Björn Usadel and colleagues report the genome sequence of the wild tomato species Solanum pennellii. The authors identify genes important for stress tolerance, metabolism and fruit maturation and suggest that transposable elements have had an important role in the evolution of the S. penellii stress response. Solanum pennellii is a wild tomato species endemic to Andean regions in South America, where it has evolved to thrive in arid habitats. Because of its extreme stress tolerance and unusual morphology, it is an important donor of germplasm for the cultivated tomato Solanum lycopersicum1. Introgression lines (ILs) in which large genomic regions of S. lycopersicum are replaced with the corresponding segments from S. pennellii can show remarkably superior agronomic performance2. Here we describe a high-quality genome assembly of the parents of the IL population. By anchoring the S. pennellii genome to the genetic map, we define candidate genes for stress tolerance and provide evidence that transposable elements had a role in the evolution of these traits. Our work paves a path toward further tomato improvement and for deciphering the mechanisms underlying the myriad other agronomic traits that can be improved with S. pennellii germplasm.

Significance One of the most important technological advances by humans is the domestication of plant species for the production of food. We have used high-throughput sequencing to identify changes in DNA sequence and gene expression that differentiate cultivated tomato and its wild relatives. We also identify hundreds of candidate genes that have evolved new protein sequences or have changed expression levels in response to natural selection in wild tomato relatives. Taken together, our analyses provide a snapshot of genome evolution under artificial and natural conditions.

Variation in gene expression, in addition to sequence polymorphisms, is known to influence developmental, physiological and metabolic traits in plants. Genetic mapping populations have facilitated identification of expression Quantitative Trait Loci (eQTL), the genetic determinants of variation in gene expression patterns. We used an introgression population developed from the wild desert-adapted Solanum pennellii and domesticated tomato Solanum lycopersicum to identify the genetic basis of transcript level variation. We established the effect of each introgression on the transcriptome, and identified ~7,200 eQTL regulating the steady state transcript levels of 5,300 genes. Barnes-Hut t-distributed stochastic neighbor embedding clustering identified 42 modules revealing novel associations between transcript level patterns and biological processes. The results showed a complex genetic architecture of global transcript abundance pattern in tomato. Several genetic hotspots regulating a large number of transcript level patterns relating to diverse biological processes such as plant defense and photosynthesis were identified. Important eQTL regulating transcript level patterns were related to leaf number and complexity, and hypocotyl length. Genes associated with leaf development showed an inverse correlation with photosynthetic gene expression but eQTL regulating genes associated with leaf development and photosynthesis were dispersed across the genome. This comprehensive expression QTL analysis details the influence of these loci on plant phenotypes, and will be a valuable community resource for investigations on the genetic effects of eQTL on phenotypic traits in tomato.

Plants sense foliar shade of competitors and alter their developmental programs through the shade avoidance response. Internode and petiole elongation, and changes in overall leaf area and leaf mass per area, are the stereotypical architectural responses to foliar shade in the shoot. However, changes in leaf shape and complexity in response to shade remain incompletely, and qualitatively, described. Using a meta-analysis of >18,000 previously published leaflet outlines, we demonstrate that shade avoidance alters leaf shape in domesticated tomato and wild relatives. The effects of shade avoidance on leaf shape are subtle with respect to individual traits, but are combinatorially strong. We then seek to describe the developmental origins of shade-induced changes in leaf shape by swapping plants between light treatments. Leaf size is light-responsive late into development, but patterning events, such as stomatal index, are irrevocably specified earlier. Observing that shade induces increases in shoot apical meristem size, we then describe gene expression changes in early leaf primordia and the meristem using laser microdissection. We find that in leaf primordia shade avoidance is not mediated through canonical pathways described in mature organs, but rather the expression of KNOX and other indeterminacy genes, altering known developmental pathways responsible for patterning leaf shape. We also demonstrate that shade-induced changes in leaf primordium gene expression largely do not overlap with those found in successively initiated leaf primordia, providing evidence against classic hypotheses that shaded leaf morphology results from prolonged production of juvenile leaf types.

A BSTRACT Background: Effective post-operative analgesia and swift recovery are critical for patients undergoing head and neck cancer surgery. This study compares the recovery profiles and analgesic efficacy of fentanyl-based anesthesia versus dexmedetomidine-based anesthesia in this patient population. Materials and Methods: A randomized controlled trial was conducted with 120 patients undergoing head and neck cancer surgery. The patients were divided into two groups: Group F (n = 60) received fentanyl-based anesthesia, while Group D (n = 60) received dexmedetomidine-based anesthesia. Recovery profiles were assessed using the Modified Aldrete Score, and post-operative pain was evaluated using the Visual Analog Scale (VAS) at 1, 6, 12, and 24 hours post-surgery. Secondary outcomes included total opioid consumption and the incidence of adverse effects. Results: Group D demonstrated a significantly faster recovery time, with 85% achieving a Modified Aldrete Score of ≥9 within 30 minutes post-surgery compared to 65% in Group F ( P < 0.05). Post-operative VAS scores were significantly lower in Group D at all time points ( P < 0.01), with mean scores of 2.5 ± 1.2 at 1 hour, 2.0 ± 1.0 at 6 hours, 1.5 ± 0.8 at 12 hours, and 1.0 ± 0.5 at 24 hours. Group F had mean scores of 4.0 ± 1.5, 3.5 ± 1.3, 3.0 ± 1.1, and 2.5 ± 0.9, respectively. Total opioid consumption was also lower in Group D (50 mg morphine equivalents) compared to Group F (75 mg morphine equivalents) ( P < 0.05). Adverse effects were comparable between the groups. Conclusion: Dexmedetomidine-based anesthesia provides superior post-operative analgesia and faster recovery compared to fentanyl-based anesthesia in head and neck cancer surgery. It may be a preferred option for optimizing patient outcomes in this surgical population.

Light is an essential resource for photosynthesis. Limitation of light by shade from plant neighbors can induce a light competition program known as the shade avoidance response (SAR), thereby altering plant growth and development for the sake of survival. Natural genetic variation in SAR is found in plants adapted to distinct environments, including domesticated tomato Solanum lycopersicum and its wild relative Solanum pennellii. QTL mapping was used to examine variation of the SAR between these two species. We found organ specific responses in the elongation of the stem and petiole, including developmental acceleration of growth. Through RNAseq analysis we identified a number of ILs with reduced expression of auxin-related genes in shade treatment. These same ILs display a shade tolerant phenotype in stem growth and overall height. We also identified ILs with altered SAR expression of cell wall expansion genes, although these genotypes had no accompanying alteration in phenotype. Examination of weighted gene co-expression connectivity networks in sun- and shade-treated plants revealed connectivity changes in auxin and light signaling genes; this result was supported by the identification of motifs within the promoters of a subset of shade-responsive genes that were enriched in light signaling, developmental pathways, and auxin responsive transcriptional domains. The identification of both systemic and organ-specific shade tolerance in the ILs, as well as associated changes in the transcriptome, has the potential to inform future studies for breeding plants able to be grown closely (while neighbor-shaded), yet still maintaining high yield.

Chilli (Capsicum annuum L.) is the most important vegetable and spice crops that belonging to family Solanaceae. Leaf curl virus disease is a most destructive threat to chilli production which adversely affect yield. Twenty four F1 hybrids were developed by crossing eleven diverse parents in line x tester mating design and were screened for yield, yield related traits and for resistance to leaf curl virus under natural epiphytotic condition and artificial inoculation using viruliferous white flies at College of horticulture, Bagalkot (University of horticulture science, Bagalkot) during 2021-2023. The analysis of variance indicated the presence of significant variation among the chilli hybrids and parents for the characters observed and reaction to disease. Based on the per se performance, the hybrid Byadgi Dabbi x IC284628 recorded the highest individual fruit weight, hybrid Byadgi Kaddi x Punjab Sindhuri observed highest number of fruits per plant and hybrid Byadgi Kaddi x Punjab Lal recorded highest green fruit yield per plant among all the hybrids. The hybrids Byadgi Kaddi x Punjab Surkh, Byadgi Dabbi x Punjab Surkh, Byadgi Dabbi x Punjab Sindhuri and Byadgi Kaddi x Punjab Sindhuri were found to have higher tolerance to chilli leaf curl disease.