Abstract Lac insect is an important resource insect with great commercial value. However, the lack of its genome information restricts the fundamental biological research and applied studies of this species. Here, we first assembled the contig of Kerria lacca using Illumina and Nanopore sequencing by Hi-C and T2T techniques to obtain the genome of K. lacca at the chromosome 0 gap level. The genome of K. lacca was 256.62 Mb and the Scaffold N50 was 28.53 Mb. A total of 56.94 Mb of repeat sequences, constituting 22.19% of the assembled genome, were identified. We annotated 10,696 protein-encoding geneswith 89.74% annotated. By horizontal gene transfer analysis, we obtained a putative gene Isoprenyl diphosphate synthase (IPPS), a key enzyme in the isoprene synthesis pathway in the regulation of lac biosynthesis that transferred horizontally from bacteria to the genome of K. lacca . Meanwhile, we constructed the lac synthesis biosynthetic pathway and screened 25 putative key genes in the synthesis pathway by transcriptome analysis in different developmental stages and tissues. It provides new research ideas to reveal the molecular mechanism of lac biosynthesis and regulation. The high-quality chromosomal-level genome of lac insect will provide a basis for the study of development, genetics, and the evolution of scale insects.

Schlechtendalia chinensis, a gall-inducing aphid, has two host plants in its life cycle. Its wintering host is a moss (typically Plagiomnium maximoviczii) and its main host is Rhus chinensis (Sumac), on which it forms galls during the summer.. This study investigated bacteria associated with S. chinensis living on the two different host plants by sequencing 16S rRNAs. A total of 183 Operational Taxonomic Units (OTUs) from 50 genera were identified from aphids living on moss, whereas 182 OTUs from 49 genera were found from aphids living in Sumac galls. The most abundant bacterial genus among identified OTUs from aphids feeding on both hosts was Buchnera. Despite similar numbers of OTUs, the composition of bacterial taxa showed significant differences between aphids living on moss and those living on R. chinensis. Specifically, there were 12 OTUs from 5 genera (family) unique to aphids living on moss, and 11 OTUs from 4 genera (family) unique to aphids feeding in galls on R. Chinensis. Principal Coordinate Analysis (PCoA) also revealed that bacteria from moss-residing aphids clustered differently from aphids collected from galls. Our results provid a foundation for future analyses on the roles of symbiotic bacteria in plant - aphid interactions in general, and how gall-specific symbionts differ in this respect.

Candidatus Accumulibacter plays a major role in enhanced biological phosphorus removal (EBPR), but the key genomic elements in metagenome assembled genomes enabling their phosphorus cycling ability remain unclear. Pangenome analyses were performed to systematically compare the genomic makeup of Ca. Accumulibacter and non-Ca. Accumulibacter members within the Rhodocyclaceae family. Metatranscriptomic analyses of an enrichment culture of Ca. Accumulibacter clade IIC strain SCUT-2 were performed to investigate gene transcription characteristics in a typical anaerobic-aerobic cycle. Two hundred ninety-eight core genes were shown to be obtained by Ca. Accumulibacter at their least common ancestor. One hundred twenty-four of them were acquired via horizontal gene transfer (HGT) based on best-match analysis against the NCBI database. Fourty-four laterally derived genes were actively transcribed in a typical EBPR cycle, including the polyphosphate kinase 2 (PPK2) gene. Genes in the phosphate regulon (Pho) were poorly transcribed. Via a systematical analysis of the occurrences of these genes in closely related Dechloromonas-polyphosphate accumulating organisms (PAOs) and Propionivibrio-non-PAOs, a Pho dysregulation hypothesis is proposed to explain the mechanism of EBPR. It states that the PhoU acquired by HGT fails in regulating the high-affinity phosphate transport (Pst) system. To avoid phosphate poisoning, the laterally acquired PPK2 is employed to condense excess phosphate into polyphosphate. Alternatively, genes encoding PhoU and PPK2 are obtained from different donor bacteria, leading to unmatched phosphate concentration thresholds for their activation/inactivation. PPK2 tends to reduce the intracellular phosphate to concentration levels perceived by PhoU as low-phosphate states. PhoU is not activated to turn off the Pst system, resulting in continuous phosphate uptake. In conclusion, based on integrated genomic analyses, the HGT of phoU and ppk2 and the resultant Pho dysregulation may have triggered the development and evolution of the P cycling trait in Ca. Accumulibacter.

Summary Advances in bioelectronics have great potential to address unsolvable biomedical problems in the cardiovascular system. By using poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) (PLC) that encapsulates the liquid metal to make flexible and bio-degradable electrical circuitry, we develop an electronic blood vessel that can integrate flexible electronics with three layers of blood vessel cells, to mimic and go beyond the natural blood vessel. It can improve the endothelization process through electrical stimulation and can enable controlled gene delivery into specific part of the blood vessel via electroporation. The electronic blood vessel has excellent biocompatibility in the vascular system and shows great patency three months post-implantation in a rabbit model. The electronic blood vessel would be an ideal platform to enable diagnostics and treatments in the cardiovascular system and can greatly empower personalized medicine by creating a direct link of vascular tissue-machine interface.