Hyperbaric oxygen therapy activates CREB/BDNF signaling pathway to reduce synaptic damage in hippocampal neurons of Alzheimer disease mice

AIM To investigate the effect of hyperbaric oxygen (HBO) on synaptic damage of hippocampal neurons in APP/PS1 transgenic (TG) mice and its possible mechanism. METHODS The 6-month-old male APP/PS1 TG mice were randomly divided into TG group, HBO group and cAMP response element binding protein (CREB) inhibitor H89 group, with 10 mice in each group. Ten male wild-type (WT) C57BL/6 mice of the same age were used as negative control group (WT group). The mice in HBO and H89 groups were treated with HBO for 6 cycles, while the mice in WT group and TG group were not treated. The learning and memory abilities were observed by Morris water maze. The nesting ability of the mice was detected by nesting test. The Nissl bodies in hippocampal neurons were observed by Nissl staining. The mRNA expression of CREB and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in hippocampus was detected by real-time PCR. The protein levels of synapsin (SYN), postsynaptic density protein 95 (PSD95), growth-associated protein 43 (GAP43), CREB, phosphorylated CREB (p-CREB) and BDNF in the hippocampus were determined by Western blot. RESULTS Compared with WT group, the learning and memory abilities of the mice in TG group were signilficantly reduced (P<0.05). In addition, the nesting score, the number of Nissl bodies in the hippocampal neurons, the mRNA expression of CREB and BDNF, and the protein levels of SYN, PSD95, GAP43, p-CREB and BDNF were also decreased significantly (P<0.05). Compared with TG group, the learning and memory abilities of the mice in HBO group were improved (P<0.05). Meanwhile, the nesting scores of the mice were significantly increased (P<0.05), the neurons in the hippocampus were arranged neatly, and the number of Nissl bodies, the relative mRNA expression of CREB and BDNF,and the protein levels of SYN, PSD95, GAP43, p-CREB and BDNF were also increased significantly (P<0.05). Compared with HBO group, the mice in H89 group had poor learning and memory abilities, lowered nesting scores and decreased number of Nissl bodies. Futhermore, the relative mRNA expression of CREB and BDNF, and the protein levels of SYN, PSD95, GAP43, p-CREB and BDNF were also decreased significantly (P<0.05). CONCLUSION HBO improves the learning and memory abilities of APP/PS1 TG mice, and its mechanism may be related to activating the CREB/BDNF signaling pathway to reduce synaptic damage of hippocampal neurons in mice.     

露地栽培番茄斑萎病毒病发生流行规律调查及TSWV重要寄主植物监测

为明确云南省昆明市露地栽培条件下番茄斑萎病毒病的发生流行特征,于2014—2015年采用病害系统调查法结合病毒ELISA及RT-PCR检测方法研究露地栽培条件下由番茄斑萎病毒(tomato spotted wilt virus,TSWV)引起的病毒病发生规律及其重要寄主种类,并研究利用防虫网隔离蓟马对番茄斑萎病毒病的防控效果。结果表明:番茄斑萎病毒病在露地番茄主要种植期3—10月普遍发生,番茄苗期和移栽初期是该病毒病防控的关键期,带毒种苗调运是该病毒病的主要传播途径;田间多种茄科和菊科植物是TSWV的重要中间寄主。在田间,菊科寄主植物油麦菜、莴苣、鬼针草、牛膝菊上TSWV的检出率均较高,在42.53%～81.63%之间;茄科寄主植物中辣椒上TSWV的检出率最高,为41.99%,其次为马铃薯,TSWV检出率为27.78%,在番茄上TSWV的检出率为19.02%,因此生产中应对这些TSWV重要中间寄主给予更多关注和防控。应用防虫网能有效隔离蓟马,使番茄斑萎病毒病发病率和病情指数较对照分别降低了6.44个百分点和5.31,可有效降低番茄苗期及定植期斑萎病毒病的发生。     

基于无人机高光谱遥感的柑橘患病植株分类与特征波段提取

目的 结合传统与现代农业病虫害监测的优缺点,探索通过无人机高光谱遥感技术检测出患病的柑橘植株、通过人工田间调查方式判断其患病种类及患病程度的病虫害监测方法。方法 使用无人机获取原始高光谱图像,经过光谱预处理和特征工程后,采用连续投影算法提取对柑橘患病植株分类贡献值最大的特征波长组合,基于全波段使用BP神经网络和XgBoost算法、基于特征波段使用逻辑回归和支持向量机算法,建立分类模型。结果 基于全波段的BP神经网络和XgBoost算法的ROC曲线下面积(Area under curve,AUC)分别为0.883 0和0.912 0,分类准确率均超过95%;提取出698和762 nm的特征波长组合,基于特征波长使用逻辑回归和支持向量机算法建立的分类模型召回率分别达到了93.00%和96.00%。结论 基于特征波长建模在患病样本分类中表现出很高的准确率,证明了特征波长组合的有效性。本研究结果可为柑橘种植园的病虫害监测提供一定的数据和理论支撑。     

新型肥料在辣椒上的肥效试验研究

开展新型肥料及减化肥增有机肥对辣椒产量、品质、土壤的影响试验研究。结果表明,每公顷增施有机肥7 500 kg,化肥比常规施肥量减量30%的处理,均比对应施用单一化学肥料的处理增产,且单果重等产量相关性状均有所增加,亚硝酸盐含量明显降低,维生素C及可溶性蛋白质含量普遍提高。化肥与有机肥协同作用条件下,每公顷全生育期施用芭田复合肥1 260 kg+微生物有机肥7 500 kg的处理其果实性状最优,产量最高,品质较好。单一化肥比较,施用大量元素水溶性肥的处理产量最高;施用中微量元素的处理畸病果率最低;控释肥明显提高果实品质,极大降低亚硝酸盐含量。针对试验后土壤酸化,养分配比不科学问题,建议采用配方施肥方法科学施肥。     

NaCl胁迫对葡萄砧木光合特性与叶绿素荧光参数的影响

为探究葡萄（Vitis sp.）砧木对盐胁迫的响应机制,以耐盐葡萄砧木品种101-14M（V. riparia×V. rupestris）和盐敏感品种188-08（V. berlandieri × V. riparia）的一年生苗为试材,比较研究了0、4、6、8、10 g·kg-1的NaCl胁迫对2种砧木叶片叶绿素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：随着盐浓度升高,净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率显著下降,同时最大荧光产量、最大光化学效率、实际光化学效率和光化学淬灭系数也呈下降趋势,初始荧光产量、非光化学淬灭系数和叶绿素含量表现为先升高后降低。在6 g·kg-1 NaCl胁迫下,188-08光合速率降低主因由气孔限制转向叶绿素限制,并在8 g·kg-1 NaCl胁迫下PSⅡ受到严重损伤;而101-14M叶片在8 g·kg-1盐胁迫下主要因叶绿素限制造成光合受限,并在10 g·kg-1盐胁迫下PSⅡ反应中心遭受损伤。     

深松分层施肥播种对小麦旗叶特征及干物质积累的影响

为了明确深松(深度30 cm)分层(0～15 cm为上层,15～30 cm为下层)施肥播种对小麦花后主要农艺性状、旗叶衰老及产量的影响,2017～2018年小麦季以冀麦585为试验材料,在底肥N、P2O5、K2O施用量均为120 kg/hm2条件下,采用随机区组设计,设4种深松分层施肥方式处理,以常规耕作施肥为对照,研究了不同深松分层施肥方式对小麦农艺性状、生长后期旗叶特征、成熟期干物质积累量、小麦产量及其构成因素的影响。结果表明:总体来看,深松分层施肥处理虽然在中后期延缓叶片衰老方面不及CK,但对改善小麦农艺性状、增加植株干物质积累量均效果较好,能够显著促进单位面积穗数和穗粒数增多,明显提高产量。其中,上层施用磷(P2O5)钾(K2O)肥均45 kg/hm2+下层施用磷钾肥均75 kg/hm2的基础上,仅上层施氮(N)肥120 kg/hm2或者上层施氮45 kg/hm2+下层施氮75 kg/hm2效果均较好,二者产量可以达到8 777.8～8 808.6 kg/hm2且差异不显著,但均显著高于其他2种深松分层施肥方式处理。     

不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响

将石灰、赤泥和高岭土按不同比例混合(施用总量为4500kg hm-2)施加于Cd污染稻田土壤,根据混合比例不同设置CK(常规种植)、T1(1∶7∶4)、T2(3∶5∶4)、T3(4∶4∶4)和T4(6∶2∶4)共5个处理,探究不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响。结果表明:4种混施处理能够显著降低土壤有效态Cd含量,较CK相比依次降低了28.0%、40.9%、43.4%和57.4%。4种混施处理能够不同程度地降低水稻各部位对Cd的吸收累积,籽粒的Cd含量依次降低47.1%、49.2%、55.5%和81.6%,T2、T3和T4处理水稻籽粒中Cd含量达到了食品安全国家标准(G B27622017,Cd≤0.2mg kg-1)。土壤有效态Cd含量与水稻根、茎、叶和籽粒中Cd含量的Pearson相关系数分别为0.826、0.709、0.778和0.532,均达到显著相关。不同处理根系富集系数依次为5.03、1.83、2.22、1.32和0.90,钝化处理显著降低了水稻根系对Cd的富集能力。各处理水稻产量以及籽粒K、Mg元素含量没有显著差异,T1到T4处理Ca元素含量依次增加。综合分析,T4处理对于降低土壤中有效态Cd含量以及水稻籽粒中Cd含量效果最佳,且没有降低水稻产量和与稻米品质密切相关的K、Mg和Ca元素含量。     

长期秸秆还田和地下水位对土壤镉积累及有效性的影响

以1982年开始的长期定位试验为对象,研究了2个地下水位(高水位-20 cm和低水位-80 cm)下3种施肥方式(高量秸秆还田HS、常量秸秆还田MS、化肥CF)对水稻土镉积累及有效性的影响。结果表明:高水位条件下,长期秸秆还田可增加土壤总镉及有效态镉含量,HS和MS处理分别较CF处理提高21.8%、59.9%和9.8%、49.2%。低水位条件下,HS处理土壤总镉及有效态镉含量高于CF处理,较CF处理分别提高11.2%和31.6%; MS处理土壤总镉及有效态镉含量低于CF处理,较CF处理分别下降8.8%和14.3%。2012年,在保证原定位试验有足够重复的前提下,变更高水位条件下的部分试验处理。当HS处理变更为CF处理5 a后,土壤总镉和有效态镉含量分别较变更前下降2.5%和5.7%;CF处理变更为MS处理后,土壤总镉和有效态镉含量分别较变更前增加16.5%和58.9%。相同施肥处理,高水位土壤总镉含量高于低水位土壤。在MS处理下,高水位土壤有效态镉含量也高于低水位土壤,而在HS和CF处理下,低水位土壤有效态镉含量高于高水位土壤。土壤镉含量和土壤基本理化性质的相关分析表明,土壤总镉与土壤有机质、络合态铁含量极显著正相关,与pH显著负相关;土壤有效态镉与土壤pH、游离氧化铁极显著负相关。研究表明,施肥方式和地下水位是通过改变土壤的基本性质影响土壤镉的积累及其有效形态。     

河北二季作区早熟马铃薯品系材料比较试验

为弥补河北二季作区马铃薯种质资源短缺问题,将早熟马铃薯高代品系材料和荷十五(ck)进行品系材料比较试验,调查其农艺性状和产量,为马铃薯选择育种工作提供试验基础和科学依据。结果表明,BFY 38.162、BFY 38.192、BFY 11.11、BFY 6.8、BFY 6.29、BFY 15.4等6个品系材料物候期早,生育期短,农艺性状表现优良,产量方面高于对照品种荷十五,有较好的增产效果,适应性强,可进入下一步区域生产试验。BFY 38.116、BFY 14.6、BFY 7.25、BFY 38.11、BFY 38.169、BFY 7.30、BFY 14.8等7个品系材料在试验中,生长势较弱,产量不理想,在后续试验中,将其淘汰。     

水貂养殖轨道式双排自动饲喂车设计与试验

针对水貂饲喂环节劳动强度大、环境差,水貂饲喂机械化水平不高的问题,设计了一种水貂养殖轨道式双排自动饲喂车,该饲喂车主要包括控制系统、行走系统、输料饲喂系统、饲喂支撑架收展系统。详细分析了饲喂过程中控制系统的控制要求,研究了控制实现方法和动作过程,通过光电传感器与PLC准确控制所有电机的工作状态定位转换,实现饲喂电机工作参数的人机交互调整;设计了导向轮定轨结构,优化缩短了饲料输送管路;模仿人工饲喂时手与手臂的动作形式,设计了自动饲喂投食结构,并进行了机构运动学分析,确定了具体结构及运动参数;设计了饲喂车收展结构,并通过作业条件分析确定了结构参数。样机试验结果表明,自动饲喂车以0.6 m/s速度行进,以预设的200、400、600 g为投喂量,饲喂车实际投喂质量变化范围分别为165～210 g、355～427 g、567～622 g,饲料堆放质量变异系数分别为6.53%、3.78%、2.74%,漏喂率均为0%,满足实际饲喂要求。该自动饲喂车提高了饲喂效率,节约了劳动成本,增加了饲喂车载料量。