Polyploidization has provided much genetic variation for plant adaptive evolution, but the mechanisms by which the molecular evolution of polyploid genomes establishes genetic architecture underlying species differentiation are unclear. Brassica is an ideal model to increase knowledge of polyploid evolution. Here we describe a draft genome sequence of Brassica oleracea, comparing it with that of its sister species B. rapa to reveal numerous chromosome rearrangements and asymmetrical gene loss in duplicated genomic blocks, asymmetrical amplification of transposable elements, differential gene co-retention for specific pathways and variation in gene expression, including alternative splicing, among a large number of paralogous and orthologous genes. Genes related to the production of anticancer phytochemicals and morphological variations illustrate consequences of genome duplication and gene divergence, imparting biochemical and morphological variation to B. oleracea. This study provides insights into Brassica genome evolution and will underpin research into the many important crops in this genus. Brassica oleracea is plant species comprising economically important vegetable crops. Here, the authors report the draft genome sequence of B. oleracea and, through a comparative analysis with the closely related B. rapa, reveal insights into Brassicaevolution and divergence of interspecific genomes and intraspecific subgenomes.

Species in the ascomycete fungal genus Cordyceps have been proposed to be the teleomorphs of Metarhizium species. The latter have been widely used as insect biocontrol agents. Cordyceps species are highly prized for use in traditional Chinese medicines, but the genes responsible for biosynthesis of bioactive components, insect pathogenicity and the control of sexuality and fruiting have not been determined. Here, we report the genome sequence of the type species Cordyceps militaris. Phylogenomic analysis suggests that different species in the Cordyceps/Metarhizium genera have evolved into insect pathogens independently of each other, and that their similar large secretomes and gene family expansions are due to convergent evolution. However, relative to other fungi, including Metarhizium spp., many protein families are reduced in C. militaris, which suggests a more restricted ecology. Consistent with its long track record of safe usage as a medicine, the Cordyceps genome does not contain genes for known human mycotoxins. We establish that C. militaris is sexually heterothallic but, very unusually, fruiting can occur without an opposite mating-type partner. Transcriptional profiling indicates that fruiting involves induction of the Zn2Cys6-type transcription factors and MAPK pathway; unlike other fungi, however, the PKA pathway is not activated. The data offer a better understanding of Cordyceps biology and will facilitate the exploitation of medicinal compounds produced by the fungus.

Cystic echinococcosis (hydatid disease), caused by the tapeworm E. granulosus, is responsible for considerable human morbidity and mortality. This cosmopolitan disease is difficult to diagnose, treat and control. We present a draft genomic sequence for the worm comprising 151.6 Mb encoding 11,325 genes. Comparisons with the genome sequences from other taxa show that E. granulosus has acquired a spectrum of genes, including the EgAgB family, whose products are secreted by the parasite to interact and redirect host immune responses. We also find that genes in bile salt pathways may control the bidirectional development of E. granulosus, and sequence differences in the calcium channel subunit EgCavβ1 may be associated with praziquantel sensitivity. Our study offers insights into host interaction, nutrient acquisition, strobilization, reproduction, immune evasion and maturation in the parasite and provides a platform to facilitate the development of new, effective treatments and interventions for echinococcosis control.

Abstract The three-dimensional genome structure organized by CTCF is required for development. Clinically identified mutations in CTCF have been linked to adverse developmental outcomes. Nevertheless, the underlying mechanism remains elusive. In this investigation, we explored the regulatory roles of a clinically relevant R567W point mutation, located within the 11 th zinc finger of CTCF, by introducing this mutation into both murine models and human embryonic stem cell-derived cortical organoid models. Mice with homozygous CTCF R567W mutation exhibited growth impediments, resulting in postnatal mortality, and deviations in brain, heart, and lung development at the pathological and single- cell transcriptome levels. This mutation induced premature stem-like cell exhaustion, accelerated the maturation of GABAergic neurons, and disrupted neurodevelopmental and synaptic pathways. Additionally, it specifically hindered CTCF binding to peripheral motifs upstream to the core consensus site, causing alterations in local chromatin structure and gene expression, particularly at the clustered protocadherin locus. Comparative analysis using human cortical organoids mirrored the consequences induced by this mutation. In summary, this study elucidates the influence of the CTCF R567W mutation on human neurodevelopmental disorders, paving the way for potential therapeutic interventions.

Abstract One important goal of fish genetic breeding is to identify valuable loci and genes that can facilitate growth and thereby productivity. Few such loci or genes have been identified in golden pompano ( Trachinotus ovatus ), a species of significant economic value. In this study, we produced a high-quality chromosome-level genome assembly of the golden pompano by de novo sequencing and assemblies for 2 parents and 200 F 1 offspring by genome re-sequencing. We exploited these assemblies to identify loci and genes by QTL mapping, Kompetitive Allele Specific PCR (KASP) genotyping, and haplotype-based regional association analysis based on growth records of a 64 biparental and 147 individuals from a naturally occurring population. At a locus 291kb from BSNP21031, we identified a somatostatin receptor type 1-like (designated as gpsstr1) gene in which the BSNP1369 of the promoter region was highly associated with growth. Loss of sstr1a, the homolog of gpsstr1 in zebrafish, caused growth retardation. Sstr1a mediated growth via sstr2 and Wnt-gsk-3β signaling pathways. Our findings provide new insights into the underlying mechanisms controlling growth. Our strategy can serve as an effective way to uncover novel genomic information and facilitate improvement of fish growth.

Deep learning-based approaches have achieved remarkable success in single-image super-resolution (SISR). Now, how to design lighter neural networks has become a hot research topic. Efficient network structure is significant for building an efficient neural network. The recently proposed SISR framework residual local feature network(RLFN) [15] simplified feature aggregation but its cascaded 3 × 3 convolution still caused too many model parameters, which affected the speed of inference. In this paper, we propose a novel convolution with spatial-channel cheap operation (SCC-Conv) and design an efficient network (SCC-Net) for SISR. Motivated by GhostNet [9], we utilize a single 1 × 1 convolution to decrease the output channel and use a 3 × 3 depthwise convolution as a cheap operation to obtain the feature maps from a spatial view. Experiment results show that successive ghost blocks causes performance degradation in current situation. We then use a 3 × 3 convolution to decrease the output channel and use a 1 × 1 convolution as a cheap operation to obtain the feature maps from a channel view. Our SCC-Net has lower parameters (296k) and faster inference speed while maintaining performance compared with the state-of-the-art methods.