Spacer-length (sl) variation in ribosomal RNA gene clusters (rDNA) was surveyed in 502 individual barley plants, including samples from 50 accessions of cultivated barley, 25 accessions of its wild ancestor, and five generations of composite cross II (CCII), an experimental population of barley. In total, 17 rDNA sl phenotypes, made up of 15 different rDNA sl variants, were observed. The 15 rDNA sl variants comprise a complete ladder in which each variant differs in length from adjacent variants by approximately equal to 115 nucleotide pairs. Studies of four rDNA sl variants in an F2 population showed that these variants are located at two unlinked loci, Rrn1 and Rrn2, each with two codominant alleles. Using wheat-barley addition lines, we determined that Rrn1 and Rrn2 are located on chromosomes 6 and 7, respectively. The nonrandom distribution of sl variants between loci suggests that genetic exchange occurs much less frequently between than within the two loci, which demonstrates that Rrn1 and Rrn2 are useful as new genetic markers. Frequencies of rDNA sl phenotypes and variants were monitored over 54 generations in CCII. A phenotype that was originally infrequent in CCII ultimately became predominant, whereas the originally most frequent phenotype decreased drastically in frequency, and all other phenotypes originally present disappeared from the population. We conclude that the sl variants and/or associated loci are under selection in CCII.

We report the draft genome of the black cottonwood tree, Populus trichocarpa . Integration of shotgun sequence assembly with genetic mapping enabled chromosome-scale reconstruction of the genome. More than 45,000 putative protein-coding genes were identified. Analysis of the assembled genome revealed a whole-genome duplication event; about 8000 pairs of duplicated genes from that event survived in the Populus genome. A second, older duplication event is indistinguishably coincident with the divergence of the Populus and Arabidopsis lineages. Nucleotide substitution, tandem gene duplication, and gross chromosomal rearrangement appear to proceed substantially more slowly in Populus than in Arabidopsis. Populus has more protein-coding genes than Arabidopsis , ranging on average from 1.4 to 1.6 putative Populus homologs for each Arabidopsis gene. However, the relative frequency of protein domains in the two genomes is similar. Overrepresented exceptions in Populus include genes associated with lignocellulosic wall biosynthesis, meristem development, disease resistance, and metabolite transport.

We attempted to overexpress chalcone synthase (CHS) in pigmented petunia petals by introducing a chimeric petunia CHS gene. Unexpectedly, the introduced gene created a block in anthocyanin biosynthesis. Forty-two percent of plants with the introduced CHS gene produced totally white flowers and/or patterned flowers with white or pale nonclonal sectors on a wild-type pigmented background; none of hundreds of transgenic control plants exhibited such phenotypes. Progeny testing of one plant demonstrated that the novel color phenotype co-segregated with the introduced CHS gene; progeny without this gene were phenotypically wild type. The somatic and germinal stability of the novel color patterns was variable. RNase protection analysis of petal RNAs isolated from white flowers showed that, although the developmental timing of mRNA expression of the endogenous CHS gene was not altered, the level of the mRNA produced by this gene was reduced 50-fold from wild-type levels. Somatic reversion of plants with white flowers to phenotypically parental violet flowers was associated with a coordinate rise in the steady-state levels of the mRNAs produced by both the endogenous and the introduced CHS genes. Thus, in the altered white flowers, the expression of both genes was coordinately suppressed, indicating that expression of the introduced CHS gene was not alone sufficient for suppression of endogenous CHS transcript levels. The mechanism responsible for the reversible co-suppression of homologous genes in trans is unclear, but the erratic and reversible nature of this phenomenon suggests the possible involvement of methylation.

Sequence similarity and profile searching tools were used to analyze the genome sequences of Arabidopsis thaliana, Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Caenorhabditis elegans and Drosophila melanogaster for genes encoding three families of histone deacetylase (HDAC) proteins and three families of histone acetyltransferase (HAT) proteins. Plants, animals and fungi were found to have a single member of each of three subfamilies of the GNAT family of HATs, suggesting conservation of these functions. However, major differences were found with respect to sizes of gene families and multi‐domain protein structures within other families of HATs and HDACs, indicating substantial evolutionary diversification. Phylogenetic analysis identified a new class of HDACs within the RPD3/HDA1 family that is represented only in plants and animals. A similar analysis of the plant‐specific HD2 family of HDACs suggests a duplication event early in dicot evolution, followed by further diversification in the lineage leading to Arabidopsis. Of three major classes of SIR2‐type HDACs that are found in animals, fungi have representatives only in one class, whereas plants have representatives only in the other two. Plants possess five CREB‐binding protein (CBP)‐type HATs compared with one to two in animals and none in fungi. Domain and phylogenetic analyses of the CBP family proteins showed that this family has evolved three distinct types of CBPs in plants. The domain architecture of CBP and TAFII250 families of HATs show significant differences between plants and animals, most notably with respect to bromodomain occurrence and their number. Bromodomain‐containing proteins in Arabidopsis differ strikingly from animal bromodomain proteins with respect to the numbers of bromodomains and the other types of domains that are present. The substantial diversification of HATs and HDACs that has occurred since the divergence of plants, animals and fungi suggests a surprising degree of evolutionary plasticity and functional diversification in these core chromatin components.

Abstract Cucurbita moschata, a cucurbit species responsive to inductive short-day (SD) photoperiods, and Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) were used to test whether long-distance movement of FLOWERING LOCUS T (FT) mRNA or FT is required for floral induction. Ectopic expression of FT by ZYMV was highly effective in mediating floral induction of long-day (LD)–treated plants. Moreover, the infection zone of ZYMV was far removed from floral meristems, suggesting that FT transcripts do not function as the florigenic signal in this system. Heterografting demonstrated efficient transmission of a florigenic signal from flowering Cucurbita maxima stocks to LD-grown C. moschata scions. Real-time RT-PCR performed on phloem sap collected from C. maxima stocks detected no FT transcripts, whereas mass spectrometry of phloem sap proteins revealed the presence of Cm-FTL1 and Cm-FTL2. Importantly, studies on LD- and SD-treated C. moschata plants established that Cmo-FTL1 and Cmo-FTL2 are regulated by photoperiod at the level of movement into the phloem and not by transcription. Finally, mass spectrometry of florally induced heterografted C. moschata scions revealed that C. maxima FT, but not FT mRNA, crossed the graft union in the phloem translocation stream. Collectively, these studies are consistent with FT functioning as a component of the florigenic signaling system in the cucurbits.