A major challenge of biology is understanding the relationship between molecular genetic variation and variation in quantitative traits, including fitness. This relationship determines our ability to predict phenotypes from genotypes and to understand how evolutionary forces shape variation within and between species. Previous efforts to dissect the genotype–phenotype map were based on incomplete genotypic information. Here, we describe the Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel (DGRP), a community resource for analysis of population genomics and quantitative traits. The DGRP consists of fully sequenced inbred lines derived from a natural population. Population genomic analyses reveal reduced polymorphism in centromeric autosomal regions and the X chromosome, evidence for positive and negative selection, and rapid evolution of the X chromosome. Many variants in novel genes, most at low frequency, are associated with quantitative traits and explain a large fraction of the phenotypic variance. The DGRP facilitates genotype–phenotype mapping using the power of Drosophila genetics. A new resource for the analysis of population genomics and quantitative traits, the Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel is presented. The Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel (DGRP) is a community resource charting the molecular and phenotypic variation in 168 fully sequenced fruitfly strains derived from a single outbred natural population. The first set of analyses of DGRP data provides insights into the genomic landscape of genetic variation, positive and negative selection, and rapid evolution of the X chromosome. The results also reveal many low frequency variants in novel loci that are associated with quantitative traits, and explain a large fraction of the phenotypic variance.

The Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel (DGRP) is a community resource of 205 sequenced inbred lines, derived to improve our understanding of the effects of naturally occurring genetic variation on molecular and organismal phenotypes. We used an integrated genotyping strategy to identify 4,853,802 single nucleotide polymorphisms (SNPs) and 1,296,080 non-SNP variants. Our molecular population genomic analyses show higher deletion than insertion mutation rates and stronger purifying selection on deletions. Weaker selection on insertions than deletions is consistent with our observed distribution of genome size determined by flow cytometry, which is skewed toward larger genomes. Insertion/deletion and single nucleotide polymorphisms are positively correlated with each other and with local recombination, suggesting that their nonrandom distributions are due to hitchhiking and background selection. Our cytogenetic analysis identified 16 polymorphic inversions in the DGRP. Common inverted and standard karyotypes are genetically divergent and account for most of the variation in relatedness among the DGRP lines. Intriguingly, variation in genome size and many quantitative traits are significantly associated with inversions. Approximately 50% of the DGRP lines are infected with Wolbachia , and four lines have germline insertions of Wolbachia sequences, but effects of Wolbachia infection on quantitative traits are rarely significant. The DGRP complements ongoing efforts to functionally annotate the Drosophila genome. Indeed, 15% of all D. melanogaster genes segregate for potentially damaged proteins in the DGRP, and genome-wide analyses of quantitative traits identify novel candidate genes. The DGRP lines, sequence data, genotypes, quality scores, phenotypes, and analysis and visualization tools are publicly available.

High-throughput genomics of SARS-CoV-2 is essential to characterize virus evolution and to identify adaptations that affect pathogenicity or transmission. While single-nucleotide variations (SNVs) are commonly considered as driving virus adaption, RNA recombination events that delete or insert nucleic acid sequences are also critical. Whole genome targeting sequencing of SARS-CoV-2 is typically achieved using pairs of primers to generate cDNA amplicons suitable for Next-Generation Sequencing (NGS). However, paired-primer approaches impose constraints on where primers can be designed, how many amplicons are synthesized and requires multiple PCR reactions with non-overlapping primer pools. This imparts sensitivity to underlying SNVs and fails to resolve RNA recombination junctions that are not flanked by primer pairs. To address these limitations, we have designed an approach called 'Tiled-ClickSeq', which uses hundreds of tiled-primers spaced evenly along the virus genome in a single reverse-transcription reaction. The other end of the cDNA amplicon is generated by azido-nucleotides that stochastically terminate cDNA synthesis, removing the need for a paired-primer. A sequencing adaptor containing a Unique Molecular Identifier (UMI) is appended to the cDNA fragment using click-chemistry and a PCR reaction generates a final NGS library. Tiled-ClickSeq provides complete genome coverage, including the 5'UTR, at high depth and specificity to the virus on both Illumina and Nanopore NGS platforms. Here, we analyze multiple SARS-CoV-2 isolates and clinical samples to simultaneously characterize minority variants, sub-genomic mRNAs (sgmRNAs), structural variants (SVs) and D-RNAs. Tiled-ClickSeq therefore provides a convenient and robust platform for SARS-CoV-2 genomics that captures the full range of RNA species in a single, simple assay.