ABSTRACT Because less than one-third of clinically relevant fusaria can be accurately identified to species level using phenotypic data (i.e., morphological species recognition), we constructed a three-locus DNA sequence database to facilitate molecular identification of the 69 Fusarium species associated with human or animal mycoses encountered in clinical microbiology laboratories. The database comprises partial sequences from three nuclear genes: translation elongation factor 1α ( EF-1α ), the largest subunit of RNA polymerase ( RPB1 ), and the second largest subunit of RNA polymerase ( RPB2 ). These three gene fragments can be amplified by PCR and sequenced using primers that are conserved across the phylogenetic breadth of Fusarium . Phylogenetic analyses of the combined data set reveal that, with the exception of two monotypic lineages, all clinically relevant fusaria are nested in one of eight variously sized and strongly supported species complexes. The monophyletic lineages have been named informally to facilitate communication of an isolate's clade membership and genetic diversity. To identify isolates to the species included within the database, partial DNA sequence data from one or more of the three genes can be used as a BLAST query against the database which is Web accessible at FUSARIUM-ID ( http://isolate.fusariumdb.org ) and the Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS-KNAW) Fungal Biodiversity Center ( http://www.cbs.knaw.nl/fusarium ). Alternatively, isolates can be identified via phylogenetic analysis by adding sequences of unknowns to the DNA sequence alignment, which can be downloaded from the two aforementioned websites. The utility of this database should increase significantly as members of the clinical microbiology community deposit in internationally accessible culture collections (e.g., CBS-KNAW or the Fusarium Research Center) cultures of novel mycosis-associated fusaria, along with associated, corrected sequence chromatograms and data, so that the sequence results can be verified and isolates are made available for future study.

ABSTRACT In 2005 and 2006, outbreaks of Fusarium keratitis associated with soft contact lens use occurred in multiple U.S. states and Puerto Rico. A case-control study conducted by the Centers for Disease Control and Prevention (CDC) showed a significant association between infections and the use of one particular brand of lens solution. To characterize the full spectrum of the causal agents involved and their potential sources, partial DNA sequences from three loci ( RPB 2, EF -1α, and nuclear ribosomal rRNA) totaling 3.48 kb were obtained from 91 corneal and 100 isolates from the patient's environment (e.g., contact lens and lens cases). We also sequenced a 1.8-kb region encoding the RNA polymerase II second largest subunit ( RPB 2) from 126 additional pathogenic isolates to better understand how the keratitis outbreak isolates fit within the full phylogenetic spectrum of clinically important fusaria. These analyses resulted in the most robust phylogenetic framework for Fusarium to date. In addition, RPB 2 nucleotide variation within a 72-isolate panel was used to design 34 allele-specific probes to identify representatives of all medically important species complexes and 10 of the most important human pathogenic Fusarium in a single-well diagnostic assay, using flow cytometry and fluorescent microsphere technology. The multilocus data revealed that one haplotype from each of the three most common species comprised 55% of CDC's corneal and environmental isolates and that the corneal isolates comprised 29 haplotypes distributed among 16 species. The high degree of phylogenetic diversity represented among the corneal isolates is consistent with multiple sources of contamination.

Analysis of High-throughput sequencing (HTS) data is a difficult problem, especially in the context of non-model organisms where comparison of homologous sequences may be hindered by the lack of a close reference genome. Current mapping-based methods rely on the availability of a highly similar reference sequence, whereas de novo assemblies produce anonymous (unannotated) contigs that are not easily compared across samples. Here, we present Assembly by Reduced Complexity (ARC) a hybrid mapping and assembly approach for targeted assembly of homologous sequences. ARC is an open-source project (http://ibest.github.io/ARC/) implemented in the Python language and consists of the following stages: 1) align sequence reads to reference targets, 2) use alignment results to distribute reads into target specific bins, 3) perform assemblies for each bin (target) to produce contigs, and 4) replace previous reference targets with assembled contigs and iterate. We show that ARC is able to assemble high quality, unbiased mitochondrial genomes seeded from 11 progressively divergent references, and is able to assemble full mitochondrial genomes starting from short, poor quality ancient DNA reads. We also show ARC compares favorably to de novo assembly of a large exome capture dataset for CPU and memory requirements; assembling 7,627 individual targets across 55 samples, completing over 1.3 million assemblies in less than 78 hours, while using under 32 Gb of system memory. ARC breaks the assembly problem down into many smaller problems, solving the anonymous contig and poor scaling inherent in some de novo assembly methods and reference bias inherent in traditional read mapping.

Comparative methods allow researchers to make inferences about evolutionary processes and patterns from phylogenetic trees. In Bayesian phylogenetics, estimating a phylogeny requires specifying priors on parameters characterizing the branching process and rates of substitution among lineages, in addition to others. However, the effect that the selection of these priors has on the inference of comparative parameters has not been thoroughly investigated. Such uncertainty may systematically bias phylogenetic reconstruction and, subsequently, parameter estimation. Here, we focus on the impact of priors in Bayesian phylogenetic inference and evaluate how they affect the estimation of parameters in macroevolutionary models of lineage diversification. Specifically, we use BEAST to simulate trees under combinations of tree priors and molecular clocks, simulate sequence data, estimate trees, and estimate diversification parameters (e.g., speciation rates and extinction rates) from these trees. When substitution rate heterogeneity is large, parameter estimates deviate substantially from those estimated under the simulation conditions when not captured by an appropriate choice of relaxed molecular clock. However, in general, we find that the choice of tree prior and molecular clock has relatively little impact on the estimation of diversification rates insofar as the sequence data are sufficiently informative and substitution rate heterogeneity among lineages is low-to-moderate.

ABSTRACT Discovery of cryptic species is essential to understanding the process of speciation and assessing the impacts of anthropogenic stressors. Here, we used genomic data to test for cryptic species diversity within an ecologically well-known radiation of North American rodents, western chipmunks ( Tamias ). We assembled a de novo reference genome for a single species ( Tamias minimus ) combined with new and published targeted sequence-capture data for 21,551 autosomal and 493 X-linked loci sampled from 121 individuals spanning 22 species. We identified at least two cryptic lineages corresponding with an isolated subspecies of least chipmunk ( T. minimus grisescens ) and with a restricted subspecies of the yellow-pine chipmunk ( T. amoenus cratericus ) known only from around the extensive Craters of the Moon lava flow. Additional population-level sequence data revealed that the so-called Crater chipmunk is a distinct species that is abundant throughout the coniferous forests of southern Idaho. This cryptic lineage does not appear to be most closely related to the ecologically and phenotypically similar yellow-pine chipmunk but does show evidence for recurrent hybridization with this and other species.