Nitrogen-inputs regulate microbial functional and genetic resistance and resilience to drying–rewetting cycles, with implications for crop yields

Background and aims The increasing input of anthropogenically-derived nitrogen (N) to ecosystems raises a crucial question: how do N inputs modify the soil microbial stability, and thus affect crop productivity? Methods Soils from an 8-year rice-wheat rotation experiment with increasing N-input rates were subjected to drying–rewetting (DW) cycles for investigating the resistance and resilience of soil functions, in terms of abundances of genes (potential functions) and activities of enzymes (quantifiable functions), to this stress, and particularly the contribution of resistance and resilience on crop production was evaluated. Results Although the DW cycles had a stronger effect compared to N fertilization level, the N input was also important in explaining the variation in the resistance and resilience of functional genes and the activities of enzymes involved in C, N and P cycling. Crop yields benefited from both of high resistance and high resilience of soil microbial functions, though the resistance and resilience of soil enzyme activities exhibited a stronger contribution to crop yields compared to the functional genes and the overall contribution strength was conditioned by N input levels. Conclusions In addition to the well-known direct contribution of N fertilization on crop yields, N input plays an indirect role on crop production via conditioning the resistance and resilience of soil functions in response to repeated DW cycles

Past, present, and future geo-biosphere interactions on the Tibetan Plateau and implications for permafrost

This manuscript resulted from a Workshop in 2019 at the Senckenberg Research Institute and Natural History Museum Frankfurt, Germany, supported by the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (Grant No. XDA20100300). J. Liu also thanks the support of the Henan Provincial Key Laboratory of Hydrosphere and Watershed Water Security. T. Ehlers thanks the California Institute of Technology Moore Distinguished Scholar Program for support in completing this manuscript during a sabbatical. J. Liu and T. Bolch thank the support from the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (grants no. XDA20060402, XDA20100300). We thank the German Science Foundation (DFG) for support of the TiP (Tibetan Plateau: Formation-Climate-Ecoystems) priority research program (SPP-1372) for initiating the collaborations that led to this manuscript.Interactions between the atmosphere, biosphere, cryosphere, hydrosphere, and geosphere are most active in the critical zone, a region extending from the tops of trees to the top of unweathered bedrock. Changes in one or more of these spheres can result in a cascade of changes throughout the system in ways that are often poorly understood. Here we investigate how past and present climate change have impacted permafrost, hydrology, and ecosystems on the Tibetan Plateau. We do this by compiling existing climate, hydrologic, cryosphere, biosphere, and geologic studies documenting change over decadal to glacial-interglacial timescales and longer. Our emphasis is on showing present-day trends in environmental change and how plateau ecosystems have largely flourished under warmer and wetter periods in the geologic past. We identify two future pathways that could lead to either a favorable greening or unfavorable degradation and desiccation of plateau ecosystems. Both paths are plausible given the available evidence. We contend that the key to which pathway future generations experience lies in what, if any, human intervention measures are implemented. We conclude with suggested management strategies that can be implemented to facilitate a future greening of the Tibetan Plateau.Publisher PDFPeer reviewe

Foodborne norovirus outbreak: the role of an asymptomatic food handler

Background: In July 2005 an outbreak of acute gastroenteritis occurred on a residential summer camp in the province of Barcelona (northeast of Spain). Forty-four people were affected among residents and employees. All of them had in common a meal at lunch time on 13 July (paella, round of beef and fruit). The aim of this study was to investigate a foodborne norovirus outbreak that occurred in the residential summer camp and in which the implication of a food handler was demonstrated by laboratory tests. Methods: A retrospective cohort study was designed. Personal or telephone interview was carried out to collect demographic, clinical and microbiological data of the exposed people, as well as food consumption in the suspected lunch. Food handlers of the mentioned summer camp were interviewed. Ten stool samples were requested from symptomatic exposed residents and the three food handlers that prepared the suspected food. Stools were tested for bacteries and noroviruses. Norovirus was detected using RT-PCR and sequence analysis. Attack rate, relative risks (RR) and its 95% confidence intervals (CI) were calculated to assess the association between food consumption and disease. Results: The global attack rate of the outbreak was 55%. The main symptoms were abdominal pain (90%), nausea (85%), vomiting (70%) and diarrhoea (42.5%). The disease remitted in 24-48 hours. Norovirus was detected in seven faecal samples, one of them was from an asymptomatic food handler who had not eaten the suspected food (round of beef), but cooked and served the lunch. Analysis of the two suspected foods isolated no pathogenic bacteria and detected no viruses. Molecular analysis showed that the viral strain was the same in ill patients and in the asymptomatic food handler (genotype GII.2 Melksham-like). Conclusions: In outbreaks of foodborne disease, the search for viruses in affected patients and all food handlers, even in those that are asymptomatic, is essential. Health education of food handlers with respect to hand washing should be promoted

Isolation and Characterization of Intestinal Epithelial Cells from Normal and SIV-Infected Rhesus Macaques

Impairment of intestinal epithelial barriers contributes to the progression of HIV/SIV infection and leads to generalized HIV-induced immune-cell activation during chronic infection. Rhesus macaques are the major animal model for studying HIV pathogenesis. However, detailed characterization of isolated rhesus epithelial cells (ECs) from intestinal tissues is not well defined. It is also not well documented whether isolated ECs had any other cell contaminants from intestinal tissues during the time of processing that might hamper interpretation of EC preparations or cultures. In this study, we identify and characterize ECs based on flow cytometry and immunohistochemistry methods using various enzymatic and mechanical isolation techniques to enrich ECs from intestinal tissues. This study shows that normal healthy ECs differentially express HLA-DR, CD23, CD27, CD90, CD95 and IL-10R markers. Early apoptosis and upregulation of ICAM-1 and HLA-DR in intestinal ECs are thought to be the key features in SIV mediated enteropathy. The data suggest that intestinal ECs might be playing an important role in mucosal immune responses by regulating the expression of different important regulatory and adhesion molecules and their function

Nachbefragung junger Erwachsener, die im Kindesalter wegen schwerer Sprachentwicklungsstörung behandelt worden waren, zur sozialen und beruflichen Integration sowie zur aktuellen sprachlichen Symptomatik

Hintergrund: Kinder mit spezifischen/umschriebenen Sprachentwicklungsstörungen (SSES/USES), die über die Einschulung hinaus bestehen, erleben in der Schule trotz zumindest normaler nonverbaler Intelligenz aufgrund der hohen verbalen Anforderungen oft Probleme. Aktuell besteht wenig Wissen über die sprachliche, soziale und berufliche Entwicklung dieser Kinder. Der Schwerpunkt (SP) Kommunikationsstörungen der HNO-Universitätsmedizin Mainz bietet seit mehr als 40 Jahren eine stationäre Sprachintensivtherapie für Kinder mit SES an. Wir befragten junge Erwachsene, die als Kind wegen SSES im SP Kommunikationsstörungen therapiert wurden, zur weiteren Entwicklung.Material und Methoden: Die Daten von 388 Kindern, welche in den Jahren 1998 bis 2005 wegen einer SSES stationär im SP Kommunikationsstörungen therapiert worden waren, wurden erfasst. Die heute zwischen 18 und 25 Jahre alten jungen Erwachsenen wurden telefonisch kontaktiert und mittels eines strukturierten Interviews zur sozialen und beruflichen Integration sowie Aspekten der sprachlichen Entwicklung befragt.Ergebnisse: Bei 90 der 388 Patienten (Mittelwert 19,58 Jahre, 63 männlich, 27 weiblich) konnte eine vollständige Befragung mittels strukturierter Interviews erfolgen. 60% der Probanden hatten 3 Jahre oder länger logopädische Therapie. Nur 1 ehemaliger Patient (1%) hat keinen Schulabschluss (34% Abitur/Fachabitur, 33% Realschulabschluss, 29% Hauptschulabschluss). 80% gaben an, dass Sprachprobleme kein Hindernis für eine berufliche Anstellung waren, 67% empfanden aktuell keine sprachliche Beeinträchtigung mehr.Diskussion: Die wenigen bisher vorliegenden Studien kamen zu dem Schluss, dass Kinder mit Sprachentwicklungsstörungen in Schulabschlussprüfungen im nationalen Vergleich schlechter abschnitten. Unterschiede in der gesundheitsbezogenen Lebensqualität konnten bei (finnischen) Kindern nicht gefunden werden. Insbesondere die in unserer Untersuchung hohe Anzahl an Probanden mit abgeschlossener Schulausbildung, welche im Vergleich zur gleichaltrigen "Normalbevölkerung" (Nationaler Bildungsbericht 2016) in der Verteilung nur bezüglich des höheren Anteils an Hauptschulabsolventen (29 vs. 18%) differiert, erscheint positiv.Fazit: Durch eine frühe Erkennung und gezielte intensive Therapie von Sprachentwicklungsstörungen im Kindesalter lässt sich die spätere soziale und schulische Entwicklung der Kinder positiv beeinflussen

Nachbefragung junger Erwachsener, die im Kindesalter wegen schwerer Sprachentwicklungsstörung behandelt worden waren, zur sozialen und beruflichen Integration sowie zur aktuellen sprachlichen Symptomatik

Hintergrund: Kinder mit spezifischen/umschriebenen Sprachentwicklungsstörungen (SSES/USES), die über die Einschulung hinaus bestehen, erleben in der Schule trotz zumindest normaler nonverbaler Intelligenz aufgrund der hohen verbalen Anforderungen oft Probleme. Aktuell besteht wenig Wissen über die sprachliche, soziale und berufliche Entwicklung dieser Kinder. Der Schwerpunkt (SP) Kommunikationsstörungen der HNO-Universitätsmedizin Mainz bietet seit mehr als 40 Jahren eine stationäre Sprachintensivtherapie für Kinder mit SES an. Wir befragten junge Erwachsene, die als Kind wegen SSES im SP Kommunikationsstörungen therapiert wurden, zur weiteren Entwicklung.Material und Methoden: Die Daten von 388 Kindern, welche in den Jahren 1998 bis 2005 wegen einer SSES stationär im SP Kommunikationsstörungen therapiert worden waren, wurden erfasst. Die heute zwischen 18 und 25 Jahre alten jungen Erwachsenen wurden telefonisch kontaktiert und mittels eines strukturierten Interviews zur sozialen und beruflichen Integration sowie Aspekten der sprachlichen Entwicklung befragt.Ergebnisse: Bei 90 der 388 Patienten (Mittelwert 19,58 Jahre, 63 männlich, 27 weiblich) konnte eine vollständige Befragung mittels strukturierter Interviews erfolgen. 60% der Probanden hatten 3 Jahre oder länger logopädische Therapie. Nur 1 ehemaliger Patient (1%) hat keinen Schulabschluss (34% Abitur/Fachabitur, 33% Realschulabschluss, 29% Hauptschulabschluss). 80% gaben an, dass Sprachprobleme kein Hindernis für eine berufliche Anstellung waren, 67% empfanden aktuell keine sprachliche Beeinträchtigung mehr.Diskussion: Die wenigen bisher vorliegenden Studien kamen zu dem Schluss, dass Kinder mit Sprachentwicklungsstörungen in Schulabschlussprüfungen im nationalen Vergleich schlechter abschnitten. Unterschiede in der gesundheitsbezogenen Lebensqualität konnten bei (finnischen) Kindern nicht gefunden werden. Insbesondere die in unserer Untersuchung hohe Anzahl an Probanden mit abgeschlossener Schulausbildung, welche im Vergleich zur gleichaltrigen "Normalbevölkerung" (Nationaler Bildungsbericht 2016) in der Verteilung nur bezüglich des höheren Anteils an Hauptschulabsolventen (29 vs. 18%) differiert, erscheint positiv.Fazit: Durch eine frühe Erkennung und gezielte intensive Therapie von Sprachentwicklungsstörungen im Kindesalter lässt sich die spätere soziale und schulische Entwicklung der Kinder positiv beeinflussen