Abstract The response of the global virus genomics community to the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) pandemic has been unprecedented, with significant advances made towards the ‘real-time’ generation and sharing of SARS-CoV-2 genomic data. The rapid growth in virus genome data production has necessitated the development of new analytical methods that can deal with orders of magnitude of more genomes than previously available. Here, we present and describe Phylogenetic Assignment of Named Global Outbreak Lineages (pangolin), a computational tool that has been developed to assign the most likely lineage to a given SARS-CoV-2 genome sequence according to the Pango dynamic lineage nomenclature scheme. To date, nearly two million virus genomes have been submitted to the web-application implementation of pangolin, which has facilitated the SARS-CoV-2 genomic epidemiology and provided researchers with access to actionable information about the pandemic’s transmission lineages.

Abstract Drosophila melanogaster has played a key role in our understanding of invertebrate immunity. However, both functional and evolutionary studies of host-virus interaction in Drosophila have been limited by a dearth of native virus isolates. In particular, despite a long history of virus research, DNA viruses of D. melanogaster have only recently been described, and none have been available for experimental study. Here we report the isolation and comprehensive characterisation of Kallithea virus, a large double-stranded DNA virus, and the first DNA virus to have been reported from wild populations of D. melanogaster . We find that Kallithea virus infection is costly for adult flies, reaching high titres in both sexes and disproportionately reducing survival in males and movement and late fecundity in females. Using the Drosophila Genetic Reference Panel, we quantify host genetic variance for virus-induced mortality and viral titre and identify candidate host genes that may underlie this variation, including Cdc42-interacting protein 4 . Using full transcriptome sequencing of infected males and females, we examine the transcriptional response of flies to Kallithea virus infection, and describe differential regulation of virus-responsive genes. This work establishes Kallithea virus as a new tractable model to study the natural interaction between D. melanogaster and DNA viruses, and we hope it will serve as a basis for future studies of immune responses to DNA viruses in insects. Author Summary The fruit fly Drosophila melanogaster is a useful model species to study host-virus interaction and innate immunity. However, few natural viruses of Drosophila have been available for experiments, and no natural DNA viruses of Drosophila melanogaster have been available at all. Although infecting flies with viruses from other insects has been useful to uncover general immune mechanisms, viruses that naturally infect wild flies could help us to learn more about the coevolutionary process, and more about the genes that underlie the host-virus interaction. Here we present an isolate of a DNA virus (named Kallithea Virus) that naturally infects the model species Drosophila melanogaster in the wild. We describe the basic biology of infection by this virus, finding that both male and females flies die from infection, but females are more tolerant of infection than males, while laying lay fewer eggs than uninfected females. We quantify genetic variation for virus resistance in the flies, and we use RNA sequencing to see which genes are expressed in male and female flies in response to infection. These results will form the basis for further research to understand how insects defend themselves against infection by DNA viruses, and how DNA viruses can overcome antiviral defence.

Drosophila suzukii (Matsumura) is an invasive dipteran pest of soft fruits that causes substantial damage to the horticultural crops of Europe and North America. As conventional control of this pest is challenging, an environmentally benign microbial biopesticide is highly desirable. A lethal virus could prove to be such a control agent. Here we use a metatranscriptomic approach to discover new viruses infecting this fly and its larvae, in both its native (Japanese) and invasive (British and French) ranges. We describe 18 new RNA viruses, including members of the Picornavirales, Mononegavirales, Bunyavirales, Chuviruses, Nodaviridae, Tombusviridae, Reoviridae, and Nidovirales, and discuss their phylogenetic relationships with previously known viruses. We also detect 16 previously described viruses of other Drosophila species that show potential association with D. suzukii in the wild.

Long-read single molecule sequencing technologies continue to grow in popularity for genome assembly and provide an effective way to resolve large and complex genomic variants. However, uptake of these technologies for teaching and training is hampered by the complexity of high molecular weight DNA extraction protocols, the time required for library preparation and the costs for sequencing, as well as challenges with downstream data analyses. Here, we present a full long-read workflow optimised for teaching, that covers each stage from DNA extraction, to library preparation and sequencing, to data QC and genome assembly and characterisation, that can be completed in under two weeks. We use a specific case study of plant identification, where students identify an anonymous plant sample by sequencing and assembling the genome and comparing it to other samples and to reference databases. In testing, long-read genome skimming of nine wild-collected plant species extracted with a modified kit-based approach produced an average of 8Gb of Oxford Nanopore data, enabling the complete assembly of plastid genomes, and partial assembly of nuclear genomes. In the classroom, all students were able to complete the protocols, and to correctly identify their plant samples based on BOLD searches of barcoding loci extracted from the plastid genome, coupled with phylogenetic analyses of whole plastid genomes. We supply all the learning material and raw data allowing this to be adapted to a range of teaching settings.