Abstract We present the 1.06 Gb sequenced genome of Gastrodia elata , an obligate mycoheterotrophic plant, which contains 18,969 protein-coding genes. Many genes conserved in other plant species have been deleted from the G . elata genome, including most of those for photosynthesis. Additional evidence of the influence of genome plasticity in the adaptation of this mycoheterotrophic lifestyle is evident in the large number of gene families that are expanded in G . elata , including glycoside hydrolases and urease that likely facilitate the digestion of hyphae are expanded, as are genes associated with strigolactone signaling, and ATPases that may contribute to the atypical energy metabolism. We also find that the plastid genome of G . elata is markedly smaller than that of green plant species while its mitochondrial genome is one of the largest observed to date. Our report establishes a foundation for studying adaptation to a mycoheterotrophic lifestyle.

Melon ( Cucumis melo L.) is one of the most extensively grown horticulture crops of the world. Based on the morphological characters, melon was formerly divided into two subspecies, Cucumis melo ssp. melo and C. melo ssp. agrestis . However, the present methods are still inadequate to distinguish between them. The phylogenetic analysis based on chloroplast genome sequences could provide essential evidence for the classification of melon varieties. We sequenced the chloroplast genomes of nine different melon varieties by the Illumina Hiseq and performed bioinformatic analyses including repeat element analysis, genome comparison and phylogenetic analysis. The results showed that the melon chloroplast genome has a typical quadripartite structure that was conserved across the analyzed sequences. Its length ranges between 155, 558 and 156, 569 bp, with a total GC content varying from 36.7% to 37%. We found 127–132 genes in melon chloroplast genomes, including 85–87 protein-coding regions, 34–37 tRNA and 6-8 rRNA genes. The molecular structure, gene order, content, codon usage, long repeats, and simple sequence repeats (SSRs) were mostly conserved among the nine sequenced genomes. Phylogenetic analysis showed that the chloroplast genome could clearly distinguish between C. melo ssp . melo and C. melo ssp . agrestis . This study not only provides valuable knowledge on melon chloroplasts, but also offers a theoretical basis and technical support for the genetic breeding of melons.

The graveyard of the Haihun Marquis in Nanchang is the largest and best-preserved Han Dynasty mausoleum discovered in China. Within the tomb's beam bank (M1), archaeologists have uncovered a variety of plant remains, such as melon seeds, the traits and origins of which warrant timely investigation. Cucumis melo L. has a long history of being cultivated and consumed in China. In this study, macroscopic identification techniques, scanning electron microscopy, and cluster analyses of the seeds of ancient C. melo and 16 varieties of modern melons (9 with thick skin, 6 with thin skin, and 1 thick/thin-skinned hybrid) were performed to compare their morphological trait indexes and seed coat ultrastructures. Through the measurement of various morphological parameters (length, width, upper one-third width, lower one-third width, thickness, and surface area) of each type of melon seed and subsequent cluster analysis of the morphological data, the ancient melon was determined to belong to the same cluster as the C. melo varieties "Lvbao", "Huangpi", "Boyang No. 9", "Malianzhuang", "Yangjiaomi", and "Zhimami", exhibiting the closest affinity to the thin-skinned types, particularly "Huangpi", "Malianzhuang", and "Zhimami". Scanning electron microscopy analysis of the epidermal ultrastructure revealed that the reticulated morphology of the seed coat of the ancient melon closely resembled that of the thin-skinned melon. Consequently, we hypothesize that the melon seeds excavated from the graveyard of the Haihun Marquis belong to the thin-skinned type of melon.

ABSTRACT The genus Polygonatum boasts abundant germplasm resources and comprises numerous species. Among these, medicinal plants of this genus, which have a long history, have garnered attention of scholars. This study sequenced and analyzed the chloroplast genomes of six species of Polygonatum medicinal plants ( P. zanlanscianense , P. kingianum , P. sibiricum , P. cyrtonema , P. filipes , and P. odoratum , respectively) to explore their interspecific relationships. The sequence length (154, 578–155, 807 bp) and genome structure were conserved among the six Polygonatum species, with a typical tetrad structure. Among the 127–131 genes contained in the genomes, 84–85 are protein‐coding genes, 37–38 are transfer RNA genes, and 6–8 are ribosomal RNA genes. The genomes contained 64–76 simple sequence repeats (SSRs) and 36–62 long repetitive sequences. Codon bias patterns tended to use codons ending in A/T. In 30 types of codons with RSCU > 1, 93.3% ended in A/T of the six species. Twenty‐one highly variable plastid regions were identified in the chloroplast genomes of the six medicinal plants. Furthermore, a phylogenetic analysis encompassing these and 53 other chloroplast genomes of Polygonatum species revealed that P. cyrtonema , P. odoratum , and P. filipes clustered together on one clade, whereas P. kingianum and P. zanlanscianense formed separate clades. Notably, P. sibiricum emerged as a standalone clade, and our phylogenetic tree reinforces the classification of P. sibiricum as forming a monophyly. This study provides a novel basis for intragenus taxonomy and DNA barcoding molecular identification within the genus Polygonatum medicinal plants.