Farm Families Alive and Well, June 2014, Vol. 20, no. 3

News from Iowa’s Center for Agricultural Safety and Health (I-CASH)

Quaternary coral reef refugia preserved fish diversity.

The most prominent pattern in global marine biogeography is the biodiversity peak in the Indo-Australian Archipelago. Yet the processes that underpin this pattern are still actively debated. By reconstructing global marine paleoenvironments over the past 3 million years on the basis of sediment cores, we assessed the extent to which Quaternary climate fluctuations can explain global variation in current reef fish richness. Comparing global historical coral reef habitat availability with the present-day distribution of 6316 reef fish species, we find that distance from stable coral reef habitats during historical periods of habitat loss explains 62% of the variation in fish richness, outweighing present-day environmental factors. Our results highlight the importance of habitat persistence during periods of climate change for preserving marine biodiversity.

Fish Glucose Transporter (GLUT)-4 Differs from Rat GLUT4 in Its Traffic Characteristics but Can Translocate to the Cell Surface in Response to Insulin in Skeletal Muscle Cells

In mammals, glucose transporter (GLUT)-4 plays an important role in glucose homeostasis mediating insulin action to increase glucose uptake in insulin-responsive tissues. In the basal state, GLUT4 is located in intracellular compartments and upon insulin stimulation is recruited to the plasma membrane, allowing glucose entry into the cell. Compared with mammals, fish are less efficient restoring plasma glucose after dietary or exogenous glucose administration. Recently our group cloned a GLUT4-homolog in skeletal muscle from brown trout (btGLUT4) that differs in protein motifs believed to be important for endocytosis and sorting of mammalian GLUT4. To study the traffic of btGLUT4, we generated a stable L6 muscle cell line overexpressing myc-tagged btGLUT4 (btGLUT4myc). Insulin stimulated btGLUT4myc recruitment to the cell surface, although to a lesser extent than rat-GLUT4myc, and enhanced glucose uptake. Interestingly, btGLUT4myc showed a higher steady-state level at the cell surface under basal conditions than rat-GLUT4myc due to a higher rate of recycling of btGLUT4myc and not to a slower endocytic rate, compared with rat-GLUT4myc. Furthermore, unlike rat-GLUT4myc, btGLUT4myc had a diffuse distribution throughout the cytoplasm of L6 myoblasts. In primary brown trout skeletal muscle cells, insulin also promoted the translocation of endogenous btGLUT4 to the plasma membrane and enhanced glucose transport. Moreover, btGLUT4 exhibited a diffuse intracellular localization in unstimulated trout myocytes. Our data suggest that btGLUT4 is subjected to a different intracellular traffic from rat-GLUT4 and may explain the relative glucose intolerance observed in fish.

Farm Families Alive and Well, September 2014, Vol. 20, no. 4

News from Iowa’s Center for Agricultural Safety and Health (I-CASH)

Spermiogenesis and spermatozoon ultrastructure of the bothriocephalidean cestode Clestobothrium crassiceps (Rudolphi, 1819), a parasite of the teleost fish Merluccius merluccius (Gadiformes: Merlucciidae)

Spermiogenesis and the ultrastructure of the spermatozoon of the bothriocephalidean cestode Clestobothrium crassiceps (Rudolphi, 1819), a parasite of the teleost fish Merluccius merluccius (Linnaeus, 1758), have been studied by means of transmission electron microscopy. Spermiogenesis involves firstly the formation of a differentiation zone. It is characterized by the presence of two centrioles associated with striated rootlets, an intercentriolar body and an electron-dense material in the apical region of this zone. Later, two flagella develop from the centrioles, growing orthogonally in relation to the median cytoplasmic process. Flagella then undergo a rotation of 90° until they become parallel to the median cytoplasmic process, followed by the proximodistal fusion of the flagella with the median cytoplasmic process. The nucleus elongates and afterwards it migrates along the spermatid body. Spermiogenesis finishes with the appearance of the apical cone surrounded by the single helical crested body at the base of the spermatid. Finally, the narrowing of the ring of arched membranes detaches the fully formed spermatozoon. The mature spermatozoon of C. crassiceps is filiform and contains two axonemes of the 9 + '1' trepaxonematan pattern, a parallel nucleus, parallel cortical microtubules, and electron-dense granules of glycogen. The anterior extremity of the gamete exhibits a short electron-dense apical cone and one crested body, which turns once around the sperm cell. The first axoneme is surrounded by a ring of thick cortical microtubules that persist until the appearance of the second axoneme. Later, these thick cortical microtubules disappear and thus, the mature spermatozoon exhibits two bundles of thin cortical microtubules. The posterior extremity of the male gamete presents only the nucleus. Results are discussed and compared particularly with the available ultrastructural data on the former 'pseudophyllideans'. Two differences can be established between spermatozoa of Bothriocephalidea and Diphyllobothriidea, the type of spermatozoon (II vs I) and the presence/absence of the ring of cortical microtubules.

Farm Families Alive and Well, December 2012, Vol. 19, no.1

News from Iowa’s Center for Agricultural Safety and Health (I-CASH)

Farm Families Alive and Well, December 2014, Vol. 21, no. 1

News from Iowa’s Center for Agricultural Safety and Health (I-CASH)

Intravenous fish oil blunts the physiological response to endotoxin in healthy subjects

Résumé L'administration par voie orale d'acides gras polyinsaturés de type ω-3 contenus dans l'huile de poisson exerce des effets bénéfiques sur la réponse métabolique et inflammatoire chez des sujets sains soumis à une injection d'endotoxine. Ce modèle expérimental a été validé pour l'investigation clinique. Il simule un sepsis et induit une réponse comparable à un état grippal, accompagné de modifications métaboliques et inflammatoires. L'objectif de cette étude est de déterminer les effets de l'huile de poisson administré par voie intraveineuse sur la réponse à l'endotoxine chez le sujet sain. L'hypothèse est qu'il sera possible de réduire le temps de latence en comparaison avec la voie orale. Pour ce faire, nous avons inclut dans une étude prospective randomisée 16 volontaires sains âgés de 16 à 35 ans et les avons répartis en 2 groupes : l'un recevant une émulsion lipidique contenant les acides gras polyinsaturés EPA et DHA et l'autre, sans traitement, constituant le groupe contrôle. Huit sujets reçoivent une perfusion continue de 0.5g/kg d'huile de poisson durant 6h, 48h et 24h avant la journée test. Lors de cette journée test, tous les volontaires ont reçu une dose d'endotoxine (2mg/kg) au temps t0. Les paramètres vitaux sont monitorés et enregistrés : fréquence cardiaque, respiratoire, pression artérielle, saturation artérielle en oxygène, ainsi que température. Des prises de sang sont effectuées à intervalles réguliers pour déterminer 1) l'incorporation membranaire des thrombocytes en EPA et DHA ; 2) le taux plasmatique d'hormones (insulin, glucagon, cortisol, ACTH et catécholamines), de marqueurs inflammatoires (TNF-α, IL-6, hsCRP), ainsi que de substrats énergétiques (glucose, lactate, acides gras libres et triglycérides). La dépense énergétique est déterminée par calorimétrie indirecte. L'analyse statistique est effectuée par analyse de variance (ANOVA). Les résultats montrent une incorporation significative de EPA et DHA au niveau membranaire des thrombocytes. L'huile de poisson induit une atténuation significative de la réponse neuro-endocrinienne et inflammatoire en réponse à l'injection d'endotoxine avec diminution de la fièvre (-0.7°C), ainsi que du taux plasmatique ,d'ACTH (-68%), TNF-α (-63%) et de noradrénaline (-%) dans le groupe huile de poisson. En conclusion, cette étude montre que la supplémentation de 2 doses d'huile de poisson par voie intraveineuse modifie la composition phospholipidique des membranes des thrombocytes et diminue la réaction inflammatoire et neuroendocrinienne en réponse à l'endotoxine. Ces résultats positifs ouvrent la perspective d'une supplémentation parentérale préopératoire en acides gras polyinsaturés ω-3 pour diminuer le stress lié à la chirurgie majeure.

Issue review : proposed sale of state farm ground.

This issue review provides an update on the proposed sale of state land as defined in Senate File 2088, Government Reorganization and Efficiency Act, section 8.

Yield and performance of sugarcane in on-farm interface with rubber in Brazil

Agroforestry systems are indicated as an alternative for sugarcane (Saccharum officinarum) cultivation in Piracicaba, SP, Brazil, however there are not many field experiments on plant performance under these conditions in the world. The objective of this work was to assess crop yield and partitioning in a sugarcane-rubber (Hevea brasiliensis) interface in on-farm conditions. The availability of irradiance for the crop along the interface was simulated and its effe ct over sugarcane dry matter production was tested. Crop yield was negatively affected by distance of the trees, but development and sucrose were not affected. Above ground dry matter increased from 16.6 to 51.5 t ha-1 from trees. Partitioning did not have a defined standard, as harvest index increased from 0.85 to 0.93, but specific leaf area was not significant along the transect, ranging from 13.48 to 15.73 m² kg-1. Light is the main factor of competition between the trees and the crop, but the relative importance of below ground interactions increases closer to the trees. Feasibility of the system depends on maturity of the trees and management strategies.

Indexes of prices received by Iowa farmers for farm commodities.

The Iowa Crop and Livestock Report

Blunting the response to endotoxin in healthy sujects : effects of various dose of intravenous fish oil

Enjeux et contexte La recherche de cette dernière décennie sur les acides gras n-3 PUFA contenus dans l'huile de poisson a montré que ceux-ci, et particulièrement l'ΕΡΑ et le DHA, avaient des propriétés anti¬inflammatoires et anti arythmiques puissantes, potentiellement utiles chez les septiques et « cardiaques ». Les mécanismes sous-jacents sont nombreux, incluant l'incorporation des acides gras dans les membranes de phopholipides, la réduction de la production de médiateurs pro-inflammatoires (prostaglandines, leukotrienes, thromboxane), l'augmentation de la production de résolvines et protectines dérivées du DHA, et la régulation de voies de signalisation cellulaire. Cependant, les doses de n-3 PUFA utilisées dans les études cliniques et chez le sujet sain avant le travail de Yann-Karim Pittet étaient nettement supérieures aux doses nutritionnelles de l'ordre de 5-8 g/j par voie orale ou 1 g/kg par voie intraveineuse. De plus, la voie entérale avait la réputation de nécessiter plusieurs jours à semaines de traitement avant d'aboutir à une incorporation d'acides gras membranaire suffisante pour avoir un impact clinique; quant au temps minimal requis pour obtenir cet effet par voie IV, il était inconnu. Depuis, le développement d'émulsions lipidiques intraveineuses destinées à la nutrition parentérale a permis d'imaginer l'administration de prétraitements IV rapides. Pour les étudier, notre laboratoire a développé un modèle d'endotoxine (LPS d'E.Coli) qui mime les réponses physiologique, endocrinienne et biologique du sepsis chez le sujet sain, utilisant des doses de 2 ng/kg IV. Les réponses sont totalement réversibles en 8 heures. Dans le but de réduire à la fois la dose de lipides et le temps de perfusion, ce travail a étudié l'influence de 3 doses dégressives de n-3 PUFA sur les réponses à l'endotoxine, et sur l'incorporation membranaire de ces acides gras. Méthodes Etude prospective chez 3 groupes consécutifs de sujets sains soumis à un challenge d'endotoxine. Intervention : perfusions d'huile de poisson (0.5 et 0.2 g/kg de n-3 PUFA, Omegaven® 10%) ou placebo, administrées en 3 heures ou en 1 heure, soit le jour avant ou le jour-même du test d'endotoxine. Mesures : variables physiologiques (T°, fc, tension artérielle, calorimétrie indirecte) Laboratoire - prises de sang à T0, 60, 120 et 360 min après l'injection de LPS: TNF-α, hs-CRP, hormones de stress, composition en acides gras des membranes plaquettaires. Statistiques Les résultats ont été rapportés en moyennes et écarts types. Des aires sous la courbe (AUC) ont été calculées avec la méthode des parallélépipèdes pour toutes les variables déterminées de manière répétée. L'effet du temps a été exploré par des two-way ANOVA pour mesures répétées. Les comparaisons post-hoc ont été réalisées avec des tests de Dunnett's ou de Scheffe. Les modifications de composition membranaires ainsi que les AUC ont été analysées par des tests non-paramétriques (Kruskal-Wallis). Résultats Après LPS, la température, les concentrations d'ACTH et TNF-α ont augmenté dans les 3 groupes. Ces réponse ont été significativement atténuées (p<0.0001) par l'huile de poisson comparé à ce que nous avions observé dans le groupe contrôle de Pluess et al (ICM 2007). Les concentrations les plus faibles d'ACTH, de TNF-α, et les AUC les plus basses des températures, ont été observées après une dose unique de 0.2 g/kg de n-3 PUFA administrée 1 heure avant le LPS. Par contre, l'incorporation membranaire d'EPA est dose-dépendante. Conclusions Sachant que la réponse à l'endotoxine est reproductible, cette étude montre que 3 doses différentes d'huile de poisson atténuent de manière différente cette réponse. La perfusion de 0.2 g/kg administrée juste avant l'endotoxine s'est avérée la plus efficace à atténuer la réponse fébrile, les cytokines et les hormones de stress, suggérant une capture de l'endotoxine par l'émulsion lipidique qui se surajoute aux effets systémiques et membranaires.

Fish passage assessment at the most downstream barrier of the Ebro River (NE Iberian Peninsula)

Fish passage at artificial barriers is necessary for the conservation of healthy fish stocks. The first barrier that migratory fish encounter when ascending the Ebro River is the Xerta Weir, where a pool-type fishway was constructed in 2008. From 2007 to 2010, boat electrofishing surveys were conducted in the Ebro River downstream of the Xerta Weir to assess the potential pool of species that could use the fishway. Nine native and 12 exotic species were captured, the latter comprising 62 % of the relative abundance and 70 % of the biomass. A combination of video recording, electrofishing and trapping was used to assess the effectiveness of the fishway in facilitating the passage of fish. Eight species were detected using the fishway, of which five were native (Liza ramada, Anguilla anguilla, Barbus graellsii, Gobio lozanoi and Salaria fluviatilis) and three exotic (Alburnus alburnus, Cyprinus carpio and Rutilus rutilus). Only L. ramada used the fishway in substantial numbers. The rate of fish passage was the highest from June to August and decreased afterwards. The effectiveness of the fishway might be lowered by areas of turbulence within the fishway and by distraction flows from a nearby hydropower station

Farm Families Alive and Well, April 2015, Vol. 21, no. 2

News from Iowa’s Center for Agricultural Safety and Health (I-CASH)

Farm Families Alive and Well, June 2015, Vol. 21, no. 3

News from Iowa’s Center for Agricultural Safety and Health (I-CASH)