The 1000 Genomes Project set out to provide a comprehensive description of common human genetic variation by applying whole-genome sequencing to a diverse set of individuals from multiple populations. Here we report completion of the project, having reconstructed the genomes of 2,504 individuals from 26 populations using a combination of low-coverage whole-genome sequencing, deep exome sequencing, and dense microarray genotyping. We characterized a broad spectrum of genetic variation, in total over 88 million variants (84.7 million single nucleotide polymorphisms (SNPs), 3.6 million short insertions/deletions (indels), and 60,000 structural variants), all phased onto high-quality haplotypes. This resource includes >99% of SNP variants with a frequency of >1% for a variety of ancestries. We describe the distribution of genetic variation across the global sample, and discuss the implications for common disease studies. Results for the final phase of the 1000 Genomes Project are presented including whole-genome sequencing, targeted exome sequencing, and genotyping on high-density SNP arrays for 2,504 individuals across 26 populations, providing a global reference data set to support biomedical genetics. The 1000 Genomes Project has sought to comprehensively catalogue human genetic variation across populations, providing a valuable public genomic resource. The data obtained so far have found applications ranging from association studies and fine mapping studies to the filtering of likely neutral variants in rare-disease cohorts. The authors now report on the final phase of the project, phase 3, which covers previously uncharacterized areas of human genetic diversity in terms of the populations sampled and categories of characterized variation. The sample now includes more than 2,500 individuals from 26 global populations, with low coverage whole-genome and deep exome sequencing, as well as dense microarray genotyping. They find that while most common variants are shared across populations, rarer variants are often restricted to closely related populations. The authors also demonstrate the use of the phase 3 dataset as a reference panel for imputation to improve the resolution in genetic association studies.

This paper reports the genome sequence of domesticated tomato, a major crop plant, and a draft sequence for its closest wild relative; comparative genomics reveal very little divergence between the two genomes but some important differences with the potato genome, another important food crop in the genus Solanum. Tomato (Solanum lycopersicum) is a major crop plant and a model system for fruit development. Solanum is one of the largest angiosperm genera1 and includes annual and perennial plants from diverse habitats. Here we present a high-quality genome sequence of domesticated tomato, a draft sequence of its closest wild relative, Solanum pimpinellifolium2, and compare them to each other and to the potato genome (Solanum tuberosum). The two tomato genomes show only 0.6% nucleotide divergence and signs of recent admixture, but show more than 8% divergence from potato, with nine large and several smaller inversions. In contrast to Arabidopsis, but similar to soybean, tomato and potato small RNAs map predominantly to gene-rich chromosomal regions, including gene promoters. The Solanum lineage has experienced two consecutive genome triplications: one that is ancient and shared with rosids, and a more recent one. These triplications set the stage for the neofunctionalization of genes controlling fruit characteristics, such as colour and fleshiness.

Summary

 The gut microbiota is central to human health, but its establishment in early life has not been quantitatively and functionally examined. Applying metagenomic analysis on fecal samples from a large cohort of Swedish infants and their mothers, we characterized the gut microbiome during the first year of life and assessed the impact of mode of delivery and feeding on its establishment. In contrast to vaginally delivered infants, the gut microbiota of infants delivered by C-section showed significantly less resemblance to their mothers. Nutrition had a major impact on early microbiota composition and function, with cessation of breast-feeding, rather than introduction of solid food, being required for maturation into an adult-like microbiota. Microbiota composition and ecological network had distinctive features at each sampled stage, in accordance with functional maturation of the microbiome. Our findings establish a framework for understanding the interplay between the gut microbiome and the human body in early life.

Toward an insect evolution resolution Insects are the most diverse group of animals, with the largest number of species. However, many of the evolutionary relationships between insect species have been controversial and difficult to resolve. Misof et al. performed a phylogenomic analysis of protein-coding genes from all major insect orders and close relatives, resolving the placement of taxa. The authors used this resolved phylogenetic tree together with fossil analysis to date the origin of insects to ~479 million years ago and to resolve long-controversial subjects in insect phylogeny. Science , this issue p. 763

The Brassica rapa Genome Sequencing Project Consortium reports the draft genome of the B. rapa accession Chiifu-401-42, an inbred Chinese cabbage line. The B. rapa genome should provide a useful reference genome for the Brassica species, which include many important oil and vegetable crops. We report the annotation and analysis of the draft genome sequence of Brassica rapa accession Chiifu-401-42, a Chinese cabbage. We modeled 41,174 protein coding genes in the B. rapa genome, which has undergone genome triplication. We used Arabidopsis thaliana as an outgroup for investigating the consequences of genome triplication, such as structural and functional evolution. The extent of gene loss (fractionation) among triplicated genome segments varies, with one of the three copies consistently retaining a disproportionately large fraction of the genes expected to have been present in its ancestor. Variation in the number of members of gene families present in the genome may contribute to the remarkable morphological plasticity of Brassica species. The B. rapa genome sequence provides an important resource for studying the evolution of polyploid genomes and underpins the genetic improvement of Brassica oil and vegetable crops.

Potato (Solanum tuberosum L.) is the world’s most important non-grain food crop and is central to global food security. It is clonally propagated, highly heterozygous, autotetraploid, and suffers acute inbreeding depression. Here we use a homozygous doubled-monoploid potato clone to sequence and assemble 86% of the 844-megabase genome. We predict 39,031 protein-coding genes and present evidence for at least two genome duplication events indicative of a palaeopolyploid origin. As the first genome sequence of an asterid, the potato genome reveals 2,642 genes specific to this large angiosperm clade. We also sequenced a heterozygous diploid clone and show that gene presence/absence variants and other potentially deleterious mutations occur frequently and are a likely cause of inbreeding depression. Gene family expansion, tissue-specific expression and recruitment of genes to new pathways contributed to the evolution of tuber development. The potato genome sequence provides a platform for genetic improvement of this vital crop. The genome of the potato (Solanum tuberosum L.), a staple crop vital to food security, has been sequenced. The Potato Genome Sequencing Consortium sequenced a homozygous doubled-monoploid potato clone as well as a heterozygous diploid clone. Genome analysis reveals traces of at least two genome duplication events and genes specific to Asterids, a large clade of flowering plants of which the potato is the first to be sequenced. Gene presence/absence variants and other potentially deleterious mutations are frequent and may be the cause of inbreeding depression. The genome sequence will facilitate genetic improvements in the potato with a view to improving yield and to increasing disease and stress resistance of this crop, which is a now a significant component of worldwide food production and is becoming increasingly important in the developing world.

No Genetic Vertigo Peoples living in high altitudes have adapted to their situation (see the Perspective by Storz ). To identify gene regions that might have contributed to high-altitude adaptation in Tibetans, Simonson et al. (p. 72 , published online 13 May) conducted a genome scan of nucleotide polymorphism comparing Tibetans, Han Chinese, and Japanese, while Yi et al. (p. 75 ) performed comparable analyses on the coding regions of all genes—their exomes. Both studies converged on a gene, endothelial Per-Arnt-Sim domain protein 1 (also known as hypoxia-inducible factor 2 α), which has been linked to the regulation of red blood cell production. Other genes identified that were potentially under selection included adult and fetal hemoglobin and two functional candidate loci that were correlated with low hemoglobin concentration in Tibetans. Future detailed functional studies will now be required to examine the mechanistic underpinnings of physiological adaptation to high altitudes.

The gut microbiota has been linked to cardiovascular diseases. However, the composition and functional capacity of the gut microbiome in relation to cardiovascular diseases have not been systematically examined. Here, we perform a metagenome-wide association study on stools from 218 individuals with atherosclerotic cardiovascular disease (ACVD) and 187 healthy controls. The ACVD gut microbiome deviates from the healthy status by increased abundance of Enterobacteriaceae and Streptococcus spp. and, functionally, in the potential for metabolism or transport of several molecules important for cardiovascular health. Although drug treatment represents a confounding factor, ACVD status, and not current drug use, is the major distinguishing feature in this cohort. We identify common themes by comparison with gut microbiome data associated with other cardiometabolic diseases (obesity and type 2 diabetes), with liver cirrhosis, and rheumatoid arthritis. Our data represent a comprehensive resource for further investigations on the role of the gut microbiome in promoting or preventing ACVD as well as other related diseases.The gut microbiota may play a role in cardiovascular diseases. Here, the authors perform a metagenome-wide association study on stools from individuals with atherosclerotic cardiovascular disease and healthy controls, identifying microbial strains and functions associated with the disease.