The rice straw managements are essential for maintaining soil fertility as well as reducing chemical fertilizer application in paddy field. A field experiment was conducted on moderately well draining alluvial paddy soil to investigate the decomposition pattern of rice straw. The mesh bags containing the rice straw harvested in the previous year were placed at soil surface and buried into around 10cm depth and recovered periodically for determining the straw decomposition. Pot experiments were conducted to investigate the fates of N released from $^{15}$ N-labeled rice straw under different levels of N fertilizer application. The overall decomposition patterns of rice straw were similar for the two incorporation depths in transplanted paddy field. The straw incorporated at transplanting date showed weight loss of about 50%, 70% and 90% after 2 months, 5 months, and 2 years, respectively. The decompositions of straw cell wall components showed somewhat different pattern. The decompositions of cellulose and silica were similar to that of dry weight while the decomposition of lignin was slower than that of cellulose and silica. N was released from rice straw 42% and 65 % of the initial N after one month and after five months, respectively. P release was faster than N release. Recoveries of rice straw-$^{15}$ N by rice plants were 10.2, 13.4 and 14.9% in 0, 120 and 240 mg N pot$^{-1}$ , respectively. Soil recoveries of rice straw $^{15}$ N were 17.3, 20.6 and 18.9% in 0, 120 and 240mg N pot$^{-1}$ , respectively.
We have grown AlN nanorods and AlN films using plasma-assisted molecular beam epitaxy by changing the Al source flux. Plasma-assisted molecular beam epitaxy of AlN was performed on c-plane $Al_2O_3$ substrates with different levels of aluminum (Al) flux but with the same nitrogen flux. Growth behavior of AlN was strongly affected by Al flux, as determined by in-situ reflection high energy electron diffraction. Prior to the growth, nitridation of the $Al_2O_3$ substrate was performed and a two-dimensionally grown AlN layer was formed by the nitridation process, in which the epitaxial relationship was determined to be [11-20]AlN//[10-10]$Al_2O_3$, and [10-10]AlN//[11-20]$Al_2O_3$. In the growth of AlN films after nitridation, vertically aligned nanorod-structured AlN was grown with a growth rate of $1.6{\mu}m/h$, in which the growth direction was <0001>, for low Al flux. However, with high Al flux, Al droplets with diameters of about $8{\mu}m$ were found, which implies an Al-rich growth environment. With moderate Al flux conditions, epitaxial AlN films were grown. Growth was maintained in two-dimensional or three-dimensional growth mode depending on the Al flux during the growth; however, final growth occurred in three-dimensional growth mode. A lowest root mean square roughness of 0.6 nm (for $2{\mu}m{\times}2{\mu}m$ area) was obtained, which indicates a very flat surface.
Cisplatin is one of the most potent chemotherapy agents. However, its use is limited due to its toxicity in normal tissues, including the kidney and ear. In particular, nephrotoxicity induced by cisplatin is closely associated with oxidative stress and inflammation. Heme oxygenase-1(HO-1), the rate-limiting enzyme in the heme metabolism, has been implicated in a various cellular processes, such as inflammatory injury and anti-oxidant/oxidant homeostasis. Capsaicin is reported to have therapeutic potential in cisplatin-induced renal failures. However, the mechanisms underlying its protective effects on cisplatin-induced nephrotoxicity remain largely unknown. Herein, we demonstrated that administration of capsaicin ameliorates cisplatin-induced renal dysfunction by assessing the levels of serum creatinine and blood urea nitrogen (BUN) as well as tissue histology. In addition, capsaicin treatment attenuates the expression of inflammatory mediators and oxidative stress markers for renal damage. We also found that capsaicin induces HO-1 expression in kidney tissues and HK-2 cells. Notably, the protective effects of capsaicin were completely abrogated by treatment with either the HO inhibitor ZnPP IX or HO-1 knockdown in HK-2 cells. These results suggest that capsaicin has protective effects against cisplatin-induced renal dysfunction through induction of HO-1 as well as inhibition oxidative stress and inflammation.
Park, Sang-Hyoun;Jeon, Yubyeol;Talha, Nabeel Abdelbagi Hamad;Yu, Il-Jeoung
한국임상수의학회지
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제36권5호
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pp.259-265
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2019
This study was designed to investigate the effects of alpha-glucosyl rutin (G-rutin) and its comparative effects with other antioxidants (glutathione: GSH, catalase: CATA and beta-mercaptoethanol : ${\beta}ME$) on dog sperm freezing. In the first experiment (E1), the spermatozoa were diluted in freezing extender supplemented with 0 (control), 0.001, 0.01, or 0.1% G-rutin and frozen using liquid nitrogen ($LN_2$). The progressive motility, reactive oxygen species (ROS) level and apoptosis of spermatozoa were assessed after sperm thawing at $37^{\circ}C$ for 25 sec. In the second experiment (E2), 0.1% G-rutin group was compared with 10 mM ${\beta}-ME$, $5{\mu}M$ GSH and $50{\mu}M$ CATA groups by assaying progressive motility, viability and gene expression of Bcl-2 and SMCP after sperm freezing and thawing. In E1, 0.1% G-rutin group showed higher (P < 0.05) post-thaw progressive motility and lower (P < 0.05) ROS levels. In E2, the expressions of SMCP in G-rutin group were higher (P < 0.05) than in CATA group while Bcl-2 expression of G-rutin group was higher (P < 0.05) than ${\beta}-ME$ and CATA groups. However, there were no significant differences in progressive motility and viability. Therefore, we suggest that G-rutin can be used as a potentially antioxidative supplement in dog sperm freezing extender on the basis of gene expression related to motility and apoptosis as well as ROS level.
This study investigated the use of a hydroxyl-radicals-generated microbubble/catalyst (MB/Cat) system for removing organic pollutants, nitrogen, and phosphorous from liquid fertilizer produced by livestock wastewater treatment. Use of the MB/Cat system aims to improve the quality of liquid fertilizer by removing pollutants originally found in the wastewater. In addition, a reduction effect has been reported for antibiotics classified as representative non-biodegradable matter. Samples of liquid fertilizer produced by an aerobic biological reactor for swine wastewater treatment were first analyzed for initial concentrations of pollutants and antibiotics. When the MB/Cat system was applied to the liquid fertilizer, TCOD, TOC, $BOD_5$, and $NH_3-N$, and $PO_4-P$ removal efficiencies were found to be approximately 52%, 51%, 30%, 21%, and 66%, respectively. Additionally, Amoxicillin hydrate was removed by 10%, and Chlortetracycline HCl and Florfenicol were not present at detectable levels These findings confirm that the MB/Cat system can be used with livestock wastewater treatment to improve liquid fertilizer quality and to process wastewater that is safe for agricultural re-use.
To investigate the weathering soil buffering capacities of the artificial acidic precipitation, the weathering soils and their leachate solutions were sampled from the host rocks(granite;GR, rhyolite;RH, gabbro;GA, basalt;BA, two serpentinite;SE1, SE2 and limestone;LI) and analyzed for pH and chemical properties. 1n the soil pH of the GR and RH ,the acidic rocks, were 5.02 and 5.95, respectively. And the GA and BA, basic rocks, were 6.52 and 7.57. The SE1 and SE2 were 8.90 and 8.89. While the LI was 7.84. These results means the typical soil pH properties by host rocks. After the artificial acidic precipitation input 5OOml, the average changes of soil leachate solutions treated by pH levels(pH 5.0, 4.0 and 3.0), were pH 5.73, 5.00 and 4.40. in GR soil, and pH 6.19, 5.99 and 5.57 in RH. GA were pH 6.31, 6.04 and 5.86, BA were pH 7.05, 6.85 and 6.56 and SE1 were pH 8.31, 8.26 and 7.71. SE2 were pH 8.29, 8.24 and 7.96. LI were pH 7.55, 7.46 and 6.79. The soil leachate pHs from volcanic rocks were higher than those from the plutonic rocks and GR soils showed greater response than other soils. With increasing 100ml input-solution, the soil leachate pHs were mainly decreased. Cation concentrations, CEC, EC and total nitrogen concentrations of RH and BA soils, the volcanic rocks, were higher than those of GR and GA soil, the plutonic rocks. On the contrary, Al concentrations of the GR and GA soils were higher than those of RH and BA soils, partly because of high quartz content in GR and Al content in the biotite and plagioclase in GA.
This study was conducted to investigate the effect of cooling systems on reproductive performance, body temperature, blood metabolites, and the intestinal microbiome in early gestating sows exposed to high ambient temperature. In total, 39 pregnant sows (Landrace × Yorkshire; 2 parities) were randomly assigned to and maintained in the following three treatment groups (13 sows per group) over days 0 to 35 of pregnancy: (i) air cooling (AC; 26.87 ± 1.23℃), (ii) water-drip cooling (WC; 28.81 ± 0.91℃), and (iii) a lack of cooling with heat stress (HS; 30.72 ± 0.70℃). Backfat thickness was measured before and after HS. Feces were collected on day 0 and 35 d of the trial for microbiome analysis, whereas blood was taken at day 35 of pregnancy and analyzed. Reproductive performance and physiological responses were identified at day 35. Respiration rate along with rectal and skin temperatures were lower (p < 0.05) in the AC group than in the HS and WC groups. Serum blood urea nitrogen values were increased (p < 0.05) in the WC group compared with those measured in the AC and HS groups. Triiodothyronine was found at greater levels (p < 0.05) in the AC than in the HS group. Reproductive performance was not affected by the cooling systems. At the phylum level, fecal pathogenic Spirochaete and Euryarchaeota were found in higher numbers (p < 0.05) in all groups after HS. Similarly, at the genus level, the amount of Treponema was greater (p < 0.05) in all groups after HS. In conclusion, our results suggest that AC or WC can ameliorate or mitigate the adverse effects of HS on the physiological parameters of pregnant sows reared under high temperatures.
Four Korean native steers ($511{\pm}17.2kg$; $2{\times}2$ replicated crossover design) fitted with duodenal cannulas were used to investigate the influence of oral administration of soluble whey protein (WP; 82.29% crude protein) on ruminal fermentation, gastrointestinal (GI) hormone secretion in the blood, pancreatic ${\alpha}$-amylase activity in the duodenum, and disappearance rate in each segment of the GI tract. Steers were orally fed the basal diet (control; TMR [total mixed ration] 9 kg/d) or the basal diet with enriched WP (400 g/d) for 14 days. The apparent crude protein disappearance rate in the rumen of the WP was higher than in control (p < 0.05). However, no difference between groups was observed in the apparent crude protein disappearance rate in the intestine and the apparent starch disappearance rates in the rumen, GI tract. The level of cholecystokinin, secretin, and ghrelin in serum and pancreatic ${\alpha}$-amylase activity in the duodenum of the WP also did not change. The changes in the level of blood urea nitrogen related to protein metabolism were higher in the WP than in the control (p < 0.05). However, the levels of total protein, lipid, carbohydrate and mineral metabolites did not change. Consequently, we suggest that the oral administration of WP in steers assisted in ruminal fermentation due to the population increase of microbes in the rumen but did not improve the starch digestion rate in the small intestine because GI hormone secretion in the blood and pancreatic ${\alpha}$-amylase activity did not change.
Kim, Eunju;Kim, Seong Bum;Baek, Youl Chang;Kim, Min Seok;Choe, Changyong;Yoo, Jae Gyu;Jung, Younghun;Cho, Ara;Kim, Suhee;Do, Yoon Jung
한국동물위생학회지
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제41권4호
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pp.221-228
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2018
Rumen cannulation is used for nutritional and microbiological research, clinical diagnosis, and rumen component transfaunation. However, the cannulation procedure can affect parameters such as complete blood count findings, serum chemistry, and rumen fluid pH. The objective of this study was to evaluate the health risks related to the rumen cannulation procedure over a 1-month period. We did not identify significant differences in red blood cell numbers or morphologies between pre- and postoperative timepoints. Moreover, no inflammation or infection was detected. Despite the absence of apparent clinical signs after surgery, serum chemistry results revealed changes in blood urea nitrogen levels and the activities of liver enzymes, including aspartate transaminase, lactate dehydrogenase, and creatinine kinase, from postoperative days 1 to 14. Rumen fluid pH, as measured from samples collected via an orogastric tube, was slightly increased after a preoperative fasting period and on postoperative day 1 but decreased thereafter from postoperative day 4, indicating a minor influence of cannulation surgery on ruminal fluid pH. This is the first study to evaluate hematological parameters and rumen pH before and after rumen cannulation surgery in Hanwoo cattle. Further research is required to better elucidate the potential effects of rumen cannulation surgery on animal health.
Pharmacological research on (CHA), a marine-derived quinazolinone alkaloid with significant cytotoxic activity, is restricted by low yields and is a problem that needs to be settled urgently. In this work, the selection of additional nitrogen sources and the optimization of additional concentrations and longer fermentation times using ammonium acetate, were investigated. CHA production was optimized to 62.1 mg/l with the addition of 50 mM ammonium acetate at 120 h of the fermentation in the shaker flask. This feeding strategy significantly increased 3-deoxy-arabino-heptulosonate-7-phosphate synthase activity and transcript levels of critical genes (laeA, dahp, and trpC) in the shikimate pathway compared with the non-treatment group. In addition, the selection of the feeding rate (0.01 and $0.03g/l{\cdot}h$) was investigated in a 5-L bioreactor. As a result, CHA production was increased by 57.9 mg/l with a $0.01g/l{\cdot}h$ ammonium acetate feeding rate. This work shows that the strategy of ammonium acetate supplementation had an effective role in improving CHA production by Aspergillus fumigatus CY018. It also shows that this strategy could serve as an important example of large-scale fermentation of a marine fungus in submerged culture.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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