Abstract The karyotype of most birds has remained considerably stable during more than 100 million years’ evolution, except for some groups, such as parrots. The evolutionary processes and underlying genetic mechanism of chromosomal rearrangements in parrots, however, are poorly understood. Here, using chromosome-level assemblies of three parrot genomes (monk parakeet, blue-fronted amazon, budgerigar), we uncovered frequent chromosome fusions and fissions among parrots, with most of them being lineage-specific. In particular, at least 12 chromosomes recurrently experienced inter-chromosomal fusions in different parrot lineages. Two conserved vertebrate genes, ALC1 and PARP3, with known functions in the repair of double-strand breaks and maintenance of genome stability, were specifically lost in parrots. The loss of ALC1 was associated with multiple deletions and an accumulation of CR1-psi, a novel subfamily of transposable elements (TEs) that recently amplified in parrots, while the loss of PARP3 was associated with an inversion. Additionally, the fusion of the ZW sex chromosomes and chromosome 11 has created a pair of neo-sex chromosomes in the ancestor of parrots, and the chromosome 25 has been further added to the sex chromosomes in monk parakeet. The newly formed neo-sex chromosomes were validated by our chromosomal painting, genomic and phylogenetic analyses. Transcriptome profiling for multiple tissues of males and females did not reveal signals of female-specific selection driving the formation of neo-sex chromosomes. Finally, we identified one W-specific satellite repeat that contributed to the unusual enlargement of the W chromosome in monk parakeet. Together, the combination of our genomic and cytogenetic analyses highlight the role of TEs and genetic drift in promoting chromosome rearrangements, gene loss and the evolution of neo-sex chromosome in parrots.

The phylum chordata are composed of three groups: vertebrata, tunicate and cephalochordata. Single cell developmental atlas for typical species in vertebrata (mouse, zebrafish, western frog, worm) and tunicate (sea squirts) has been constructed recently. However, the single cell resolution atlas for lancelet, a living proxy of vertebrate ancestors, has not been achieved yet. Here, we profiled more than 57 thousand cells during the development of florida lancelet ( Branchiostoma floridae ), covering important processes including embryogenesis, organogenesis and metamorphosis. We identified stage and cluster specific regulatory elements. Additionally, we revealed the regulatory codes underlying functional specification and lineage commitment. Based on epigenetic features, we constructed the developmental trajectory for lancelet, elucidating how cell fates were established progressively. Overall, our study provides, by far, the first single cell regulatory landscape of amphioxus, which could help us to understand the heterogeneity and complexity of lancet development at single cell resolution and throw light upon the great transition from simple chordate ancestor to modern vertebrates with amazing diversity and endless forms.

Abstract Isochrysis galbana is considered an ideal bait for functional foods and nutraceuticals in humans because of its high fucoxanthin (Fx) content. However, multi-omics analysis of the regulation networks for Fx biosynthesis in I. galbana has not been reported. In this study, we report a high-quality genome sequence of I. galbana LG007, which has a 92.73 Mb genome size, with a contig N50 of 6.99 Mb and 14,900 protein-coding genes. Phylogenomic inferences confirmed the monophyly of Haptophyta, with I. galbana sister to Emiliania huxleyi and Chrysochromulina tobinii . Evolutionary analysis revealed an estimated divergence time between I. galbana and E. huxleyi of ~ 133 million years ago (Mya). Gene family analysis indicated that lipid metabolism-related genes exhibited significant expansion, including IgPLMT, IgOAR1 and Δ-4 desaturase. Metabolome analysis showed that the content of carotenoid in I. galbana cultured under green light for 7 days was higher than that of white light, and β-carotene was the main carotenoids, accounting for 79.09% of the total carotenoids. Comprehensive analysis of multi-omics analysis revealed that β-carotene, antheraxanthin, zeaxanthin, and Fx content was increased by green light induction, which was significantly correlated with the expression of IgMYB98, IgZDS, IgPDS, IgLHCX2, IgZEP, IgLCYb, and IgNSY . These findings contribute to understanding Fx biosynthesis and its regulation, providing a valuable reference for food and pharmaceutical applications.

Oysters, particularly Portuguese oyster ( Crassostrea angulata ), are highly valued for their nutritional and flavor qualities, making them important in global aquaculture. Triploid oysters have gained attention for maintaining higher meat quality year-round compared to diploids, but there is limited research on how ploidy affects their biochemical and flavor profiles. This study uses a non-targeted metabolomics approach, including gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS), to investigate flavor substance differences between triploid and diploid C. angulata . A total of 13 volatile compounds were identified in diploid oysters, while 28 were found in triploids. Significant upregulation of inosine, guanosine, L-aspartic acid, and taurine in triploids contributes to their enhanced flavor profile. Additionally, triploids showed higher nicotinamide concentrations, while diploids had increased 25-hydroxycholesterol. These findings highlight the advantages of triploid oysters in aquaculture for improved flavor and nutrition, supporting their potential for year-round production.