Pit membranes in bordered pits between neighbouring vessels play a major role in the entry of air-water menisci from an embolised vessel into a water-filled vessel ( i.e ., air-seeding). Here, we investigate intervessel pit membrane thickness (T PM ) and embolism resistance (P 50 , i.e ., the water potential corresponding to 50% loss of hydraulic conductivity) across a broad range of woody angiosperm species. Data on T PM and double intervessel wall thickness (T VW ) were compiled based on electron and light microscopy. Fresh material that was directly fixated for transmission electron microscopy (TEM) was investigated for 71 species, while non-fresh samples were frozen, stored in alcohol, or air dried prior to TEM preparation for an additional 60 species. T PM and P 50 were based on novel observations and literature. A strong correlation between TPM and P50 was found for measurements based on freshly fixated material ( r = 0.78, P >0.01, n = 37), and between T PM and T VW ( r = 0.79, P >0.01, n = 59), while a slightly weaker relationship occurred between TVW and P50 (r = 0.40, P >0.01, n = 34). However, non-fresh samples showed no correlation between T PM and P 50 , and between T PM and T VW . Intervessel pit membranes in non-fresh samples were c.28% thinner and more electron dense than fresh samples. Our findings demonstrate that T PM measured on freshly fixated material provides one of the strongest wood anatomical correlates of droughtinduced embolism resistance in angiosperms. Assuming that cellulose microfibrils show an equal spatial density, T PM is suggested to affect the length and the shape of intervessel pit membrane pores, but not the actual pore size. Moreover, the shrinking effect observed for T PM after dehydration and frost is associated with an increase in microfibril density and porosity, which may provide a functional explanation for embolism fatigue.

Summary Embolism spreading in angiosperm xylem occurs via mesoporous pit membranes between vessels. Here, we investigate how the size of pore constrictions in pit membranes is related to pit membrane thickness and embolism resistance. In three models, pit membranes are modelled as multiple layers to investigate how pit membrane thickness and the number of intervessel pits per vessel determine pore constriction sizes, the probability of encountering large pores, and air-seeding. These estimations were complemented by measurements of pit membrane thickness, embolism resistance, and number of intervessel pits per vessel ( n = 31, 31, and 20 species, respectively). Constriction sizes in pores decreased with increasing pit membrane thickness, which agreed with the measured relationship between pit membrane thickness and embolism resistance. The number of pits per vessel affected constriction size and embolism resistance much less than pit membrane thickness. A strong relationship between estimated air-seeding pressures and measured embolism resistance was observed. Pore constrictions provide a mechanistic explanation why pit membrane thickness determines embolism resistance, and suggest that hydraulic safety can be uncoupled from hydraulic efficiency. Although embolism spreading remains puzzling and encompasses more than pore constriction sizes, angiosperms are unlikely to have leaky pit membranes, which enables tensile transport of water.

Norepinephrine (NE) released from locus coeruleus (LC) noradrenergic (NAergic) neurons plays a pivotal role in the regulation of olfactory behaviors. However, the precise circuits and receptor mechanisms underlying this function are not well understood. Here, in DBH-Cre mice model, we show that LC NAergic neurons project directly to both anterior piriform cortex (aPC) and the olfactory bulb (OB). By using pharmacological and optogenetic manipulations in vitro and in vivo, we found that NE reduces the excitability of aPC pyramidal neurons directly via α2 receptors and that it bidirectionally regulates the activity of OB mitral cells via modulation of inhibitory inputs. Activation of the NAergic projection reduced both spontaneous and odor-evoked activity in the aPC/OB in awake mice, enhanced the odor-decoding ability of the aPC, and decreased the odor-decoding ability of the OB. Furthermore, activation of LC–aPC/OB NAergic projections accelerated odor discrimination and specific inactivation of the LC–aPC/OB NAergic pathway impaired olfactory detection and discrimination. These findings identify the mechanism underlying NAergic modulation of the aPC/OB and elucidate its role in odor processing and olfactory behaviors. Norepinephrine play critical roles in regulating olfactory behaviors, but the precise circuits and mechanisms underlying this function remain unclear. Here, authors show how LC–aPC/OB NAergic pathway regulate odor processing and olfactory discrimination.

Drought and salinity are two abiotic stresses that affect plant productivity. We exposed 2-year-old Platycladus orientalis saplings to single and combined stress of drought and salinity. Subsequently, the responses of physiological traits and soil properties were investigated. Biochemical traits such as leaf and root phytohormone content significantly increased under most stress conditions. Single drought stress resulted in significantly decreased nonstructural carbohydrate (NSC) content in stems and roots, while single salt stress and combined stress resulted in diverse response of NSC content. Xylem water potential of P. orientalis decreased significantly under both single drought and single salt stress, as well as the combined stress. Under the combined stress of drought and severe salt, xylem hydraulic conductivity significantly decreased while NSC content was unaffected, demonstrating that the risk of xylem hydraulic failure may be greater than carbon starvation. The tracheid lumen diameter and the tracheid double wall thickness of root and stem xylem was hardly affected by any stress, except for the stem tracheid lumen diameter, which was significantly increased under the combined stress. Soil ammonium nitrogen, nitrate nitrogen and available potassium content was only significantly affected by single salt stress, while soil available phosphorus content was not affected by any stress. Single drought stress had a stronger effect on the alpha diversity of rhizobacteria communities, and single salt stress had a stronger effect on soil nutrient availability, while combined stress showed relatively limited effect on these soil properties. Regarding physiological traits, responses of P. orientalis saplings under single and combined stress of drought and salt were diverse, and effects of combined stress could not be directly extrapolated from any single stress. Compared to single stress, the effect of combined stress on phytohormone content and hydraulic traits was negative to P. orientalis saplings, while the combined stress offset the negative effects of single drought stress on NSC content. Our study provided more comprehensive information on the response of the physiological traits and soil properties of P. orientalis saplings under single and combined stress of drought and salt, which would be helpful to understand the adapting mechanism of woody plants to abiotic stress.