Genetic disruption of the growth hormone receptor does not influence motoneuron survival in the developing mouse

In the rodent central nervous system (CNS) during the five days prior to birth, both growth hormone (GH) and its receptor (GHR) undergo transient increases in expression to levels considerably higher than those found postnatally. This increase in expression coincides with the period of neuronal programmed cell death (PCD) in the developing CNS. To evaluate the involvement of growth hormone in the process of PCD, we have quantified the number of motoneurons in the spinal cord and brain stem of wild type and littermate GHR-deficient mice at the beginning and end of the neuronal PCD period. We found no change in motoneuron survival in either the brachial or lumbar lateral motor columns of the spinal cord or in the trochlear, trigeminal, facial or hypoglossal nuclei in the brain stem. We also found no significant differences in spinal cord volume, muscle fiber diameter, or body weight of GHR-deficient fetal mice when compared to their littermate controls. Therefore, despite considerable in vitro evidence for GH action on neurons and glia, genetic disruption of GHR signalling has no effect on prenatal motoneuron number in the mouse, under normal physiological conditions. This may be a result of compensation by the signalling of other neurotrophic cytokines.

Actively shielded multi-layer gradient coil designs with improved cooling properties

In standard cylindrical gradient coils consisting of a single layer of wires, a limiting factor in achieving very large magnetic field gradients is the rapid increase in coil resistance with efficiency. This is a particular problem in small-bore scanners, such as those used for MR microscopy. By adopting a multi-layer design in which the coil wires are allowed to spread out into multiple layers wound at increasing radii, a more favourable scaling of resistance with efficiency is achieved, thus allowing the design of more powerful gradient coils with acceptable resistance values. Previously this approach has been applied to the design of unshielded, longitudinal, and transverse gradient coils. Here, the multi-layer approach has been extended to allow the design of actively shielded multi-layer gradient coils, and also to produce coils exhibiting enhanced cooling characteristics. An iterative approach to modelling the steady-state temperature distribution within the coil has also been developed. Results indicate that a good level of screening can be achieved in multi-layer coils, that small versions of such coils can yield higher efficiencies at fixed resistance than conventional two-layer (primary and screen) coils, and that performance improves as the number of layers of increases. Simulations show that by optimising multi-layer coils for cooling it is possible to achieve significantly higher gradient strengths at a fixed maximum operating temperature. A four-layer coil of 8 mm inner diameter has been constructed and used to test the steady-state temperature model. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.

Multilayer transverse gradient coil design

In small, cylindrical gradient coils consisting of a single layer of wires, the limiting factor in achieving large magnetic field gradients is the rapid increase in coil resistance with efficiency. This behavior results from the decrease in the maximum usable wire diameter as the number of turns is increased. By adopting a multilayer design in which the coil wires are allowed to spread out into multiple layers wound at increasing radii, a more favorable scaling of resistance with efficiency is achieved, thus allowing the design of more powerful gradient coils with acceptable resistance values. By extending the theory used to design standard cylindrical gradient coils, mathematical expressions have been developed that allow the design of multilayer coils. These expressions have previously been applied to the design of a four-layer z-gradient coil. As a further development, the equations have now been modified to allow the design of multilayer transverse gradient coils. The variation in coil performance with the number of layers employed has been investigated for coils of a size suitable for use in NMR microscopy, and the effect of constructing the coil using wires or cuts in a continuous conducting surface has also been assessed. We find that at fixed resistance a small wire-wound two-layer coil offers an increase in efficiency of a factor of about 1.5 compared with a single-layer coil. In addition, a two-layer coil of 10-mm inner diameter has been designed and built. This coil had an efficiency of 0.41 Tm-1 A(-1), a resistance of 0.96 +/- 0.01 Omega, and an inductance of 22.3 +/- 0.2 muH. The coil produces a gradient that deviates from linearity by less than 5% over a central cylindrical region of interest of height and length 6.2 mm. (C) 2003 Wiley Periodicals, Inc.

Effects of soil water availability on water use efficiency of Eucalyptus cloeziana and Eucalyptus argophloia plants

Effects of soil water availability on transpiration efficiency (WUET), instantaneous water use efficiency (WUEi) and carbon isotope composition (delta(13)C) were investigated in 7-month-old plants of humid coastal (Gympie) and dry inland ( Hungry Hills) provenances of Eucalyptus cloeziana F. Muell. and in a dry inland provenance of E. argophloia Blakely (Chinchilla), supplied with 100 (W-100), 70 (W-70) and 50% (W-50) of their water requirements. At W-100, WUET of the three provenances were not significantly different but as available soil moisture decreased, E. argophloia produced greater biomass and demonstrated significantly higher WUET than either E. cloeziana provenance. Midday WUEi was not significantly affected by watering regime within each provenance but was lowest in E. argophloia. A decrease in soil water availability caused a consistent increase in delta(13)C values in all three provenances; however, delta(13)C values of E. argophloia in all three water regimes were significantly lower than those of E. cloeziana provenances, which did not differ significantly from each other. For all three provenances, delta(13)C was not correlated with WUEi but height and root collar diameter were negatively correlated to delta(13)C. There was little evidence of differences in delta(13)C, WUET and WUEi between E. cloeziana provenances but clear differences between E. cloeziana and E. argophloia. The high WUET, low WUEi and low delta(13)C for E. argophloia may have implications in the selection of Eucalyptus provenances for commercial forestry in low-rainfall regions.

Surface stickiness of drops of carbohydrate and organic acid solutions during convective drying: Experiments and modeling

Drying kinetics of low molecular weight sugars such as fructose, glucose, sucrose and organic acid such as citric acid and high molecular weight carbohydrate such as maltodextrin (DE 6) were determined experimentally using single drop drying experiments as well as predicted numerically by solving the mass and heat transfer equations. The predicted moisture and temperature histories agreed with the experimental ones within 6% average relative (absolute) error and average difference of +/- 1degreesC, respectively. The stickiness histories of these drops were determined experimentally and predicted numerically based on the glass transition temperature (T-g) of surface layer. The model predicted the experimental observations with good accuracy. A nonsticky regime for these materials during spray drying is proposed by simulating a drop, initially 120 mum in diameter, in a spray drying environment.

Synthesis of optically complex core-shell colloidal suspensions: Pathways to multiplexed biological screening

The ability to generate enormous random libraries of DNA probes via split-and-mix synthesis on solid supports is an important biotechnological application of colloids that has not been fully utilized to date. To discriminate between colloid-based DNA probes each colloidal particle must be 'encoded' so it is distinguishable from all other particles. To this end, we have used novel particle synthesis strategies to produce large numbers of optically encoded particle suitable for DNA library synthesis. Multifluorescent particles with unique and reproducible optical signatures (i.e., fluorescence and light-scattering attributes) suitable for high-throughput flow cytometry have been produced. In the spectroscopic study presented here, we investigated the optical characteristics of multi-fluorescent particles that were synthesized by coating silica 'core' particles with up to six different fluorescent dye shells alternated with non-fluorescent silica 'spacer' shells. It was observed that the diameter of the particles increased by up to 20% as a result of the addition of twelve concentric shells and that there was a significant reduction in fluorescence emission intensities from inner shells as an increasing number of shells were deposited.

Parvalbumin-, calbindin-, and calretinin-immunoreactive neurons in the prefrontal cortex of the owl monkey (Aotus trivirgatus): A standardized quantitative comparison with sensory and motor areas

Recent studies have revealed regional variation in the density and distribution of inhibitory neurons in different cortical areas, which are thought to reflect area-specific specializations in cortical circuitry. However, there are as yet few standardized quantitative data regarding how the inhibitory circuitry in prefrontal cortex (PFC), which is thought to be involved in executive functions such as cognition, emotion and decision making, compares to that in other cortical areas. Here we used immunohistochemical techniques to determine the density and distribution of parvalbumin (PV)-, calbindin (CB)-, and calretinin (CR)-immunoreactive (ir) neurons and axon terminals in the dorsolateral and orbital PFC of the owl monkey (Aotus trivirgatus), and compared them directly with data obtained using the same techniques in 11 different visual, somatosensory and motor areas. We found marked differences in the density of PV-ir, CB-ir, and CR-ir interneurons in several cortical areas. One hundred and twenty eight of all 234 possible between-area pairwise comparisons were significantly different. The density of specific subpopulations of these cells also varied among cortical areas, as did the density of axon terminals. Comparison of PFC with other cortical areas revealed that 40 of all 66 possible statistical comparisons of the density of PV-ir, CB-ir, and CR-ir cells were significantly different. We also found evidence for heterogeneity in the pattern of labeling of PV-ir, CB-ir, and CR-ir cells and axon terminals between the dorsolateral and orbital subdivisions of PFC. These data are likely to reflect basic differences in interneuron circuitry, which are likely to influence inhibitory function in the cortex. Copyright (C) 2003 S. Karger AG, Basel.

The pyramidal neuron in occipital, temporal and prefrontal cortex of the owl monkey (Aotus trivirgatus): regional specialization in cell structure

Recent studies have revealed marked regional variation in pyramidal cell morphology in primate cortex. In particular, pyramidal cells in human and macaque prefrontal cortex (PFC) are considerably more spinous than those in other cortical regions. PFC pyramidal cells in the New World marmoset monkey, however, are less spinous than those in man and macaques. Taken together, these data suggest that the pyramidal cell has become more branched and more spinous during the evolution of PFC in only some primate lineages. This specialization may be of fundamental importance in determining the cognitive styles of the different species. However, these data are preliminary, with only one New World and two Old World species having been studied. Moreover, the marmoset data were obtained from different cases. In the present study we investigated PFC pyramidal cells in another New World monkey, the owl monkey, to extend the basis for comparison. As in the New World marmoset monkey, prefrontal pyramidal cells in owl monkeys have relatively few spines. These species differences appear to reflect variation in the extent to which PFC circuitry has become specialized during evolution. Highly complex pyramidal cells in PFC appear not to have been a feature of a common prosimian ancestor, but have evolved with the dramatic expansion of PFC in some anthropoid lineages.

A technique to assess small-scale heterogeneity of chemical properties in soil aggregates

A new method is presented which allows the separation of the soil aggregate exterior from the aggregate core. The method employs a combination of aggregate freezing with rapid separation of aggregate exteriors using ultrasonic energy. The factors influencing the thickness of the removed aggregate surface layer include water content of the aggregate prior to freezing, temperature difference between that of the frozen aggregate and that of the liquid it is submerged in during sonification, sonification time and energy, and the type of the immersion liquid. The success of the method and the thickness of the removed aggregate surface were examined using barium ( Ba2+) as a tracer. Barium ( as BaCl2) is rapidly absorbed by soil and is present at only very low levels in natural soils. Surface layers of 0.2 - 0.4 cm thickness were successfully removed from aggregates of 1 - 4 cm diameter. Two examples are given from soils in northern NSW to demonstrate the occurrence of small- scale heterogeneity in soil chemical properties. Compared with the surface fraction, a 4 - 7% higher calcium concentration was found in the core fraction of a clay loam soil ( Dermosol). Conversely, on a cracking clay soil ( Vertosol), atrazine concentration was around 15 times greater in the aggregate surface fractions compared with core fractions. Compared with the traditional estimation of soil chemical properties on homogenised bulk soil samples, it is suggested that separate analysis of aggregate surface and core fractions could provide useful additional information on the relationships between soil properties and environmental responses.

Influence of shapes of selected vegetable materials on drying kinetics during fluidized bed drying

Three different particular geometrical shapes of parallelepiped, cylinder and sphere were taken from cut green beans (length:diameter = 1:1, 2:1 and 3:1) and potatoes (aspect ratio = 1:1, 2:1 and 3:1) and peas, respectively. Their drying behaviour in a fluidised bed was studied at three different drying temperatures of 30, 40 and 50 degreesC (RH = 15%). Drying curves were constructed using non-dimensional moisture ratio (MR) and time and their behaviour was modelled using exponential (MR = exp(-kt)) and Page (MR = exp(-kt(n))) models. The effective diffusion coefficient of moisture transfer was determined by Fickian method using uni- and three-dimensional moisture movements. The diffusion coefficient was least affected by the size when the moisture movement was considered three-dimensional, whereas the drying temperature had a significative effect on diffusivity as expected. The drying constant and diffusivity coefficients were on the descending order for potato, beans and peas. The Arrhenius activation energy for the peas was also highest, indicating a strong barrier to moisture movement in peas as compared to beans and skinless cut potato pieces. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Efeito da geometria dos dentes da serra de fita na produção de madeira serrada de eucalipto

O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito dos parâmetros que compõem os dentes de serra de fita na produção e qualidade da madeira serrada de eucalipto. Analisou-se o efeito de dois passos de dentes (57,15 mm e passo variado: 50,8 - 50,8 - 50,39 - 50,71 - 60,03 - 60,35 mm), de dois ângulos de ataque (26 e 270) e de duas alturas (22 e 25,4 mm) em duas classes diamétricas (25 a 34 cm e 35 e 47 cm) de clones de híbridos Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla com 15 anos de idade. Não houve ganho de qualidade quando se trabalhou com passo variado. As lâminas de serra que possuíam ângulo de ataque de 270 e passo único tanto com altura do dente de 22 mm quanto com 25,4 mm geraram desvios acima da espessura-meta. A menor variação em torno da espessura-meta foi obtida quando se utilizaram lâminas de serra de ângulo de ataque de 270 e altura do dente de 25,4 mm. O maior desvio ocorreu quando o desdobro foi efetuado com passo variado e ângulo de ataque de 260. A utilização de passo variado, de modo geral, foi o que apresentou maiores desvios na espessura das tábuas em relação à espessura desejada.

Influência de idade e da posição radial nas dimensões das fibras e dos vasos da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden

Objetivou-se neste trabalho avaliar a variação das dimensões das fibras e dos vasos da madeira de Eucalyptus grandis com quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos), proveniente de talhões comerciais. A amostragem do material na árvore foi feita através da coleta de três discos, retirados da base e das extremidades das duas primeiras toras, ambas com o comprimento comercial de 3 m. De cada disco, retiraram-se cinco amostras, de dimensões 1,0 x 1,0 x 1,0 cm, tomadas de pontos eqüidistantes, correspondentes a 0; 25; 50; 75; e 100% da seção, no sentido radial medula-casca, fazendo-se a medição das fibras e dos vasos. Verificou-se, em todos os parâmetros, o efeito da idade e da variação radial, no sentido medula-casca, à exceção da largura e do diâmetro do lume das fibras; todos os demais parâmetros apresentaram correlação positiva.

Efeito da restrição hídrica sobre o crescimento de clones de eucalipto

O estabelecimento e o crescimento inicial de espécies florestais no campo são fortemente afetados pela disponibilidade de água no solo e pela época de plantio, por isso, o presente trabalho estuda o impacto do déficit hídrico no crescimento de mudas de dois clones do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, ambos submetidos a 4 níveis de déficit hídrico, em duas épocas de plantio. O estudo foi realizado na área experimental do Núcleo de Estudos e Difusão de Tecnologia em Florestas, Recursos Hídricos e Agricultura Sustentável (NEDTEC), do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo (CCA-UFES), localizado no município de Jerônimo Monteiro. O trabalho foi realizado em duas épocas distintas, sendo a primeira no período de 09 de fevereiro a 09 de junho de 2009 e a segunda no período de 11 de julho a 07 de novembro de 2009, visando à realização das observações em diferentes condições de regime de radiação, déficit de pressão do vapor do ar, temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do vento. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso em parcelas subdivididas 2 x 4, alocando-se os 4 níveis de déficits hídricos na parcela principal e as 2 épocas nas subparcelas, com três repetições. Os manejos hídricos aplicados foram: Déficit 0 (D0) sem déficit, Déficit 1(D1) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, permanecendo até o final do experimento, Déficit 2 (D2) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, suspensão da irrigação por 60 dias e posterior retomada da irrigação por mais 30 dias; Déficit 3 (D3) corte da irrigação aos 60 dias de experimentação, prolongando até o final do experimento. Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância, e quando significativas, as médias foram comparadas pelo teste de média Tukey a 5% de probabilidade, para cada clone estudado. Com este trabalho, foi possível avaliar o impacto de diferentes déficits hídricos, no crescimento inicial das plantas, em duas épocas do ano e avaliar o incremento no desenvolvimento das plantas durante a aplicação dos tratamentos, com retiradas de amostras médias de cada tratamento a cada 30 dias. As variáveis medidas nos dois experimentos foram altura total da planta, diâmetro ao nível do coleto, número de folhas, área foliar, matéria seca de folhas, matéria seca de haste e ramos, matéria seca de raízes e matéria seca total. Foram avaliadas as variáveis climáticas durante todo o período experimental, nas duas épocas, a fim de determinar a condição do clima em cada época. Para os dois clones estudados, em geral, os déficits hídricos promoveram a redução das variáveis morfológicas estudadas e a época experimental foi o fator que mais influenciou a redução do crescimento das plantas. Sendo que a Época 1 foi a que proporcionou resultados superiores, e a Época 2 foi a que prejudicou mais o desenvolvimento das plantas, reduzindo significativamente todas as variáveis morfológicas em todos os déficits hídricos, inclusive o D0.

Ecofisiologia, fenologia e adaptação de espécies florestais arbóreas nas condições edafoclimáticas de Viana-ES

A intensa atividade humana devasta grandes extensões de florestas nativas, seja para expansão da agricultura seja para suprir a crescente demanda do mercado por madeira, de uma forma ou de outra os pequenos fragmentos florestais remanescentes sofrem constantes pressões antrópicas, contudo, o uso de espécies arbóreas adaptadas pode contribuir para a proteção desses recursos naturais. Buscou-se neste estudo avaliar os padrões fenológicos de 109 espécies florestais arbóreas pertencentes a 37 famílias e 82 gêneros, dentre nativas e exóticas, com nove anos de idade, para diferenciar as mais adaptadas e com potencial de serem utilizadas em programas de reflorestamento. O estudo foi realizado na Fazenda Experimental do Incaper, em Jucuruaba, município de Viana-ES, (UTM E-345524, N- 7741039). Foram realizadas análises químicas do solo na área plantada e os dados climatológicos obtidos na estação meteorológica de Viana. O estudo baseou-se na observação do número de plantas sobreviventes de cada espécie e da avaliação do seu crescimento. Foram realizadas observações das fenofases de brotação, senescência de folhas, floração e frutificação. As avaliações fenológicas foram realizadas em intervalos mensais, no período de novembro de 2012 a outubro de 2013. Realizou-se a medição da altura das árvores, diâmetro à altura do peito (DAP), índice de enfolhamento, taxa de sobrevivência e cálculo do ICC (Índice Combinado de Crescimento), bem como a determinação das espécies mais adaptadas. Das 109 espécies estudadas, 64,22% apresentaram adaptação funcional e estrutural às condições de solo e clima da região experimental, 42,22 % floresceram e frutificaram e 90% apresentaram senescência e brotação acompanhando a sazonalidade climática. Vinte e nove espécies apresentaram ICC maior do que o ICC médio. A maioria das espécies destacou-se como alternativa para recuperação da cobertura vegetal local, com destaque para Inga uruguensis e Schizolobium amazonicum. As análises de fluorescência da clorofila revelaram que o aparato fotossintético da Schizolobium amazonicum foi capaz de protegê-la da fotoinibição e promover boa conversão da energia luminosa em fotoquímica.

Efeito da restrição hídrica sobre o crescimento de clones de eucalipto

O estabelecimento e o crescimento inicial de espécies florestais no campo são fortemente afetados pela disponibilidade de água no solo e pela época de plantio, por isso, o presente trabalho estuda o impacto do déficit hídrico no crescimento de mudas de dois clones do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, ambos submetidos a 4 níveis de déficit hídrico, em duas épocas de plantio. O estudo foi realizado na área experimental do Núcleo de Estudos e Difusão de Tecnologia em Florestas, Recursos Hídricos e Agricultura Sustentável (NEDTEC), do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo (CCA-UFES), localizado no município de Jerônimo Monteiro. O trabalho foi realizado em duas épocas distintas, sendo a primeira no período de 09 de fevereiro a 09 de junho de 2009 e a segunda no período de 11 de julho a 07 de novembro de 2009, visando à realização das observações em diferentes condições de regime de radiação, déficit de pressão do vapor do ar, temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do vento. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso em parcelas subdivididas 2 x 4, alocando-se os 4 níveis de déficits hídricos na parcela principal e as 2 épocas nas subparcelas, com três repetições. Os manejos hídricos aplicados foram: Déficit 0 (D0) sem déficit, Déficit 1(D1) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, permanecendo até o final do experimento, Déficit 2 (D2) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, suspensão da irrigação por 60 dias e posterior retomada da irrigação por mais 30 dias; Déficit 3 (D3) corte da irrigação aos 60 dias de experimentação, prolongando até o final do experimento. Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância, e quando significativas, as médias foram comparadas pelo teste de média Tukey a 5% de probabilidade, para cada clone estudado. Com este trabalho, foi possível avaliar o impacto de diferentes déficits hídricos, no crescimento inicial das plantas, em duas épocas do ano e avaliar o incremento no desenvolvimento das plantas durante a aplicação dos tratamentos, com retiradas de amostras médias de cada tratamento a cada 30 dias. As variáveis medidas nos dois experimentos foram altura total da planta, diâmetro ao nível do coleto, número de folhas, área foliar, matéria seca de folhas, matéria seca de haste e ramos, matéria seca de raízes e matéria seca total. Foram avaliadas as variáveis climáticas durante todo o período experimental, nas duas épocas, a fim de determinar a condição do clima em cada época. Para os dois clones estudados, em geral, os déficits hídricos promoveram a redução das variáveis morfológicas estudadas e a época experimental foi o fator que mais influenciou a redução do crescimento das plantas. Sendo que a Época 1 foi a que proporcionou resultados superiores, e a Época 2 foi a que prejudicou mais o desenvolvimento das plantas, reduzindo significativamente todas as variáveis morfológicas em todos os déficits hídricos, inclusive o D0.