rapid and quantitative detection of A. niger .

Abstract Cultivated peanut ( Arachis hypogaea L.) is a widely grown oilseed crop worldwide; however, the events leading to its origin and diversification are not fully understood. Here by combining chloroplast and whole-genome sequence data from a large germplasm collection, we show that the two subspecies of A. hypogaea ( hypogaea and fastigiata ) likely arose from distinct allopolyploidization and domestication events. Peanut genetic clusters were then differentiated in relation to dissemination routes and breeding efforts. A combination of linkage mapping and genome-wide association studies allowed us to characterize genes and genomic regions related to main peanut morpho-agronomic traits, namely flowering pattern, inner tegument color, growth habit, pod/seed weight and oil content. Together, our findings shed light on the evolutionary history and phenotypic diversification of peanuts and might be of broad interest to plant breeders.