Residents' communities feature to make innovative tourism development strategies. Residents play an indispensable role in developing policies and sustainable tourism infrastructure projects. A few research studies have sought to understand the animated influence of sustainable tourism opportunities on residents' life. The study examines how tourism opportunities enhance residents' quality of life in the context of the New Silk Road Initiative. The main objective of the current research study is to analyze the interplay of perceived impacts of New Silk Road tourism infrastructure development on local communities' perception of sustainable tourism development and perceived quality of life. Previous researches were focusing on sustainable tourism projects incorporated various approaches to describe the linkage between the chosen variables. This study built and tested a causal model that specified the direct and indirect interconnections of perceived tourism infrastructure, sustainable tourism development, and residents' perception of the quality of life. This study incorporated a self-administered questionnaire to collect data sets from Kazakhstan's residents. The findings indicated that both direct and indirect effects of the New Silk Road Initiative of tourism infrastructure exhibited significant and positive influence on residents' quality of life through residents' perceived sustainable tourism development. The results indicated that the New Silk Road Initiative for tourism infrastructure positively effects developing sustainable tourism opportunities, which, in turn, escalates residents' life quality. Besides, findings are useful in designing the promotions of sustainable tourism governance and residents' welfare under New Silk Road Infrastructural Projects. However, solely tourism infrastructure strategies cannot improve residents' quality of life. Economic, social, cultural, and environmental factors are vital to developing sustainable tourism at the destinations and need concentration to stimulate and ensure the positive impact of tourism infrastructure on specific beneficial outcomes. The findings' implications are useful in developing more infrastructure projects in Kazakhstan.

Abstract Symbiotic associations with Symbiodiniaceae have evolved independently across a diverse range of cnidarian taxa including reef-building corals, anemones and jellyfish, yet the molecular mechanisms underlying their regulation and repeated evolution are still elusive. Here we show that despite their independent evolution, cnidarian hosts employ the same mechanism of symbiont control in which symbiont-derived glucose is used to assimilate nitrogenous waste via amino acid biosynthesis to limit the availability of nitrogen to the symbionts. In this metabolic interaction, glucose significantly reduces symbiont density while ammonium promotes symbiont proliferation. We show that glucose-derived 13 C and ammonium-derived 15 N are co-incorporated into amino acids by the hosts. Metabolic differences between the hosts further suggest that corals are more susceptible to environmental stress and symbiosis breakdown due to their increased energy demands to satisfy calcification. Our results reveal the general metabolic interaction underlying these symbioses and provide a parsimonious explanation for their repeated evolution.

Improving yield, nutritional value and tolerance to abiotic stress are major targets of current breeding and biotechnological approaches that aim at increasing crop production and ensuring food security. Metabolic engineering of carotenoids, the precursor of Vitamin-A and plant hormones that regulate plant growth and response to adverse growth conditions, has been mainly focusing on provitamin A biofortification or the production of high-value carotenoids. Here, we show that the introduction of a single gene of the carotenoid biosynthetic pathway in different tomato cultivars simultaneously improved photosynthetic capacity and tolerance to various abiotic stresses (e.g., high light, salt, and drought), caused an up to 77% fruit yield increase and enhanced fruit's provitamin A content and shelf life. Our findings pave the way for developing a new generation of crops that combine high productivity and increased nutritional value with the capability to cope with climate change-related environmental challenges.

The issue of black-odorous water (BOW) represents a formidable challenge to the current aquatic ecosystems, and its governance exhibits characteristics of low efficiency, susceptibility to relapse, and fragmented management under the Central Environmental Protection Inspection, thereby emerging as a dynamically complex issue in the ecological governance of urban and rural settings. This study introduces Gaussian white noise to simulate environmental uncertainty and design a stochastic evolutionary game model encompassing the central government, local governments, and societal forces based on evolutionary game theory and classical governance theories and concepts. Numerical simulations are conducted to explore trajectories of the strategic evolution of various subjects influenced by numerous factors. Results indicate that under the environment of random disturbances, the strategies of the game subjects show significant fluctuations, but actively cultivating the subject’s initial willingness facilitates collaboration governance in inspection. Moreover, joint construction of a “belief system” by multi-subjects, the intensity of inspection interventions, the integration of heterogeneous resources, and effective punitive measures all influence the governance of BOW, but the efficiency of resource allocation should be considered throughout the governance process. Recommendations are made finally for collaborative governance of urban and rural BOW, promoting the sustainable development of the ecological environment.

Abstract The natural growth regulator zaxinone increases the levels of the phytohormones strigolactone (SL) and abscisic acid in Arabidopsis ( Arabidopsis thaliana ) via unknown mechanisms. We demonstrate that parts of the effects of zaxinone in Arabidopsis depend on the SL receptor DWARF14 ( At D14), the karrikin receptor KARRIKIN INSENSITIVE2 ( At KAI2), and the F-Box protein MORE AXILLARY BRANCHING2 ( At MAX2) that mediates the signaling of SLs and karrikins. Binding assays and co-crystallization revealed zaxinone as an additional ligand of At D14 and an SL antagonist that interrupts the interaction of At D14 with At MAX2. Zaxinone also bound to At KAI2. These findings unveil a perception mechanism for zaxinone in Arabidopsis and demonstrate the capability of At D14 and At KAI2 to bind signaling molecules, other than strigolactones or karrikins, and mediate their transduction.

Arabidopsis root development is predicted to be regulated by yet unidentified carotenoid-derived metabolite(s). In this work, we screened known and putative carotenoid cleavage products and identified anchorene, a predicted carotenoid-derived dialdehyde (diapocarotenoid) that triggers anchor root development. Anchor roots are the least characterized type of root in Arabidopsis. They form at the root-shoot junction, particularly upon damage to the root apical meristem. Using Arabidopsis reporter lines, mutants and chemical inhibitors, we show that anchor roots originate from pericycle cells and that the development of this root type is auxin-dependent and requires carotenoid biosynthesis. Transcriptome analysis and treatment of auxin-reporter lines indicate that anchorene triggers anchor root development by modulating auxin homeostasis. Exogenous application of anchorene restored anchor root development in carotenoid-deficient plants, indicating that this compound is the carotenoid-derived signal required for anchor root development. Chemical modifications of anchorene led to a loss of anchor root promoting activity, suggesting that this compound is highly specific. Furthermore, we demonstrate by LC-MS analysis that anchorene is a natural, endogenous Arabidopsis metabolite. Taken together, our work reveals a new member of the family of carotenoid-derived regulatory metabolites and hormones.

ABSTRACT The enzyme DWARF27 (D27) catalyzes the reversible isomerization of all- trans - into 9- cis -β-carotene, initiating strigolactone (SL) biosynthesis. Genomes of higher plants encode two D27-homologs, D27-like1 and -like2, with unknown functions. Here, we investigated the enzymatic activity and biological function of the Arabidopsis D27-like1. In vitro enzymatic assays and Expression in Synechocystis sp. PCC6803 revealed a yet not reported 13- cis /15- cis /9- cis - and a 9- cis /all- trans -β-carotene isomerization. Although disruption of AtD27-like1 did not cause SL deficiency phenotypes, overexpression of AtD27-like1 in the Atd27 mutant restored the more-branching phenotype, indicating a contribution of AtD27-like1 to SL biosynthesis. Accordingly, generated Atd27 Atd27like1 double mutants showed more pronounced branching phenotype, compared to Atd27. The contribution of AtD27-like1 to SL biosynthesis is likely due to its formation of 9- cis -β-carotene that was present at higher levels in AtD27-like1 overexpressing lines. In contrast, AtD27-like1 expression correlated negatively with the content of 9- cis -violaxanthin, a precursor of abscisic acid (ABA), in shoots. Consistently, ABA levels were higher in shoots and also in dry seeds of the Atd27like1 and Atd27 Atd27like1 mutants. Transgenic lines expressing β-glucuronidase (GUS) driven by the AtD27LIKE1 promoter and transcript analysis performed with hormone-treated Arabidopsis seedlings unraveled that AtD27LIKE1 is expressed in different tissues and regulated ABA and auxin. Taken together, our work revealed a cis / cis- β-carotene isomerase activity that affects the content of both cis -carotenoid derived plant hormones ABA and SLs.

Abstract Carotenoids are isoprenoid pigments vital for photosynthesis. Moreover, they are the precursor of apocarotenoids that include the phytohormones abscisic acid (ABA) and strigolactones (SLs), and retrograde signaling molecules and growth regulators, such as β-cyclocitral and zaxinone. The apocarotenoid β-ionone (β-I) was previously reported to exert antimicrobial effects. Here, we showed that the application of this scent to Arabidopsis plants at micromolar concentrations caused a global reprogramming of gene expression, affecting thousands of transcripts involved in stress tolerance, growth, hormone metabolism, pathogen defense and photosynthesis. These changes, along with modulating the levels of the phytohormones ABA, jasmonic acid and salicylic acid, led to enhanced Arabidopsis resistance to Botrytis cinerea ( B.c. ), one of the most aggressive and widespread pathogenic fungi affecting numerous plant hosts and causing severe losses of postharvest fruits. Pre-treatment of tobacco and tomato plants with β-I followed by inoculation with B.c. confirms the conserved effect of β-I and induced immune responses in leaves and fruits. Moreover, there was reduced susceptibility to B.c. in LYCOPENE β-CYCLASE- expressing tomato fruits possessing elevated levels of the endogenous β-I, indicating beneficial biological activities of this compound in planta . Our work unraveled β-I as a further carotenoid-derived regulatory metabolite and opens up new possibilities to control B.c. infection by establishing this natural volatile as an environmentally friendly bio-fungicide.

Abstract Natural compounds capable of increasing root depth and branching are desirable tools for enhancing stress tolerance in crops. We devised a sensitized screen to identify natural metabolites capable of regulating root traits in Arabidopsis. β-cyclocitral, an endogenous root compound, was found to promote cell divisions in root meristems and stimulate lateral root branching. β-cyclocitral rescued meristematic cell divisions in ccd1ccd4 biosynthesis mutants and β-cyclocitral-driven root growth was found to be independent of auxin, brassinosteroid, and ROS signaling pathways. β-cyclocitral had a conserved effect on root growth in tomato and rice and generated significantly more compact crown root systems in rice. Moreover, β-cyclocitral treatment enhanced plant vigor in rice plants exposed to salt-contaminated soil. These results indicate that β-cyclocitral is a broadly effective root growth promoter in both monocots and eudicots and could be a valuable tool to enhance crop vigor under environmental stress. One Sentence Summary β-cyclocitral is a metabolite of β-carotene that was identified using a sensitized chemical screen and acts broadly across plants to enhance root growth and branching.