A two-marker combination of plastid rbcL and matK has previously been recommended as the core plant barcode, to be supplemented with additional markers such as plastid trnH-psbA and nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS). To assess the effectiveness and universality of these barcode markers in seed plants, we sampled 6,286 individuals representing 1,757 species in 141 genera of 75 families (42 orders) by using four different methods of data analysis. These analyses indicate that (i) the three plastid markers showed high levels of universality (87.1-92.7%), whereas ITS performed relatively well (79%) in angiosperms but not so well in gymnosperms; (ii) in taxonomic groups for which direct sequencing of the marker is possible, ITS showed the highest discriminatory power of the four markers, and a combination of ITS and any plastid DNA marker was able to discriminate 69.9-79.1% of species, compared with only 49.7% with rbcL + matK; and (iii) where multiple individuals of a single species were tested, ascriptions based on ITS and plastid DNA barcodes were incongruent in some samples for 45.2% of the sampled genera (for genera with more than one species sampled). This finding highlights the importance of both sampling multiple individuals and using markers with different modes of inheritance. In cases where it is difficult to amplify and directly sequence ITS in its entirety, just using ITS2 is a useful backup because it is easier to amplify and sequence this subset of the marker. We therefore propose that ITS/ITS2 should be incorporated into the core barcode for seed plants.

Pathogenic bacteria use the type III secretion system to deliver effector proteins into host cells to modulate the host signaling pathways. In this study, the Shigella type III effector OspF was shown to inactivate mitogen-activated protein kinases (MAPKs) [extracellular signal-regulated kinases 1 and 2 (Erk1/2), c-Jun N-terminal kinase, and p38]. OspF irreversibly removed phosphate groups from the phosphothreonine but not from the phosphotyrosine residue in the activation loop of MAPKs. Mass spectrometry revealed a mass loss of 98 daltons in p-Erk2, due to the abstraction of the alpha proton concomitant with cleavage of the C-OP bond in the phosphothreonine residue. This unexpected enzymatic activity, termed phosphothreonine lyase, appeared specific for MAPKs and was shared by other OspF family members.

Ecological civilization (shengtai wenming ) has been written into China’s constitution as the ideological framework for the country’s environmental policies, laws and education. It is also increasingly presented not only as a response to environmental degradation in China, but as a vision for our global future. In this article, scholars from the disciplines of media science, anthropology and sinology analyse media representations of eco-civilization in order to explore which values and visions this highly profiled state project actually entails. The article argues that eco-civilization is best understood as a sociotechnical imaginary in which cultural and moral virtues constitute key components that are inseparable from the more well-known technological, judicial, and political goals. The imaginary of eco-civilization seeks to construct a sense of cultural and national continuity, and to place China at the center of the world by invoking its civilization’s more than 2000 years of traditional philosophical heritage as a part of the solution for the planet’s future. It is constructed as a new kind of Communist Party led utopia in which market economy and consumption continue to grow, and where technology and science have solved the basic problems of pollution and environmental degradation. Download : Download high-res image (6KB)Download : Download full-size image

Phylogenetic relationships in Rosaceae have long been problematic because of frequent hybridisation, apomixis and presumed rapid radiation, and their historical diversification has not been clarified. With 87 genera representing all subfamilies and tribes of Rosaceae and six of the other eight families of Rosales (outgroups), we analysed 130 newly sequenced plastomes together with 12 from GenBank in an attempt to reconstruct deep relationships and reveal temporal diversification of this family. Our results highlight the importance of improving sequence alignment and the use of appropriate substitution models in plastid phylogenomics. Three subfamilies and 16 tribes (as previously delimited) were strongly supported as monophyletic, and their relationships were fully resolved and strongly supported at most nodes. Rosaceae were estimated to have originated during the Late Cretaceous with evidence for rapid diversification events during several geological periods. The major lineages rapidly diversified in warm and wet habits during the Late Cretaceous, and the rapid diversification of genera from the early Oligocene onwards occurred in colder and drier environments. Plastid phylogenomics offers new and important insights into deep phylogenetic relationships and the diversification history of Rosaceae. The robust phylogenetic backbone and time estimates we provide establish a framework for future comparative studies on rosaceous evolution.

Abstract Background Cymbidium orchids, including some 50 species, are the famous flowers, and they possess high commercial value in the floricultural industry. Furthermore, the values of different orchids are great differences. However, species identification is very difficult. To a certain degree, chloroplast DNA sequence data are a versatile tool for species identification and phylogenetic implications in plants. Different chloroplast loci have been utilized for evaluating phylogenetic relationships at each classification level among plant species, including at the interspecies and intraspecies levels. However, there is no evidence that a short sequence can distinguish all plant species from each other in order to infer phylogenetic relationships. Molecular markers derived from the complete chloroplast genome can provide effective tools for species identification and phylogenetic resolution. Results The complete nucleotide sequences of eight individuals from a total of five Cymbidium species’ chloroplast (cp) genomes were determined using Illumina sequencing technology of the total DNA via a combination of de novo and reference-guided assembly. The length of the Cymbidium cp genome is about 155 kb. The cp genomes contain 123 unique genes, and the IR regions contain 24 duplicates. Although the genomes, including genome structure, gene order and orientation, are similar to those of other orchids, they are not evolutionarily conservative. The cp genome of Cymbidium evolved moderately with more than 3% sequence divergence, which could provide enough information for phylogeny. Rapidly evolving chloroplast genome regions were identified and 11 new divergence hotspot regions were disclosed for further phylogenetic study and species identification in Orchidaceae. Conclusions Phylogenomic analyses were conducted using 10 complete chloroplast genomes from seven orchid species. These data accurately identified the individuals and established the phylogenetic relationships between the species. The results reveal that phylogenomics based on organelle genome sequencing lights the species identification—organelle-scale “barcodes”, and is also an effective approach for studying whole populations and phylogenetic characteristics of Cymbidium .

Chloroplast genomes supply indispensable information that helps improve the phylogenetic resolution and even as organelle-scale barcodes. Next-generation sequencing technologies have helped promote sequencing of complete chloroplast genomes, but compared with the number of angiosperms, relatively few chloroplast genomes have been sequenced. There are two major reasons for the paucity of completely sequenced chloroplast genomes: (i) massive amounts of fresh leaves are needed for chloroplast sequencing and (ii) there are considerable gaps in the sequenced chloroplast genomes of many plants because of the difficulty of isolating high-quality chloroplast DNA, preventing complete chloroplast genomes from being assembled. To overcome these obstacles, all known angiosperm chloroplast genomes available to date were analysed, and then we designed nine universal primer pairs corresponding to the highly conserved regions. Using these primers, angiosperm whole chloroplast genomes can be amplified using long-range PCR and sequenced using next-generation sequencing methods. The primers showed high universality, which was tested using 24 species representing major clades of angiosperms. To validate the functionality of the primers, eight species representing major groups of angiosperms, that is, early-diverging angiosperms, magnoliids, monocots, Saxifragales, fabids, malvids and asterids, were sequenced and assembled their complete chloroplast genomes. In our trials, only 100 mg of fresh leaves was used. The results show that the universal primer set provided an easy, effective and feasible approach for sequencing whole chloroplast genomes in angiosperms. The designed universal primer pairs provide a possibility to accelerate genome-scale data acquisition and will therefore magnify the phylogenetic resolution and species identification in angiosperms.

Abstract Bats possess a range of distinctive characteristics, including flight, echolocation, impressive longevity, and the ability to harbor various zoonotic pathogens. Additionally, they account for the second-highest species diversity among mammalian orders, yet their phylogenetic relationships and demographic history remain underexplored. Here, we generated de novo assembled genomes for 17 bat species and two of their mammalian relatives (the Amur hedgehog and Chinese mole shrew), with 12 genomes reaching chromosome-level assembly. Comparative genomics and ChIP-seq assays identified newly gained genomic regions in bats potentially linked to the regulation of gene activity and expression. Notably, some antiviral infection related gene under positive selection exhibited the activity of suppressing cancer, evidencing the linkage between virus tolerance and cancer resistance in bats. By integrating published bat genome assemblies, phylogenetic reconstruction established the proximity of noctilionoid bats to vesper bats. Interestingly, we found two distinct patterns of ancient population dynamics in bats and population changes since the last-glacial maximum do not reflect species phylogenetic relationships. These findings enriched our understanding of adaptive mechanisms and demographic history of bats.

Abstract Sex-biased genes offer insights into the evolution of sexual dimorphism. Sex-biased genes, especially those with male bias, show elevated evolutionary rates of protein sequences driven by positive selection and relaxed purifying selection in animals. Although rapid sequence evolution of sex-biased genes and evolutionary forces have been investigated in animals and brown algae, less is known about evolutionary forces in dioecious angiosperms. In this study, we separately compared the expression of sex-biased genes between female and male floral buds and between female and male flowers at anthesis in dioecious Trichosanthes pilosa (Cucurbitaceae). In floral buds, sex-biased gene expression was pervasive, and had significantly different roles in sexual dimorphism such as physiology. We observed higher rates of sequence evolution for male-biased genes in floral buds compared to female-biased and unbiased genes. Male-biased genes under positive selection were mainly associated with functions to abiotic stress and immune responses, suggesting that high evolutionary rates are driven by adaptive evolution. Additionally, relaxed purifying selection may contribute to accelerated evolution in male-biased genes generated by gene duplication. Our findings, for the first time in angiosperms, suggest evident rapid evolution of male-biased genes, advance our understanding of the patterns and forces driving the evolution of sexual dimorphism in dioecious plants.