Two draft sequences of Gossypium hirsutum, the most widely cultivated cotton species, provide insights into genome structure, genome rearrangement, gene evolution and cotton fiber biology. Upland cotton is a model for polyploid crop domestication and transgenic improvement. Here we sequenced the allotetraploid Gossypium hirsutum L. acc. TM-1 genome by integrating whole-genome shotgun reads, bacterial artificial chromosome (BAC)-end sequences and genotype-by-sequencing genetic maps. We assembled and annotated 32,032 A-subgenome genes and 34,402 D-subgenome genes. Structural rearrangements, gene loss, disrupted genes and sequence divergence were more common in the A subgenome than in the D subgenome, suggesting asymmetric evolution. However, no genome-wide expression dominance was found between the subgenomes. Genomic signatures of selection and domestication are associated with positively selected genes (PSGs) for fiber improvement in the A subgenome and for stress tolerance in the D subgenome. This draft genome sequence provides a resource for engineering superior cotton lines.

Abstract The estuarine plastisphere, a novel ecological habitat in the Anthropocene, has garnered global concerns. Recent geochemical evidence has pointed out its potential role in influencing nitrogen biogeochemistry. However, the biogeochemical significance of the plastisphere and its mechanisms regulating nitrogen cycling remain elusive. Using 15 N- and 13 C-labelling coupled with metagenomics and metatranscriptomics, here we unveil that the plastisphere likely acts as an underappreciated nitrifying niche in estuarine ecosystems, exhibiting a 0.9 ~ 12-fold higher activity of bacteria-mediated nitrification compared to surrounding seawater and other biofilms (stone, wood and glass biofilms). The shift of active nitrifiers from O 2 -sensitive nitrifiers in the seawater to nitrifiers with versatile metabolisms in the plastisphere, combined with the potential interspecific cooperation of nitrifying substrate exchange observed among the plastisphere nitrifiers, collectively results in the unique nitrifying niche. Our findings highlight the plastisphere as an emerging nitrifying niche in estuarine environment, and deepen the mechanistic understanding of its contribution to marine biogeochemistry.

Straw incorporation with nitrogen (N) fertilization is crucial for enhancing soil fertility and minimizing negative environmental impacts by altering the magnitude and direction of soil N transformation processes. However, the response of soil N transformations to long-term carbon (C) and N inputs, and their primary driving factors, remain poorly understood. Thus, a 15N tracing study was conducted to investigate the effects of straw incorporation (AS) and straw removal (NS) with N levels of 0, 150 and 250 kg N ha−1 per season (N0, N150 and N250) on gross N transformation rates in the North China Plain after 6-year trial. Results indicated that at N0, AS significantly increased soil microbial immobilization of nitrate (NO3−-N, INO3) and autotrophic nitrification rates (ONH4) compared to NS. With N fertilization, AS increased gross N immobilization (Itotal), ammonium-N immobilization (NH4+-N, INH4), net NH4+-N immobilization (InetNH4) and net NH4+-N absorption rates (AnetNH4). Specifically, at N150, AS significantly increased recalcitrant organic N mineralization rate (MNrec), while significantly reducing ONH4, labile organic N mineralization (MNlab), and gross N mineralization rates (Mtotal). At N250, AnetNH4, MNlab, MNrec and ONH4 under AS were significantly higher than under NS. Nitrogen application significantly increased ONH4, Itotal and INO3 under two straw management practices, and enhanced INH4 and InetNH4 under AS. Compared to N250, N150 significantly increased INH4 and InetNH4 under AS, while decreasing Mtotal. Opposite results were observed under NS. Meanwhile, NO3−-N and dissolved organic carbon (DOC) were master factors controlling immobilization, total nitrogen (TN), hydrolysable NH4+-N (HNN) and stable organic N significantly affected AnetNH4, while labile organic N were the key environmental factors affecting MNrec, all of which positively influenced the rates of assimilation, mineralization and clay mineral adsorption. Overall, this study provides new insights into reducing N fertilization under straw incorporation by quantifying soil N transformation processes.

Agricultural systems significantly contribute to global N

In the field of signal and imaging processing, the Frame Theory is a practical-mathematical tool for analysis. Moreover, generalized frames such as K-frame and g-frame are also hot research topics in the field of analytics. We apply the conclusions of the frames in infinite-dimensional to the finite-dimensional space, which makes it easier for us to apply the conclusions in actual scenarios.