The fall armyworm (FAW), Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) is a severely destructive pest native to the Americas, but has now become an alien invasive pest in China, and causes significant economic loss. Therefore, in order to make effective management strategies, it is highly essential to understand genomic architecture and its genetic background. In this study, we assembled two chromosome scale genomes of the fall armyworm, representing one male and one female individual procured from Yunnan province of China. The genome sizes were identified as 542.42 Mb with N50 of 14.16 Mb, and 530.77 Mb with N50 of 14.89 Mb for the male and female FAW, respectively. We predicted about 22,201 genes in the male genome. We found the expansion of cytochrome P450 and glutathione s-transferase gene families, which are functionally related to the intensified detoxification and pesticides tolerance. Further population analyses of corn strain (C strain) and rice strain (R strain) revealed that the Chinese fall armyworm was most likely invaded from Africa. These strain information, genome features and possible invasion source described in this study will be extremely important for making effective strategies to manage the fall armyworms.

Abstract With the explosive growth of biological data, the dimensions of phylogenetic research have expanded to encompass various aspects, including the study of large-scale populations at the microevolutionary level and comparisons between different species or taxonomic units at the macroevolutionary level. Traditional phylogenetic tools often struggle to handle the diverse and complex data required for these different evolutionary scales. In response to this challenge, we introduce PhyloForge-a robust tool designed to seamlessly integrate the demands of both micro- and macro-evolution, comprehensively utilizing diverse phylogenomic signals, such as genes, SNPs, structural variations, as well as mitochondrial and chloroplast genomes. PhyloForge’s groundbreaking innovation lies in its capability to seamlessly integrate multiple phylogenomic signals, enabling unified analysis of multidimensional genomic data. This unique feature empowers researchers to gain a more comprehensive understanding of diverse aspects of biological evolution. PhyloForge not only provides highly customizable analysis tools for experienced researchers but also features an intuitively designed interface, facilitating effortless phylogenetic analysis for beginners. Extensive testing across various domains, including animals, plants, and fungi, attests to its broad applicability in the field of phylogenetics. In summary, the developmental background and innovative features of PhyloForge position it with significant potential in the era of large-scale genomics, offering a new perspective and toolset for a deeper understanding of the evolution of life.

Background : The western flower thrips, Frankliniella occidentalis (Pergande), is a globally invasive pest and plant virus vector on a wide array of food, fiber and ornamental crops. While there are numerous studies centered on thrips pest and vector biology, feeding behaviors, ecology, and insecticide resistance, the underlying genetic mechanisms of the processes governing these areas of research are largely unknown. To address this gap, we present the F. occidentalis draft genome assembly and official gene set. Results : We report on the first genome sequence for any member of the insect order Thysanoptera. Benchmarking Universal Single-Copy Ortholog (BUSCO) assessments of the genome assembly (size = 415.8 Mb, scaffold N50 = 948.9 Kb) revealed a relatively complete and well-annotated assembly in comparison to other insect genomes. The genome is unusually GC-rich (50%) compared to other insect genomes to date. The official gene set (OGS v1.0) contains 16,859 genes, of which ~10% were manually verified and corrected by our consortium. We focused on manual annotation, phylogenetic and expression evidence analyses for gene sets centered on primary themes in the life histories and activities of plant-colonizing insects. Highlights include: 1) divergent clades and large expansions in genes associated with environmental sensing (chemosensory receptors) and detoxification (CYP4, CYP6 and CCE enzymes) of substances encountered in agricultural environments; 2) a comprehensive set of salivary gland-associated genes supported by enriched expression; 3) apparent absence of members of the IMD innate immune defense pathway; and 4) developmental- and sex-specific expression analyses of genes associated with progression from larvae to adulthood through neometaboly, a distinct form of maturation compared to complete metamorphosis in the Holometabola. Conclusions : Analysis of the F. occidentalis genome offers insights into the polyphagous behavior of this insect pest to find, colonize and survive on a widely diverse array of plants. The genomic resources presented here enable a more complete analysis of insect evolution and biology, providing a missing taxon for contemporary insect genomics-based analyses. Our study also offers a genomic benchmark for molecular and evolutionary investigations of other thysanopteran species.

Background: With the reduce of cost and incomparable advantages, WGS is likely to change the way of clinical diagnosis of rare and undiagnosed diseases. However, the sensitivity and breadth of coverage of clinical WGS as a diagnostic test for genetic disorders has not been fully evaluated, especially for CNV detection. Methods: All the samples underwent WGS using MGISEQ-2000. The performance of NA12878, YH cell line, and the Chinese trios were measured for sensitivity, PPV, depth and breadth of coverage. We also compared the performance of WES and WGS using NA12878. The sensitivity and PPV were tested using family-based trio design in the Chinese trios. We also developed a systematic WGS pipeline for the analysis of 8 clinical cases with known disease-causing variants. Results: In general, the sensitivity and PPV for SNV/indel detection increased with mean depth, and reached a plateau at a ~40X mean depth using down-sampling samples of NA12878. With a mean depth of 40X, the sensitivity of homozyous and heterozygous SNPs of NA12878 was >99.25% and >99.50% respectively, and PPVs were 99.97% and 98.96%. Homozygous and heterozygous indels showed lower sensitivity and PPV. The sensitivity and PPV is still not 100% even with a mean depth of ~150X. We also observed a substantial variation in the sensitivity of CNV detection across different tools, especially in CNVs with a size of less than 1kb. In general, the breadth of coverage for disease-associated genes and CNVs increased with mean depth. The sensitivity and coverage of WGS (~40X) is better than WES (~120X). Among the Chinese trios with ~40X mean depth, the sensitivity in the offspring was >99.48% and >96.36% for SNP and indel detection, and PPVs were 99.86% and 97.93%. All the 12 previously validated variants in the 8 clinical cases were successfully detected by our WGS pipeline. Conclusions: The current standard of a mean depth of 40X may be sufficient for SNV/indel detection and identification of most CNVs. Clinical scientists should know the range of sensitivity and PPV for different classes of variants for a particular WGS pipeline, which would be useful when interpreting and delivering clinical reports.

Tung tree (Vernicia fordii) is an economically important woody oil plant that produces tung oil containing a high proportion of eleostearic acid (~80%). Here we report a high-quality, chromosome-scale tung tree genome sequence of 1.12 Gb with 28,422 predicted genes and over 73% repeat sequences. Tung tree genome was assembled by combining Illumina short reads, PacBio single-molecule real-time long reads and Hi-C sequencing data. Insertion time analysis revealed that the repeat-driven tung tree genome expansion might be due to long standing long terminal repeat (LTR) retrotransposon bursts and lack of efficient DNA deletion mechanisms. An electronic fluorescent pictographic (eFP) browser was generated based on genomic and RNA-seq data from 17 various tissues and developmental stages. We identified 88 nucleotide-binding site (NBS)-encoding resistance genes, of which 17 genes may help the tung tree resist the Fusarium wilt shortly after infection. A total of 651 oil-related genes were identified and 88 of them were predicted to be directly involved in tung oil biosynthesis. The fewer phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPC) genes, and synergistic effects between transcription factors and oil biosynthesis-related genes may contribute to high oil content in tung seeds. The tung tree genome should provide valuable resources for molecular breeding and genetic improvement.