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What is in Umbilicaria pustulata? A metagenomic approach to reconstruct the holo-genome of a lichen
(2020)
Lichens are valuable models in symbiosis research and promising sources of biosynthetic genes for biotechnological applications. Most lichenized fungi grow slowly, resist aposymbiotic cultivation, and are poor candidates for experimentation. Obtaining contiguous, high-quality genomes for such symbiotic communities is technically challenging. Here, we present the first assembly of a lichen holo-genome from metagenomic whole-genome shotgun data comprising both PacBio long reads and Illumina short reads. The nuclear genomes of the two primary components of the lichen symbiosis—the fungus Umbilicaria pustulata (33 Mb) and the green alga Trebouxia sp. (53 Mb)—were assembled at contiguities comparable to single-species assemblies. The analysis of the read coverage pattern revealed a relative abundance of fungal to algal nuclei of ∼20:1. Gap-free, circular sequences for all organellar genomes were obtained. The bacterial community is dominated by Acidobacteriaceae and encompasses strains closely related to bacteria isolated from other lichens. Gene set analyses showed no evidence of horizontal gene transfer from algae or bacteria into the fungal genome. Our data suggest a lineage-specific loss of a putative gibberellin-20-oxidase in the fungus, a gene fusion in the fungal mitochondrion, and a relocation of an algal chloroplast gene to the algal nucleus. Major technical obstacles during reconstruction of the holo-genome were coverage differences among individual genomes surpassing three orders of magnitude. Moreover, we show that GC-rich inverted repeats paired with nonrandom sequencing error in PacBio data can result in missing gene predictions. This likely poses a general problem for genome assemblies based on long reads.
Members of the ATP‐binding cassette (ABC) transporter superfamily translocate a broad spectrum of chemically diverse substrates. While their eponymous ATP‐binding cassette in the nucleotide‐binding domains (NBDs) is highly conserved, their transmembrane domains (TMDs) forming the translocation pathway exhibit distinct folds and topologies, suggesting that during evolution the ancient motor domains were combined with different transmembrane mechanical systems to orchestrate a variety of cellular processes. In recent years, it has become increasingly evident that the distinct TMD folds are best suited to categorize the multitude of ABC transporters. We therefore propose a new ABC transporter classification that is based on structural homology in the TMDs:
Knowledge about the biogeographic affinities of the world’s tropical forests helps to better understand regional differences in forest structure, diversity, composition, and dynamics. Such understanding will enable anticipation of region-specific responses to global environmental change. Modern phylogenies, in combination with broad coverage of species inventory data, now allow for global biogeographic analyses that take species evolutionary distance into account. Here we present a classification of the world’s tropical forests based on their phylogenetic similarity. We identify five principal floristic regions and their floristic relationships: (i) Indo-Pacific, (ii) Subtropical, (iii) African, (iv) American, and (v) Dry forests. Our results do not support the traditional neo- versus paleotropical forest division but instead separate the combined American and African forests from their Indo-Pacific counterparts. We also find indications for the existence of a global dry forest region, with representatives in America, Africa, Madagascar, and India. Additionally, a northern-hemisphere Subtropical forest region was identified with representatives in Asia and America, providing support for a link between Asian and American northern-hemisphere forests.
Anhand pflanzensoziologischer Untersuchungen wird ein Überblick über die psammophilen Pflanzengesellschaften der Sandstrände und Dünen auf Mallorca gegeben. Ziel ist die Darstellung der soziologischen Zusammensetzung und synsystematischen Stellung der Gesellschaften als ein erster Schritt zu einer umfassenden Dokumentation und Sicherung der noch vorhandenen Standorte, die durch die Auswirkungen des Massentourismus in zunehmendem Maße gefährdet sind. Die damit verbundene Degradation der Vegetation wird nur randlich angesprochen; sie soll in einer gesonderten Arbeit ausführlich behandelt werden. Die Untersuchungen belegen für die Dünensysteme auf Mallorca eine reich gegliederte Vegetationszusammensetzung und -zonierung, wie man sie in vergleichbarer Weise auch in anderen Teilen des westlichen Mittelmeergebietes vorfindet:
(a) Zone der Embryonaldünen mit Eryngio maritimi-Elymetum farcti. (b) Zone der aufgewehten, mobilen Hauptdünenketten mit Medicago marinae-Ammophiletum arundinaceae.(c) Zone der semifixierten Dünen bzw. Sanddecken mit chamaephytenreicher Vegetation (Loto cretici-Crucianelletum maritimae, Teucrium dunense-Helichrysum stoechas-Gesellschaft, Teucrio dunense-Thymelaeetum velutinae). (d) Zone der fixierten und fossilen Dünen mit Wacholdergebüschen (Clematidi-Juniperetum lyciae, Rubio longifoliae-Juniperetum macrocarpae) und Kiefernbeständen (Clematis flammula-Pinus halepensis-Gesellschaft).
Daneben treten aber auch Vegetationszonierungen mit geringerer struktureller und floristischer Gliederung auf. Insbesondere bei anthropogenen Beeinträchtigungen kommt es zur Zerstörung ganzer Vegetationsgürtel oder zur Ruderalisierung von Gesellschaften, die sich in der Ausgliederung nitrophiler Ausbildungen zeigt.
Die seltene und in den Anhängen II und IV der FFH-Richtlinie aufgeführte Sumpf-Siegwurz (Gladiolus palustris) kommt deutschlandweit in größeren Populationen nur noch in Südbayern vor. Trotz der hohen naturschutzfachlichen Bedeutung liegen keine überregionalen wissenschaftlichen Studien zur Vergesellschaftung und Ökologie der Art vor. Diese Arbeit analysiert mit Hilfe von numerischen Klassifikations- und Ordinationsverfahren anhand von 151 Vegetationsaufnahmen die Vergesellschaftung und Standortbindung der Art in Südbayern. Die Sumpf-Siegwurz hat ihren Vorkommensschwerpunkt in regelmäßig spät gemähten Pfeifengras-Streuwiesen (Molinion caeruleae), tritt aber fast ebenso häufig in gemähten Kalkflachmooren (Caricion davallianae) und Kalk-Halbtrockenrasen (Bromion erecti) sowie in grasreichen Schneeheide-Kiefernwäldern (Erico-Pinion) auf. Diesen Standorten gemeinsam ist eine sehr geringe Nährstoffversorgung sowie die neutrale bis schwach saure Reaktion der meist kalkreichen Böden. Neben der Nutzung (späte Mahd) hat vor allem die Bodenfeuchte eine entscheidende Bedeutung für die Differenzierung der Bestände. Die Erico-Pinion-Bestände als Primärhabitate der Art wurden früher regelmäßig beweidet. Gegenwärtig ist noch unklar, ob das langfristige Brachfallen dieser Standorte auf lange Sicht eine Gefahr für den Erhalt der G. palustris-Populationen darstellt. Anhand der Ergebnisse der vorliegenden Studie werden Empfehlungen für das Management von G. palustris-Populationen gegeben.
In der vorliegenden Studie wird aufbauend auf 54 pflanzensoziologischen Aufnahmen eine ökologische und syntaxonomische Gliederung der Heidenelken-reichen, bodensauren Magerrasen der Medebacher Bucht (Ostrand des Rheinischen Schiefergebirges) vorgenommen. Die Aufnahmen werden dem Thymo pulegioidis-Festucetum ovinae Oberd. 1957, einem artenreichen, mesophilen Silikat-Magerrasen mit einer lückigen Feldschicht zugeordnet. Bei den Lebensformen überwiegen Hemikryptophyten und Therophyten. Dominante Strategietypen sind Arten mit intermediärer Strategie (CSR), Konkurrenz- und Ruderal-Strategen. Das Thymo-Festucetum kann in zwei floristisch-soziologisch und ökologisch deutlich getrennte Subassoziationen untergliedert werden. Die entscheidenden Standortfaktoren für diese Unterteilung sind die Bodenfeuchte und Nutzung. Die frischeren Standorte der Subassoziation von Achillea millefolium werden meist beweidet oder einschürig gemäht. Besiedelt werden ebene bis kaum geneigte flachgründige Braunerden. Die kryptogamenreichen Bestände der Subassoziation von Viola arvensis siedeln auf Skeletthumusböden oft stark geneigter Hänge und liegen brach. Das Thymo-Festucetum ist meist mosaikartig mit anderen Gesellschaften verzahnt. Auf frischeren und nährstoffreicheren Standorten wird die Subassoziation von Achillea millefolium durch Gesellschaften des Wirtschaftsgrünlandes abgelöst. Die Subassoziation von Viola arvensis steht in Kontakt zu Gesellschaften der Calluno-Ulicetea. Gegenüber den Ausbildungen auf Lockersubstraten im Tiefland fehlen dem Thymo-Festucetum auf Festgestein in den Mittelgebirgen eigene Höhen-Differenzialarten. Der ökologisch wirksamste edaphische Unterschied scheint die größere Dynamik mit teilweiser Übersan- dung der Pflanzen auf den Sandstandorten im Tiefland zu sein. Zur Pflege der Bestände der Achillea millefolium-Subassoziation des Thymo-Festucetum in der Medebacher Bucht ist eine extensive Beweidung die optimale Pflegemaßnahme. Die bevorzugte Form der Nutzung sollte die Hütehaltung mit Schafen und einzelnen Ziegen sein. Für die Bestände der Viola arvensis-Subassoziation erscheint keine regelmäßige Nutzung notwendig. Vielmehr sind unregelmäßige Störungen anzustreben.
Invasive treatment of NSTEMI patients in German chest pain units – evidence for a treatment paradox
(2018)
Background: Patients with non ST-segment elevation myocardial infarction (NSTEMI) represent the largest fraction of patients with acute coronary syndrome in German Chest Pain units. Recent evidence on early vs. selective percutaneous coronary intervention (PCI) is ambiguous with respect to effects on mortality, myocardial infarction (MI) and recurrent angina. With the present study we sought to investigate the prognostic impact of PCI and its timing in German Chest Pain Unit (CPU) NSTEMI patients.
Methods and results: Data from 1549 patients whose leading diagnosis was NSTEMI were retrieved from the German CPU registry for the interval between 3/2010 and 3/2014. Follow-up was available at median of 167 days after discharge. The patients were grouped into a higher (Group A) and lower risk group (Group B) according to GRACE score and additional criteria on admission. Group A had higher Killip classes, higher BNP levels, reduced EF and significant more triple vessel disease (p < 0.001). Surprisingly, patients in group A less frequently received early diagnostic catheterization and PCI. While conservative management did not affect prognosis in Group B, higher-risk CPU-NSTEMI patients without PCI had a significantly worse survival.
Conclusions: The present results reveal a substantial treatment gap in higher-risk NSTEMI patients in German Chest Pain Units. This treatment paradox may worsen prognosis in patients who could derive the largest benefit from early revascularization.
Es wird ueber neue Funde von Myrmecophilus acervorum in Bochum und Umgebung berichtet. Diese Fundorte
liegen außerhalb der bisher bekannten nordwestlichen Verbreitungsgrenze. Verbreitungskarten auf der Basis publizierter Daten zeigen die Ausbreitung nach Norden in den letzten Jahrzehnten. Ob und wie sich die Süedgrenze veraendert, laesst sich nicht feststellen, da die Unterscheidung von weiteren Arten unsicher ist.
Whereas interspecific associations receive considerable attention in evolutionary, behavioural and ecological literature, the proximate bases for these associations are usually unknown. This in particular applies to associations between vertebrates with invertebrates. The West-African savanna frog Phrynomantis microps lives in the underground nest of ponerine ants (Paltothyreus tarsatus). The ants usually react highly aggressively when disturbed by fiercely stinging, but the frog is not attacked and lives unharmed among the ants. Herein we examined the proximate mechanisms for this unusual association. Experiments with termites and mealworms covered with the skin secretion of the frog revealed that specific chemical compounds seem to prevent the ants from stinging. By HPLC-fractionation of an aqueous solution of the frogs' skin secretion, two peptides of 1,029 and 1,143 Da were isolated and found to inhibit the aggressive behaviour of the ants. By de novo sequencing using tandem mass spectrometry, the amino acid sequence of both peptides consisting of a chain of 9 and 11 residues, respectively, was elucidated. Both peptides were synthesized and tested, and exhibited the same inhibitory properties as the original frog secretions. These novel peptides most likely act as an appeasement allomone and may serve as models for taming insect aggression.
The nucleosynthesis of elements beyond iron is dominated by neutron captures in the s and r processes. However, 32 stable, proton-rich isotopes cannot be formed during those processes, because they are shielded from the s-process flow and r-process β-decay chains. These nuclei are attributed to the p and rp process.
For all those processes, current research in nuclear astrophysics addresses the need for more precise reaction data involving radioactive isotopes. Depending on the particular reaction, direct or inverse kinematics, forward or time-reversed direction are investigated to determine or at least to constrain the desired reaction cross sections.
The Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) will offer unique, unprecedented opportunities to investigate many of the important reactions. The high yield of radioactive isotopes, even far away from the valley of stability, allows the investigation of isotopes involved in processes as exotic as the r or rp processes.