A single polyploidization event at the origin of the tetraploid genome of Coffea arabica is responsible for the extremely low genetic variation in wild and cultivated germplasm

The genome of the allotetraploid species Coffea arabica L. was sequenced to assemble independently the two component subgenomes (putatively deriving from C. canephora and C. eugenioides) and to perform a genome-wide analysis of the genetic diversity in cultivated coffee germplasm and in wild populations growing in the center of origin of the species. We assembled a total length of 1.536 Gbp, 444 Mb and 527 Mb of which were assigned to the canephora and eugenioides subgenomes, respectively, and predicted 46,562 gene models, 21,254 and 22,888 of which were assigned to the canephora and to the eugeniodes subgenome, respectively. Through a genome-wide SNP genotyping of 736 C. arabica accessions, we analyzed the genetic diversity in the species and its relationship with geographic distribution and historical records. We observed a weak population structure due to low-frequency derived alleles and highly negative values of Taijma's D, suggesting a recent and severe bottleneck, most likely resulting from a single event of polyploidization, not only for the cultivated germplasm but also for the entire species. This conclusion is strongly supported by forward simulations of mutation accumulation. However, PCA revealed a cline of genetic diversity reflecting a west-to-east geographical distribution from the center of origin in East Africa to the Arabian Peninsula. The extremely low levels of variation observed in the species, as a consequence of the polyploidization event, make the exploitation of diversity within the species for breeding purposes less interesting than in most crop species and stress the need for introgression of new variability from the diploid progenitors

The Rapidly Flaring Afterglow of the Very Bright and Energetic GRB 070125

We report on multi-wavelength observations, ranging from the X-ray to radio wave bands, of the IPN-localized gamma-ray burst GRB 070125. Spectroscopic observations reveal the presence of absorption lines due to O I, Si II, and C IV, implying a likely redshift of z = 1.547. The well-sampled light curves, in particular from 0.5 to 4 days after the burst, suggest a jet break at 3.7 days, corresponding to a jet opening angle of ~7.0 degrees, and implying an intrinsic GRB energy in the 1 - 10,000 keV band of around E = (6.3 - 6.9)x 10^(51) erg (based on the fluences measured by the gamma-ray detectors of the IPN network). GRB 070125 is among the brightest afterglows observed to date. The spectral energy distribution implies a host extinction of Av < 0.9 mag. Two rebrightening episodes are observed, one with excellent time coverage, showing an increase in flux of 56% in ~8000 seconds. The evolution of the afterglow light curve is achromatic at all times. Late-time observations of the afterglow do not show evidence for emission from an underlying host galaxy or supernova. Any host galaxy would be subluminous, consistent with current GRB host-galaxy samples. Evidence for strong Mg II absorption features is not found, which is perhaps surprising in view of the relatively high redshift of this burst and the high likelihood for such features along GRB-selected lines of sight.Comment: 50 pages, 9 figures, 5 tables Accepted to the Astrophysical Journa

Simulazione della propagazione del pacchetto di elettroni in una streak-camera ultra veloce

Il lavoro contenuto in questa tesi è volto a fornire le linee guida per la progettazione di una streak camera. Tramite simulazioni, sviluppate con il programma Simion 3-D, è stato possibile determinare quali parametri influenzino maggiormente le performance di questo strumento e, poiché lâ evoluzione del pacchetto di elettroni allâ interno del canale di una streak camera è influenzata da vari e molteplici fattori, le simulazioni sono organizzate per ottenere lâ andamento delle dimensioni e delle caratteristiche del fascio in funzione di ciascuno di questi parametri ed in ognuna delle regioni del canale. Eâ stata simulata la propagazione degli elettroni sotto lâ effetto dellâ accelerazione della griglia e poi sotto lâ effetto focalizzante delle lenti elettrostatiche, prendendo in considerazione gli effetti della carica spaziale, della distribuzione di energia, angolare e temporale dei foto-elettroni e le caratteristiche geometriche e costruttive del sistema fotocatodo-griglia e del sistema di focheggiamento. Ciascun passaggio dellâ impulso luminoso, prima, e dei foto-elettroni, dopo, è stato analizzato e studiato a fondo per arrivare allâ elaborazione di un prototipo di streak camera per il progetto FASTEST-CAM. Questo rivelatore sarà capace di misurare lâ andamento dellâ intensità , verso il tempo oppure verso lo spazio, di fenomeni ultraveloci con una risoluzione temporale che si suppone possa essere di 200fs. Tra le possibili applicazioni di questa streak camera, ci sarà lo studio della radiazione proveniente dallâ interazione dei progetti PLASMONX (PLasma Acceleration at Sparc and MONochromatic X-ray generation project) e SPARC (Sorgente Pulsata Auto-amplificata di Radiazione Coerente): impulsi laser e pacchetti di elettroni di alta brillanza, sincronizzati fra loro, potranno interagire consentendo di realizzare esperimenti di accelerazione a plasma e sorgenti X-gamma basate sullo scattering Thomson.This research study aims at providing the guidelines to design a streak camera. Through simulations, developed with the software Simion 3-D, the parameters that most influence this tool were determined. Furthermore, since the evolution of the electron bunch inside a streak camera is influenced by numerous factors, the simulations were organized in order to obtain the trend of the dimensions and characteristics of the bunch according to the function of each parameter and in each part of such tool. The propagation of photo-electrons under the effect of the extraction mesh and later under the focusing electrostatic lens effect was simulated taking into consideration the effects of space-charge, of energy, angular and temporal initial distributions of photo-electrons and the geometrical and constructive characteristics of the photocathode-to-mesh and lens focusing systems. Each passage of light pulse, first, and of photo-electrons, later, was analyzed and carefully investigated in order to elaborate a streak camera prototype for the FASTEST-CAM project. Such detector shall be able to measure the intensity versus time or space, of ultrafast phenomena with a temporal resolution that presumably amounts to 200fs. Among the various uses of this streak camera, there will be the analysis of the radiation coming from the interaction of PLASMONX (PLasma Acceleration at Sparc and MONochromatic X-ray generation project) and SPARC (Sorgente Pulsata Auto-amplificata di Radiazione Coerente) projects: synchronised ultraintense laser pulses and high-quality electron bunches, might interact thus giving the opportunity to explore Thomson scattering physics and applications

Simulazione della propagazione del pacchetto di elettroni in una streak-camera ultra veloce

Il lavoro contenuto in questa tesi è volto a fornire le linee guida per la progettazione di una streak camera. Tramite simulazioni, sviluppate con il programma Simion 3-D, è stato possibile determinare quali parametri influenzino maggiormente le performance di questo strumento e, poiché lâ evoluzione del pacchetto di elettroni allâ interno del canale di una streak camera è influenzata da vari e molteplici fattori, le simulazioni sono organizzate per ottenere lâ andamento delle dimensioni e delle caratteristiche del fascio in funzione di ciascuno di questi parametri ed in ognuna delle regioni del canale. Eâ stata simulata la propagazione degli elettroni sotto lâ effetto dellâ accelerazione della griglia e poi sotto lâ effetto focalizzante delle lenti elettrostatiche, prendendo in considerazione gli effetti della carica spaziale, della distribuzione di energia, angolare e temporale dei foto-elettroni e le caratteristiche geometriche e costruttive del sistema fotocatodo-griglia e del sistema di focheggiamento. Ciascun passaggio dellâ impulso luminoso, prima, e dei foto-elettroni, dopo, è stato analizzato e studiato a fondo per arrivare allâ elaborazione di un prototipo di streak camera per il progetto FASTEST-CAM. Questo rivelatore sarà capace di misurare lâ andamento dellâ intensità , verso il tempo oppure verso lo spazio, di fenomeni ultraveloci con una risoluzione temporale che si suppone possa essere di 200fs. Tra le possibili applicazioni di questa streak camera, ci sarà lo studio della radiazione proveniente dallâ interazione dei progetti PLASMONX (PLasma Acceleration at Sparc and MONochromatic X-ray generation project) e SPARC (Sorgente Pulsata Auto-amplificata di Radiazione Coerente): impulsi laser e pacchetti di elettroni di alta brillanza, sincronizzati fra loro, potranno interagire consentendo di realizzare esperimenti di accelerazione a plasma e sorgenti X-gamma basate sullo scattering Thomson.This research study aims at providing the guidelines to design a streak camera. Through simulations, developed with the software Simion 3-D, the parameters that most influence this tool were determined. Furthermore, since the evolution of the electron bunch inside a streak camera is influenced by numerous factors, the simulations were organized in order to obtain the trend of the dimensions and characteristics of the bunch according to the function of each parameter and in each part of such tool. The propagation of photo-electrons under the effect of the extraction mesh and later under the focusing electrostatic lens effect was simulated taking into consideration the effects of space-charge, of energy, angular and temporal initial distributions of photo-electrons and the geometrical and constructive characteristics of the photocathode-to-mesh and lens focusing systems. Each passage of light pulse, first, and of photo-electrons, later, was analyzed and carefully investigated in order to elaborate a streak camera prototype for the FASTEST-CAM project. Such detector shall be able to measure the intensity versus time or space, of ultrafast phenomena with a temporal resolution that presumably amounts to 200fs. Among the various uses of this streak camera, there will be the analysis of the radiation coming from the interaction of PLASMONX (PLasma Acceleration at Sparc and MONochromatic X-ray generation project) and SPARC (Sorgente Pulsata Auto-amplificata di Radiazione Coerente) projects: synchronised ultraintense laser pulses and high-quality electron bunches, might interact thus giving the opportunity to explore Thomson scattering physics and applications