Low sanitary conditions increase energy expenditure for maintenance and decrease incremental protein efficiency in growing pigs

Requirements for energy and particular amino acids (AAs) are known to be influenced by the extent of immune system stimulation. Most studies on this topic use models for immune system stimulation mimicking clinical conditions. Extrapolation to conditions of chronic, low-grade immune system stimulation is difficult. We aimed to quantify differences in maintenance energy requirements and efficiency of energy and protein used for growth (incremental energy and protein efficiency) of pigs kept under low (LSC) or high sanitary conditions (HSC) that were fed either a basal diet or a diet with supplemented AA. Twenty-four groups of six 10-week-old female pigs were kept under either LSC or HSC conditions for 2 weeks and fed a diet supplemented or not with 20% extra methionine, threonine and tryptophan. In week 1, feed was available ad libitum. In week 2, feed supply was restricted to 70% of the realized feed intake (kJ/(kg BW)^0.6 per day) in week 1. After week 2, fasting heat production (FHP) was measured. Energy balances and incremental energy and protein efficiencies were measured and analyzed using a GLM. Low sanitary condition increased FHP of pigs by 55 kJ/(kg BW)^0.6 per day, regardless of diet. Low sanitary condition did not alter the response of faecal energy output to incremental gross energy (GE) intake, but it reduced the incremental response of metabolizable energy intake (12% units), heat production (6% units) and energy retained as protein (6% units) to GE intake, leaving energy retained as fat unaltered. Incremental protein efficiency was reduced in LSC pigs by 20% units. Incremental efficiencies for energy and protein were not affected by dietary AA supplementation. Chronic, low-grade immune stimulation by LSC treatment increases FHP in pigs. Under such conditions, the incremental efficiency of nitrogen utilization for body protein deposition is reduced, but the incremental efficiency of absorbed energy for energy or fat deposition is unaffected.     

全球生物产业发展现状及政策启示

生物经济时代正在引发人类新一波技术和产业革命,并已成为了全球主要发达国家和新兴经济体抢占的制高点。文中从生物医药产业、转基因作物种植产业、生物能源产业以及生物基化学品产业4个角度分析了全球生物产业发展的时空特征,概括总结了全球生物产业发展的主要特点,并进一步针对我国生物产业发展中存在的瓶颈问题提出政策建议,对我国生物经济的未来发展具有指导意义。     

基于乡土生态学知识理念设计濒危动物种群现状快速评估问卷——以极度濒危动物中华穿山甲为例

科学合理地制订濒危动物保护行动计划需要进行种群现状评估。问卷调查是基于受访者的乡土生态学知识的了解,用于广泛收集濒危动物种群现状评估数据的一种方法,具有经济、实用、快速的特点。本文基于濒危动物种群现状快速评估的需要,以极度濒危动物中华穿山甲Manis pentadactyla为例开发调查问卷。问卷由基本信息、引导语、受访者意愿、受访者动物辨别能力、受访者信息、补充问题和种群评估问题组成,其中设计了17个与种群评估有关的问题,包含地理分布、种群数量、栖息地分布、动物受胁因素、栖息地受胁因素、保护教育和社会经济状况。此问卷及问卷设计的思路与原则,能为其他濒危动物调查问卷的开发提供参考。     

葡萄花翅小卷蛾抗药性研究进展

葡萄花翅小卷蛾是葡萄上的重要害虫,具有多食性、多化性等生物学特点,抗逆能力极强。该虫起源于欧洲,现已入侵全球多个国家。葡萄花翅小卷蛾主要以幼虫取食葡萄花序、幼果和成熟果实,给葡萄生产造成重大损失;其危害有利于真菌的侵入,导致灰霉病、白粉病等病害大量发生,从而造成葡萄腐烂。由于该虫入侵风险极高,已被我国列为重要的进境检疫性有害生物。国外对葡萄花翅小卷蛾的防治主要采用化学杀虫剂,由于长期大量且不合理地使用化学杀虫剂,葡萄花翅小卷蛾已对多种不同类型的杀虫剂产生了抗药性。本研究总结了葡萄花翅小卷蛾的抗性测定方法、抗性现状及其抗性机理,同时结合国外葡萄花翅小卷蛾抗性和防治相关研究,提出该虫抗性治理策略,并对我国预防该虫的入侵提出建议。     

褐飞虱体内共生菌多样性研究进展

褐飞虱体内存在大量的共生菌,这些共生菌不但具有种类多样性,同时在对寄主的功能上也存在多样性。目前利用分子生物学手段以及高通量测序技术鉴定得到的测序丰度大于0.1%的共生真菌和共生细菌种类分属19和53个不同的属。由于技术的局限性和共生菌难以离体培养的特性,仍有相当部分共生菌分类地位尚未明确。共生菌在褐飞虱的生长、发育、繁殖、营养代谢、抗性变异以及免疫功能等生命活动中起着至关重要的作用,种类丰富的共生菌发挥着不同的功能。共生真菌主要参与固醇类物质和必需氨基酸的合成,而共生细菌则主要参与维生素的合成。共生菌在褐飞虱致害性变异、抗药性发展以及对宿主的繁殖等方面也都产生了重要的影响,但是具体的分子机制尚未明确。本文针对褐飞虱体内共生菌多样性研究概况进行综述,并对今后的研究侧重点提出了建议,后续研究可以聚焦于: (1)共生菌种类的鉴定;(2)特定、单一种类共生菌的功能;(3)共生菌在褐飞虱体内各组织间的扩散途径、扩散种类和调控机制;(4)以共生菌为靶标进行褐飞虱的防治等。     

大尺度陆地生态系统状态变化及其资源环境效应的立体化协同联网观测

环境变化和人类活动的双重驱动正在快速地改变地球生态系统状态,呈现出了众多级联的资源环境问题,生态系统的状态变化和时空演变驱动因素以及相应的资源环境效应是大尺度陆地生态系统科学研究的永恒主题。观测和评估生态系统状态变化,发现和理解生态系统响应机制,认知和描述生态系统演变规律,预测和预警生态系统演变趋势,都依赖于大陆及全球尺度的分布式协同观测研究网络。本研究以服务大陆尺度生态系统科学研究、支撑区域生态环境治理为目标,围绕生态系统状态变化及资源环境效应科学问题,综合分析了现有生态环境观测研究网络现状,明确提出了生态系统观测研究站及其网络的发展方向,进而提出了发展“多要素-多界面-多介质-多过程-多尺度-多方法”的联网协同观测体系,构建“高新技术集成化-区域分布网络化-网络管理智能化-观测实验长期化-模型模拟多功能化-数据集成和资源共享远程化”的新一代大陆尺度生态系统观测实验研究网络的设想,并进一步阐述了该研究网络的功能定位、设计理念、设计方案、建设目标和技术体系,以期为我国陆地生态系统观测研究网络的发展提供借鉴与参考。     

我国古树资源的生存现状评估及威胁因素分析

古树是生态系统的组成部分,具有重要的生态功能和丰富的遗传多样性。为加强古树的科学保护和管理,本文分析了我国古树资源的分布、生存和保护现状以及受威胁因素。结果表明: 我国古树共记录1066万株,其中内蒙古自治区和云南省均超过100万株。分析全国102个县级地区的44万株古树的生长现状,发现有94.3%的古树生长良好,5.5%生长衰弱或濒危,0.2%已经死亡。古树受威胁因素主要有高温、干旱、火灾等自然灾害,以及城市化和土地利用、病虫害和乱砍偷盗等。病虫害的威胁最严重,有83个地区(81.4%)受病虫害威胁严重;其次是自然灾害的威胁,有68个地区(66.7%)发生过自然灾害。大部分古树(89%)分布在农村等偏远地区,缺乏有效的保护措施。可以利用无人机等新技术监测古树生长状态,加强病虫害防治和规避自然灾害,并建立古树资源数据库实现信息及时更新共享,避免偷盗砍伐。     

华北平原山药主产区土壤肥力和养分平衡现状及环境风险评价

以华北平原山药主产区为研究区域,通过实地调研、跟踪监测的方法,对山药田肥力现状和施肥现状进行分析,并利用农田养分输入输出模型解析山药田土壤养分平衡状况,同时对山药种植体系的环境风险进行综合评价。结果表明: 1)山药田土壤有机质、全氮含量等级为极低水平,有效磷和有效锌含量为偏低水平,硝态氮、有效铜含量为中等水平,缓效钾、交换性钙、交换性镁、有效硫含量均达极高水平,速效钾、有效铁、有效锰含量则为高水平;2)山药全生育期氮(N)、磷(P₂O₅)、钾(K₂O)养分投入量分别为575～943、341～981、655～1219 kg·hm^-2,其中化肥氮(N)、磷(P₂O₅)、钾(K₂O)投入占比分别高达83.0%、88.6%、91.3%,重无机轻有机以及养分投入过量和失衡问题突出;3)山药种植体系土壤氮、磷、钾盈余量分别达271.14、466.34、739.97 kg·hm^-2,盈余率分别达48.7%、258.1%、324.5%,氮、磷、钾盈余量均超出环境安全阈值,分别属于中度风险、严重风险和严重风险等级。山药生产中化肥的投入对环境造成的风险总体上达到了重度风险等级。     

心肺运动试验（CPET）精准预测功能状态良好的肺切除手术患者的术后并发症风险*

目的: 探讨以术前心肺运动试验（CPET）指标精准预测胸腔镜肺切除术后并发症风险的价值。方法: 选取448例患者术前完成含静态肺功能检查（PFT）的CPET,术后随访至出院,以有无并发症分组：418例无并发症、30例有并发症(含1例死亡)。计算峰值摄氧量 （Peak VO2）等核心指标,比较两亚组的异同,选取其预测风险的最佳分切值和危险系数（OR）。结果: ①本研究患者男184/女264例,年龄（54±12,16~79）岁,吸烟85例、淋巴结转移23例、高血压68例、糖尿病45例;Peak VO2和峰值负荷功率（Peak Work Rate）分别为（93.31±17.73,44~158）%pred和（99.70±22.93,53~179） %pred;用力肺活量（FVC）、最大肺活量（VC）和第一秒用力呼气容积（FEV₁）占用力肺活量比值（FEV₁/FVC）分别为（99.46±15.60,42~150）%pred、（101.58±15.77,44~148）%pred和（98.36±9.27,52~134）%pred。2性别、年龄、吸烟史、淋巴结转移及核心指标的Peak VO2（%pred）、Peak Work Rate（%pred）、FVC、VC、静息收缩压 （Rest SBP）和峰值收缩压（Peak SBP）均有显著差异（P<0.01）;Peak VO₂ （ml/（min·kg））、峰值氧脉搏（Peak VO₂/HR,%pred）、二氧化碳排出通气斜率（VE/VCO₂ Slope）、无氧阈时二氧化碳排出通气比值（VE/VCO₂@AT）、峰值心率（Peak HR,bpm）、呼吸交换率（RER）、FEV₁和空腹血糖也有差异（P<0.05）;其它指标无差异。③分切点为Rest SBP（140 mmHg）和FEV₁（80%pred）的OR分别为4.24和3.72 （P<0.01）;而Peak VO₂（80%pred）、Peak SBP（180 mmHg）、Peak VO₂ （20 ml/（min·kg））和VE/VCO₂ Slope（30）的OR分别为2.66、2.62、2.43和2.12 （P<0.05）。结论: 功能状态好的肺切除手术患者,术前CPET核心指标能精准预测术后并发症的风险,值得深入研究。