The Integrated Microbial Genomes & Microbiomes system v.5.0 (IMG/M: https://img.jgi.doe.gov/m/) contains annotated datasets categorized into: archaea, bacteria, eukarya, plasmids, viruses, genome fragments, metagenomes, cell enrichments, single particle sorts, and metatranscriptomes. Source datasets include those generated by the DOE’s Joint Genome Institute (JGI), submitted by external scientists, or collected from public sequence data archives such as NCBI. All submissions are typically processed through the IMG annotation pipeline and then loaded into the IMG data warehouse. IMG’s web user interface provides a variety of analytical and visualization tools for comparative analysis of isolate genomes and metagenomes in IMG. IMG/M allows open access to all public genomes in the IMG data warehouse, while its expert review (ER) system (IMG/MER: https://img.jgi.doe.gov/mer/) allows registered users to access their private genomes and to store their private datasets in workspace for sharing and for further analysis. IMG/M data content has grown by 60% since the last report published in the 2017 NAR Database Issue. IMG/M v.5.0 has a new and more powerful genome search feature, new statistical tools, and supports metagenome binning.

The Integrated Microbial Genomes (IMG) data warehouse integrates genomes from all three domains of life, as well as plasmids, viruses and genome fragments. IMG provides tools for analyzing and reviewing the structural and functional annotations of genomes in a comparative context. IMG's data content and analytical capabilities have increased continuously since its first version released in 2005. Since the last report published in the 2012 NAR Database Issue, IMG's annotation and data integration pipelines have evolved while new tools have been added for recording and analyzing single cell genomes, RNA Seq and biosynthetic cluster data. Different IMG datamarts provide support for the analysis of publicly available genomes (IMG/W: http://img.jgi.doe.gov/w), expert review of genome annotations (IMG/ER: http://img.jgi.doe.gov/er) and teaching and training in the area of microbial genome analysis (IMG/EDU: http://img.jgi.doe.gov/edu).

The Integrated Microbial Genomes with Microbiome Samples (IMG/M: https://img.jgi.doe.gov/m/) system contains annotated DNA and RNA sequence data of (i) archaeal, bacterial, eukaryotic and viral genomes from cultured organisms, (ii) single cell genomes (SCG) and genomes from metagenomes (GFM) from uncultured archaea, bacteria and viruses and (iii) metagenomes from environmental, host associated and engineered microbiome samples. Sequence data are generated by DOE's Joint Genome Institute (JGI), submitted by individual scientists, or collected from public sequence data archives. Structural and functional annotation is carried out by JGI's genome and metagenome annotation pipelines. A variety of analytical and visualization tools provide support for examining and comparing IMG/M's datasets. IMG/M allows open access interactive analysis of publicly available datasets, while manual curation, submission and access to private datasets and computationally intensive workspace-based analysis require login/password access to its expert review (ER) companion system (IMG/M ER: https://img.jgi.doe.gov/mer/). Since the last report published in the 2014 NAR Database Issue, IMG/M's dataset content has tripled in terms of number of datasets and overall protein coding genes, while its analysis tools have been extended to cope with the rapid growth in the number and size of datasets handled by the system.

The DOE-JGI Microbial Genome Annotation Pipeline performs structural and functional annotation of microbial genomes that are further included into the Integrated Microbial Genome comparative analysis system. MGAP is applied to assembled nucleotide sequence datasets that are provided via the IMG submission site. Dataset submission for annotation first requires project and associated metadata description in GOLD. The MGAP sequence data processing consists of feature prediction including identification of protein-coding genes, non-coding RNAs and regulatory RNA features, as well as CRISPR elements. Structural annotation is followed by assignment of protein product names and functions.

IMG/M (http://img.jgi.doe.gov/m) provides support for comparative analysis of microbial community aggregate genomes (metagenomes) in the context of a comprehensive set of reference genomes from all three domains of life, as well as plasmids, viruses and genome fragments. IMG/M’s data content and analytical tools have expanded continuously since its first version was released in 2007. Since the last report published in the 2012 NAR Database Issue, IMG/M’s database architecture, annotation and data integration pipelines and analysis tools have been extended to copewith the rapid growth in the number and size of metagenome data sets handled by the system. IMG/M data marts provide support for the analysis of publicly available genomes, expert review of metagenome annotations (IMG/M ER: http://img.jgi.doe.gov/mer) and Human Microbiome Project (HMP)-specific metagenome samples (IMG/M HMP: http://img.jgi.doe.gov/imgm_hmp).

Abstract Viruses represent the most abundant life forms on the planet. Recent experimental and computational improvements have led to a dramatic increase in the number of viral genome sequences identified primarily from metagenomic samples. As a result of the expanding catalog of metagenomic viral sequences, there exists a need for a comprehensive computational platform integrating all these sequences with associated metadata and analytical tools. Here we present IMG/VR (https://img.jgi.doe.gov/vr/), the largest publicly available database of 3908 isolate reference DNA viruses with 264 413 computationally identified viral contigs from >6000 ecologically diverse metagenomic samples. Approximately half of the viral contigs are grouped into genetically distinct quasi-species clusters. Microbial hosts are predicted for 20 000 viral sequences, revealing nine microbial phyla previously unreported to be infected by viruses. Viral sequences can be queried using a variety of associated metadata, including habitat type and geographic location of the samples, or taxonomic classification according to hallmark viral genes. IMG/VR has a user-friendly interface that allows users to interrogate all integrated data and interact by comparing with external sequences, thus serving as an essential resource in the viral genomics community.

Abstract Fungi interact closely with bacteria both on the surfaces of hyphae, and within their living tissues (i.e., endohyphal bacteria, EHB). These EHB can be obligate or facultative symbionts, and can mediate a diverse phenotypic traits in their hosts. Although EHB have been observed in many major lineages of fungi, it remains unclear how widespread and general these associations are, and whether there are unifying ecological and genomic features found across all EHB strains. We cultured 11 bacterial strains after they emerged from the hyphae of diverse Ascomycota that were isolated as foliar endophytes of cupressaceous trees, and generated nearly complete genome sequences for all. Unlike the genomes of largely obligate EHB, genomes of these facultative EHB resemble those of closely related strains isolated from environmental sources. Although all analyzed genomes encode structures that can be used to interact with eukaryotic hosts, we find no known pathways that facilitate intimate EHB-fungal interactions in all strains. We isolated two strains with nearly identical genomes from different classes of fungi, consistent with previous suggestions of horizontal transfer of EHB across endophytic hosts. Because bacteria are differentially present during the fungal life cycle, these genomes could shed light on the mechanisms of plant growth promotion by fungal endophytes during the symbiotic phase as well as degradation of plant material during saprotrophic and reproductive phases. Given the capacity of EHB to influence fungal phenotypes, these findings illuminate a new dimension of fungal biodiversity.