Phages are the most abundant entity in the biosphere and outnumber bacteria by a factor of 10. Phage DNA may also constitute 20% of bacterial genomes; however, its role is ill defined. Here, we explore the impact of cryptic prophages on cell physiology by precisely deleting all nine prophage elements (166 kbp) using Escherichia coli. We find that cryptic prophages contribute significantly to resistance to sub-lethal concentrations of quinolone and β-lactam antibiotics primarily through proteins that inhibit cell division (for example, KilR of rac and DicB of Qin). Moreover, the prophages are beneficial for withstanding osmotic, oxidative and acid stresses, for increasing growth, and for influencing biofilm formation. Prophage CPS-53 proteins YfdK, YfdO and YfdS enhanced resistance to oxidative stress, prophages e14, CPS-53 and CP4-57 increased resistance to acid, and e14 and rac proteins increased early biofilm formation. Therefore, cryptic prophages provide multiple benefits to the host for surviving adverse environmental conditions.

Abstract China's extensive urbanization has resulted in a massive loss of natural habitat, which is threatening the nation's biodiversity and socioeconomic sustainability. A timely and accurate understanding of natural habitat loss caused by urban expansion will allow more informed and effective measures to be taken for the conservation of biodiversity. However, the impact of urban expansion on natural habitats is not well‐understood, primarily due to the lack of accurate spatial information regarding urban expansion across China. In this study, we proposed an approach that can be used to accurately summarize the dynamics of urban expansion in China over two recent decades (1992–2012), by integrating data on nighttime light levels, a vegetation index, and land surface temperature. The natural habitat loss during the time period was evaluated at the national, ecoregional, and local scales. The results revealed that China had experienced extremely rapid urban growth from 1992 to 2012 with an average annual growth rate of 8.74%, in contrast with the global average of 3.20%. The massive urban expansion has resulted in significant natural habitat loss in some areas in China. Special attention needs to be paid to the Pearl River Delta, where 25.79% or 1518 km 2 of the natural habitat and 41.99% or 760 km 2 of the local wetlands were lost during 1992–2012. This raises serious concerns about species viability and biodiversity. Effective policies and regulations must be implemented and enforced to sustain regional and national development in the context of rapid urbanization.

Rhizobia-legume symbiosis is an important type of plant-microbe mutualism; however, the establishment of this association is complicated and can be affected by many factors. The soybean rhizosphere has a specific microbial community, yet whether these organisms affect rhizobial nodulation has not been well investigated. Here, we analyzed the compositions and relationships of soybean rhizocompartment microbiota in three types of soil. First, we found that the rhizosphere community composition of soybean varied significantly in different soils, and the association network between rhizobia and other rhizosphere bacteria was examined. Second, we found that some rhizosphere microbes were correlated with the composition of bradyrhizobia and sinorhizobia in nodules. We cultivated 278 candidate Bacillus isolates from alkaline soil. Finally, interaction and nodulation assays showed that the Bacillus cereus group specifically promotes and suppresses the growth of sinorhizobia and bradyrhizobia, respectively, and alleviates the effects of saline-alkali conditions on the nodulation of sinorhizobia as well as affecting its colonization in nodules. Our findings demonstrate a crucial role of the bacterial microbiota in shaping rhizobia-host interactions in soybean, and provide a framework for improving the symbiotic efficiency of this system of mutualism through the use of synthetic bacterial communities.

Abstract Context The relationships between ecosystem services (ES) and human well-being (HWB) have been found to be influenced by geographic locations and socioeconomic development, and vary from local to global scales. However, there is a lack of comparative analyses at fine administrative scales such as town and village scales. Objective This study took the core region of the Yangtze River Delta (YRD) of China as the study area to examine the spatial characteristics of the values of ES and the subjective satisfaction scores of HWB and then compare their relationships at the town and village scales. Methods The values of 9 ES indicators were quantified using the ecosystem service equivalent factor method, and the subjective satisfaction scores of 11 HWB indicators were investigated using the questionnaire survey. The ES-HWB relationships between 9 ES and 11 HWB measures in the study area were investigated using Spearman's correlation analysis. Results The value of ES per unit area in the study area in 2020 was about 15,202.90 USD/ha, nearly three times the average level in China, but the per capita value was relatively low, at 322.11 USD/person. The satisfaction score of HWB was relatively high, especially for the dimensions of social relations (4.46), health (4.26), and safety (4.22), based on a 5-point Likert scale. As spatial scales decreased from town to village scales and thematic scales increased from secondary to primary indicators, the strength of the ES-HWB correlations diminished and their direction changed as well. According to secondary indicators, most of the ES-HWB relationships were positive at the town scale but became negative or nonexistent at the village scale (e.g. the Spearman correlation coefficient between the value of raw material supply and the satisfaction score of leisure and entertainment shifted from 0.9 at the town scale to -0.51 at the village scale). Conclusions The correlation strength and direction of the ES-HWB relationships still changed with spatial and thematic scales at the town and village scales. Thus, better understanding the relationships requires studies at multiple and broader scales and calls for caution when using the aggregating indicators, because they can also lead to different ES-HWB relationships.

Abstract Tungsten (W) impurity control is critical for plasma performance and a priority for ITER. The simultaneous reduction of W and rotation in the core region induced by resonant magnetic perturbations (RMP) has been found and understood in EAST. A positive feedback loop between the W and rotation is first proposed, resulting in core W accumulation and high rotation even in low-torque plasma before the RMP application. This cycle can be reversed by the edge rotation braking induced by RMP, causing a significant simultaneous reduction of W concentration and rotation. These new mechanisms are based on several repeatable experiments and confirmed by the modeling results from TGYRO and NTVTOK. It provides a new understanding of the RMP effects on W and rotation and can be used for W and rotation control in future reactors.

Abstract The experiment in EAST demonstrates effective modulation of the stationary heat flux to the secondary lobes of the magnetic footprint induced by the resonant magnetic perturbations (RMPs) by slightly varying the equilibrium q95, consistent with prior numerical modeling. During the small q95 variation, the edge localized mode (ELM) control is well maintained, and the position of the secondary heat flux peak is effectively shifted, thus avoiding a specific location heat flux accumulation. As the divertor heat load is one of the significant concerns in tokamak, these results provide a promising choice, varying magnetic equilibrium periodically to shift stationary heat load deposition position during static n = 4 ( n is the toroidal mode number) RMP condition, for further fusion devices. In this respect the use of this technique for n =4 RMPs is advantageous because the q95 range that needs to be covered to spread the divertor heat load is reduced because of the smaller toroidal extent of off-separatrix heat deposition zones compared to lower n’s.

Abstract Controlling the splitting divertor heat flux caused by resonant magnetic perturbations (RMPs) is a topic of concern for fusion devices. As a fundamental prerequisite, it is necessary to understand the characteristics of the heat flux distribution under the applied RMP field, which will be studied in this paper. The nonlinear phenomenon of strike point splitting was found to be strongly dependent on the plasma response under RMP. These splitting heat flux distributions are qualitatively explained by the simulated magnetic footprints. The RMP phase scanning experiment shows that scanning in a certain range of relative phase can maintain good ELM mitigation and simultaneously sweep the striations of heat flux on divertor target. Additionally, even in upper single null (USN) configurations, heat stripes are observed on the lower outer divertor (LO-div), attributed to RMP-induced additional magnetic connections to the LO-div, as confirmed by magnetic topology simulations. A dedicated investigation into the impact of the discrepancy between lower and upper separatrix radii mapped to the low field side mid-plane (〖dR〗_sep) reveals its significant influence on both ELM control and heat flux distribution. Within a certain range of 〖dR〗_sep, the heat flux distribution is improved while ELM suppression is maintained. These findings contribute to divertor heat flux understanding under RMP conditions in tokamak operations.