Insects are the most speciose group of animals, but the phylogenetic relationships of many major lineages remain unresolved. We inferred the phylogeny of insects from 1478 protein-coding genes. Phylogenomic analyses of nucleotide and amino acid sequences, with site-specific nucleotide or domain-specific amino acid substitution models, produced statistically robust and congruent results resolving previously controversial phylogenetic relations hips. We dated the origin of insects to the Early Ordovician [~479 million years ago (Ma)], of insect flight to the Early Devonian (~406 Ma), of major extant lineages to the Mississippian (~345 Ma), and the major diversification of holometabolous insects to the Early Cretaceous. Our phylogenomic study provides a comprehensive reliable scaffold for future comparative analyses of evolutionary innovations among insects.

Hyperfine structure constants have many applications, but are often hard to calculate accurately due to large and canceling contributions from different terms of the hyperfine interaction operator, and also from different closed and spherically symmetric core subshells that break up due to electron correlation effects. In multiconfiguration calculations, the wave functions are expanded in terms of configuration state functions (CSFs) built from sets of one-electron orbitals. The orbital sets are typically enlarged within the layer-by-layer approach. The calculations are energy-driven, and orbitals in each new layer of correlation orbitals are spatially localized in regions where the weighted total energy decreases the most, overlapping and breaking up different closed core subshells in an irregular pattern. As a result, hyperfine structure constants, computed as expectation values of the hyperfine operators, often show irregular or oscillating convergence patterns. Large orbital sets, and associated large CSF expansions, are needed to obtain converged values of the hyperfine structure constants. We analyze the situation for the states of the {2s22p3,2s22p23p,2s22p24p} odd and {2s22p23s,2s2p4,2s22p24s,2s22p23d} even configurations in N I, and show that the convergence with respect to the increasing sets of orbitals is radically improved by introducing separately optimized orbital sets targeted for describing the spin- and orbital-polarization effects of the 1s and 2s core subshells that are merged with, and orthogonalized against, the ordinary energy-optimized orbitals. In the layer-by-layer approach, the spectroscopic orbitals are kept frozen from the initial calculation and are not allowed to relax in response to the introduced layers of correlation orbitals. To compensate for this lack of variational freedom, the orbitals are transformed to natural orbitals prior to the final calculation based on single and double substitutions from an increased multireference set. The use of natural orbitals has an important impact on the states of the 2s22p23s configuration, bringing the corresponding hyperfine interaction constants in closer agreement with experiment. Relying on recent progress in methodology, the multiconfiguration calculations are based on configuration state function generators, cutting down the time for spin-angular integration by factors of up to 50, compared to ordinary calculations.

The diversity of disease presentations warrants one single assay for detection and delineation of various genomic disorders. Herein, we describe a gel-free and biotin-capture-free mate-pair method through coupling Controlled Polymerizations by Adapter-Ligation (CP-AL). We first demonstrated the feasibility and ease-of-use in monitoring DNA nick-translation and primer extension by limiting the nucleotide input. By coupling these two controlled polymerizations by a reported non-conventional adapter ligation reaction 3’ branch ligation, we evidenced that CP-AL significantly increased DNA-circularization efficiency (by 4-fold) and was applicable for different sequencing methods but at a faction of current cost. Its advantages were further demonstrated by fully elimination of small-insert-contaminated (by 39.3-fold) with a ~50% increment of physical coverage, and producing uniform genome/exome coverage and the lowest chimeric rate. It achieved single-nucleotide variants detection with sensitivity and specificity up to 97.3 and 99.7%, respectively, compared with data from small-insert libraries. In addition, this method can provide a comprehensive delineation of structural rearrangements, evidenced by a potential diagnosis in a patient with oligo-atheno-terato-spermia. Moreover, it enables accurate mutation identification by integration of genomic variants from different aberration types. Overall, it provides a potential single-integrated solution for detecting various genomic variants, facilitating a genetic diagnosis in human diseases.

We study the effect of the magnetic-field-induced transition (MIT) from the magnetic sublevels $2{p}^{5}3s^{3}P_{2}$, $M=0,\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}1$ on linear polarization of the entire $2{p}^{5}3s^{3}P_{2}\ensuremath{\rightarrow}2{p}^{6}^{1}S_{0}$ emission line following the electron-impact excitation of Ne-like ions based on the density-matrix method for describing polarized radiative emission in an external magnetic field. It is found that the MIT has a significant effect on the polarization properties of the line, which is more prominent at stronger magnetic-field strengths and higher impact electron energies. In addition, such an effect is particularly remarkable for light ions due to the fact that the MIT channel dominates in competition with the intrinsic magnetic-quadrupole channel. These findings highlight the potential of polarization measurements for diagnosing magnetic fields in astrophysical and laboratory plasmas.