Cây phả hệ là gì? Các công bố khoa học về Cây phả hệ

Chúng tôi giới thiệu gói r, ggtree, cung cấp hình ảnh hóa có thể lập trình và chú thích cho các cây phát sinh loài.

Sự gia tăng cả về thiệt hại môi trường và áp lực dân số toàn cầu đã dẫn đến hệ quả đáng tiếc rằng sản xuất thực phẩm toàn cầu có thể sớm trở nên không đủ để nuôi sống tất cả mọi người trên thế giới. Do đó, việc tăng đáng kể năng suất nông nghiệp trong vài thập kỷ tới là điều thiết yếu. Để đạt được điều này, thực tiễn nông nghiệp đang chuyển hướng sang một cách tiếp cận bền vững và thân thiện với môi trường hơn. Điều này bao gồm việc sử dụng ngày càng nhiều các loại cây chuyển gen và vi khuẩn thúc đẩy sự phát triển của thực vật như một phần của thực hành nông nghiệp chính thống. Tại đây, một số cơ chế mà vi khuẩn thúc đẩy sự phát triển của thực vật sử dụng được thảo luận và xem xét. Người ta dự đoán rằng trong tương lai không xa, vi khuẩn thúc đẩy sự phát triển của thực vật (PGPB) sẽ bắt đầu thay thế việc sử dụng hóa chất trong nông nghiệp, làm vườn, lâm nghiệp và các chiến lược làm sạch môi trường. Mặc dù có thể không có một chiến lược đơn giản nào có thể thúc đẩy hiệu quả sự phát triển của tất cả các loại cây trồng trong mọi điều kiện, nhưng một số chiến lược được thảo luận đã cho thấy triển vọng lớn.

Năm 1997, nhận thấy rằng kỷ niệm 50 năm công bố bài báo "Hệ Số Alpha và Cấu Trúc Nội Tại Của Các Bài Kiểm Tra" đang đến gần, Lee Cronbach đã lên kế hoạch cho những ghi chú mà giờ đây đã được công bố ở đây. Mục đích của ông là chỉ ra những cách mà quan điểm của ông về hệ số alpha đã phát triển, hiện tại ông nghi ngờ rằng hệ số này là cách tốt nhất để đánh giá độ tin cậy của một công cụ mà nó được áp dụng. Trong những ghi chú này, với phong cách cổ điển của Cronbach, ông đã lần theo suy nghĩ của mình trước, trong và sau khi công bố bài báo về hệ số alpha; những "suy nghĩ hiện tại" của ông về hệ số alpha là rằng alpha chỉ bao trùm một góc nhìn nhỏ trong phạm vi ứng dụng đo lường mà thông tin về độ tin cậy là cần thiết và rằng nó nên được xem xét trong một hệ thống phân tích độ tin cậy lớn hơn nhiều, lý thuyết khả năng tổng quát.

Số lượng nghiên cứu liên quan đến sự xâm lấn của thực vật đang tăng nhanh chóng, nhưng khối lượng kiến thức tích lũy đã đáng tiếc tạo ra sự nhầm lẫn gia tăng về thuật ngữ. Sự xâm lấn là một hiện tượng toàn cầu và việc so sánh các khu vực địa lý xa nhau cùng với hệ thực vật được giới thiệu của chúng là một phương pháp vô cùng quan trọng để làm rõ các yếu tố quyết định sự xâm lấn và khả năng bị xâm lấn. Các nghiên cứu so sánh về hệ thực vật ngoại lai cung cấp những hiểu biết mới nổi bật cho nhận thức của chúng ta về các mẫu hình tổng quát của sự xâm lấn thực vật. Những nghiên cứu như vậy, sử dụng thông tin từ các hệ thực vật và danh sách đã xuất bản trước đó, phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng đánh giá của các loài cụ thể liên quan đến danh tính phân loại, thời gian di cư và tình trạng xâm lấn. Ba quyết định quan trọng cần được thực hiện khi xác định tình trạng của một loài thực vật trong một khu vực nhất định: (1) liệu thuế là bản địa hay ngoại lai với khu vực đó (tình trạng nguồn gốc); (2) vị trí của nó trong quá trình xâm lấn là gì, tức là khi nào nó được giới thiệu (tình trạng cư trú); và (3) mức độ tự nhiên hóa và khả năng xâm lấn của nó là gì (tình trạng xâm lấn). Các hệ thực vật tiêu chuẩn khác nhau rất lớn trong cách xử lý các loài không bản địa và những hệ thực vật có việc phân loại thích hợp cho các loài ngoại lai theo tình trạng của chúng là khá hiếm. Bài báo hiện tại đề xuất các định nghĩa về các thuật ngữ liên quan đến sự xâm lấn thực vật và đặt chúng trong bối cảnh của các hệ thực vật. Các khuyến nghị được phác thảo về cách xử lý vấn đề sự xâm lấn thực vật trong các hệ thực vật tiêu chuẩn nhằm đóng góp vào việc hiểu biết tốt hơn giữa các nhà phân loại học và các nhà sinh thái học và cho phép các phân tích so sánh chi tiết hơn về hệ thực vật ngoại lai của các khu vực khác nhau trên thế giới.

Phần lớn thông tin có sẵn về các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân hủy mRNA trong Escherichia coli, và gián tiếp trong các vi khuẩn khác, đã được thu thập từ việc nghiên cứu chưa đến 25 trong số khoảng 4.300 thông điệp dự đoán của E. coli. Để điều tra các yếu tố này một cách rộng rãi hơn, chúng tôi đã kiểm tra thời gian bán hủy và sự phong phú trạng thái bền vững của các mRNA đã biết và dự đoán của E. coli ở độ phân giải gen đơn bằng cách sử dụng vi mạch DNA huỳnh quang hai màu. Một chiến lược dựa trên rRNA cho việc chuẩn hóa dữ liệu vi mạch đã được phát triển để cho phép định lượng sự phân hủy mRNA sau khi ngừng phiên mã bằng rifampicin. Chúng tôi phát hiện rằng, toàn cầu, thời gian bán hủy của mRNA tương tự nhau trong các môi trường giàu dinh dưỡng và các môi trường xác định mà trong đó thời gian sinh sản được tăng khoảng gấp ba lần. Một phạm vi rộng của độ ổn định đã được quan sát đối với từng mRNA của E. coli, mặc dù khoảng 80% tất cả các mRNA có thời gian bán hủy giữa 3 và 8 phút. Các gen có chức năng chuyển hóa sinh học liên quan thường có độ ổn định tương tự. Trong khi thời gian bán hủy của một số lượng hạn chế các mRNA tương quan tích cực với sự phong phú của chúng, chúng tôi phát hiện rằng nhìn chung, sự ổn định mRNA tăng lên không dự đoán được sự phong phú tăng lên. Cả mật độ của các vị trí cắt ước tính bởi RNase E, mà được cho là khởi động sự phân hủy mRNA trong E. coli, cũng như năng lượng tự do trong cấu trúc của các vùng không dịch mã 5′ hoặc 3′ không dự đoán được thời gian bán hủy mRNA. Kết quả của chúng tôi xác định những đặc điểm trước đây chưa được phát hiện của sự phân hủy mRNA ở mức độ toàn cầu và cũng chỉ ra rằng những tổng quát về sự phân hủy dựa trên việc nghiên cứu các bản sao gen đơn có thể có sự áp dụng hạn chế.

Bacillus thuringiensis (Bt) là một loại vi khuẩn trong đất hình thành bào tử trong giai đoạn trì trệ của chu trình phát triển của nó. Các bào tử chứa các tinh thể, chủ yếu là một hoặc nhiều protein Cry và/hoặc Cyt (còn được gọi là δ-endotoxin) có hoạt tính diệt côn trùng mạnh và đặc hiệu. Các chủng Bt khác nhau tạo ra các loại độc tố khác nhau, mỗi loại ảnh hưởng đến một nhóm phân loại côn trùng hẹp. Do đó, độc tố Bt đã được sử dụng như thuốc trừ sâu dạng phun bề mặt để bảo vệ cây trồng, và gần đây hơn, các protein đã được biểu hiện trong cây trồng chuyển gen để tạo ra khả năng kháng sâu bệnh tự nhiên. Cây trồng chuyển gen Bt đã đạt được thành công áp đảo và mang lại lợi ích, dẫn đến sản lượng thu hoạch cao hơn và giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học và nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, việc triển khai chúng đã thu hút một số chỉ trích, đặc biệt liên quan đến khả năng tiến hóa của các chủng côn trùng kháng thuốc. Ở đây, chúng tôi xem xét tiến bộ gần đây trong phát triển công nghệ Bt và các biện pháp đối phó đã được giới thiệu để ngăn ngừa sự phát triển của quần thể côn trùng kháng thuốc.

Chín loại chiết xuất từ húng quế (Salvia officinalis) và hai mươi bốn loại chiết xuất từ cây hương thảo (Rosmarinus officinalis), có nguồn gốc từ nhà máy thí điểm hoặc nguồn thương mại, đã cho thấy các hoạt động chống oxy hóa khác nhau khi được đo bằng phương pháp oxy hóa tự động methyl linoleate. Hai mươi bảy hợp chất đã được phân tích trong các chiết xuất thuộc họ Labiatae bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) kết hợp với phổ khối, được trang bị giao diện ion hóa hóa học áp suất khí quyển, và bằng HPLC kết hợp với máy quang phổ đa di-ode. Hai mươi hai hợp chất đã được xác định, bao gồm các axit phenolic, các dẫn xuất carnosol và flavonoid. Các chiết xuất cho thấy sự biến đổi lớn trong hồ sơ HPLC của họ, và không có sự tương quan rõ ràng nào giữa hiệu suất chống oxy hóa của chúng và thành phần của chúng, trong hai mươi phenol cụ thể. Dữ liệu chỉ ra rằng các hợp chất hiệu quả nhất là carnosol, axit rosmarinic, và axit carnosic, tiếp theo là axit caffeic, rosmanol, rosmadial, genkwanin, và cirsimaritin.

Mất khả năng của Pseudomonas syringae pv. "phaseolicola" NPS3121 trong việc kích thích phản ứng nhạy cảm trên cây thuốc lá và các loại cây không phải chủ thể khác có liên quan đến việc mất tính gây bệnh trên cây chủ thể nhạy cảm là đậu. Tám đột biến độc lập, tái sinh tính protoroph đã được xác định, trong đó đã mất khả năng kích thích phản ứng nhạy cảm trên cây thuốc lá. Sáu trong số các đột biến này không còn sản xuất tổn thương bệnh lý trên lá chính của giống đậu nhạy cảm Red Kidney và không kích thích phản ứng nhạy cảm trên giống đậu kháng Red Mexican cũng như trên các cây không phải chủ thể như cà chua, đậu cowpea và đậu nành. Hai đột biến còn lại có tính gây bệnh giảm trên đậu Red Kidney và kích thích các phản ứng nhạy cảm khác nhau trên các cây thử nghiệm khác. Phân tích Southern blot cho thấy mỗi đột biến mang một điểm gắn Tn5 độc lập trong một trong ba đoạn EcoRI có kích thước khoảng 17, 7 và 5 kilobase. Đột biến trao đổi dấu hiệu thêm có sự hỗ trợ thêm cho kết luận rằng hình thái đột biến pleiotropic không liên quan đến nhiều lần chèn Tn5. Một thư viện gen của chủng hoang dã đã được xây dựng trong vector cosmid pLAFR3. Một plasmid tái tổ hợp, được gọi là pPL6, mang các trình tự gen của P. syringae pv. "phaseolicola" đã được xác định thông qua hybrid hóa thuộc địa. Plasmid này đã khôi phục hình thái hoang dã cho tất cả những đột biến trừ một, cho thấy rằng các gen bị ảnh hưởng bởi các chèn này đã được nhóm lại với nhau. Phân tích cấu trúc của pPL6 và bộ gen hoang dã cho thấy các đoạn EcoRI 17- và 5-kilobase là liền kề trong bộ gen của chủng NPS3121.

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là đánh giá và so sánh hiệu suất của các thuật toán học máy (ML) khác nhau, cụ thể là Mạng Nơron Nhân Tạo (ANN), Máy Học Tăng Cường (ELM) và thuật toán Cây Tăng Cường (Boosted), khi xem xét ảnh hưởng của các tỷ lệ đào tạo đối với kiểm tra trong việc dự đoán độ bền cắt của đất, một trong những tính chất kỹ thuật địa chất quan trọng nhất trong thiết kế và xây dựng công trình. Để thực hiện điều này, một cơ sở dữ liệu gồm 538 mẫu đất thu thập từ dự án nhà máy điện Long Phú 1, Việt Nam, đã được sử dụng để tạo ra các bộ dữ liệu cho quá trình mô hình hóa. Các tỷ lệ khác nhau (tức là 10/90, 20/80, 30/70, 40/60, 50/50, 60/40, 70/30, 80/20, và 90/10) đã được sử dụng để chia bộ dữ liệu thành bộ dữ liệu đào tạo và kiểm tra nhằm đánh giá hiệu suất của các mô hình. Các chỉ số thống kê phổ biến, chẳng hạn như Lỗi Bình Phương Trung Bình (RMSE), Lỗi Tuyệt Đối Trung Bình (MAE) và Hệ Số Tương Quan (R), đã được sử dụng để đánh giá khả năng dự báo của các mô hình dưới các tỷ lệ đào tạo và kiểm tra khác nhau. Ngoài ra, mô phỏng Monte Carlo đã được thực hiện đồng thời để đánh giá hiệu suất của các mô hình đề xuất, có tính đến ảnh hưởng của lấy mẫu ngẫu nhiên. Kết quả cho thấy mặc dù cả ba mô hình ML đều hoạt động tốt, nhưng ANN là mô hình chính xác nhất và ổn định nhất về mặt thống kê sau 1000 lần mô phỏng Monte Carlo (R Trung Bình = 0.9348) so với các mô hình khác như Boosted (R Trung Bình = 0.9192) và ELM (R Trung Bình = 0.8703). Điều tra về hiệu suất của các mô hình cho thấy khả năng dự báo của các mô hình ML bị ảnh hưởng lớn bởi các tỷ lệ đào tạo/kiểm tra, trong đó tỷ lệ 70/30 thể hiện hiệu suất tốt nhất của các mô hình. Một cách ngắn gọn, kết quả được trình bày ở đây thể hiện một cách thức hiệu quả trong việc lựa chọn các tỷ lệ dữ liệu phù hợp và mô hình ML tốt nhất để dự đoán chính xác độ bền cắt của đất, điều này sẽ hữu ích trong các giai đoạn thiết kế và kỹ thuật của các dự án xây dựng.