By impairing both function and survival, the severe reduction in oxygen availability associated with high-altitude environments is likely to act as an agent of natural selection. We used genomic and candidate gene approaches to search for evidence of such genetic selection. First, a genome-wide allelic differentiation scan (GWADS) comparing indigenous highlanders of the Tibetan Plateau (3,200–3,500 m) with closely related lowland Han revealed a genome-wide significant divergence across eight SNPs located near EPAS1 . This gene encodes the transcription factor HIF2α, which stimulates production of red blood cells and thus increases the concentration of hemoglobin in blood. Second, in a separate cohort of Tibetans residing at 4,200 m, we identified 31 EPAS1 SNPs in high linkage disequilibrium that correlated significantly with hemoglobin concentration. The sex-adjusted hemoglobin concentration was, on average, 0.8 g/dL lower in the major allele homozygotes compared with the heterozygotes. These findings were replicated in a third cohort of Tibetans residing at 4,300 m. The alleles associating with lower hemoglobin concentrations were correlated with the signal from the GWADS study and were observed at greatly elevated frequencies in the Tibetan cohorts compared with the Han. High hemoglobin concentrations are a cardinal feature of chronic mountain sickness offering one plausible mechanism for selection. Alternatively, as EPAS1 is pleiotropic in its effects, selection may have operated on some other aspect of the phenotype. Whichever of these explanations is correct, the evidence for genetic selection at the EPAS1 locus from the GWADS study is supported by the replicated studies associating function with the allelic variants.

The Mre11-Rad50 (MR) protein complex, made up of a nuclease and ATPase, respectively, is involved in the processing of double-strand breaks as part of an intricate mechanism for their repair. Although it is clear that the MR complex is subject to allosteric regulation and that there is communication between the nuclease and ATPase active sites, the underlying mechanisms are poorly understood. We performed statistical coupling analysis on Mre11 and Rad50 to predict linked residues based on their evolutionary correlation. This analysis predicted a coevolving sector of six residues that may be allosterically coupled. The prediction was tested using double-mutant cycle analysis of nuclease and ATPase activity. The results indicate that a tyrosine residue located near the active site of Mre11 is allosterically coupled to several Rad50 residues located over 40 Å away. This allosteric coupling may be the basis for the reciprocal regulation of the ATPase and nuclease activities of the complex.

Over-input of nitrogen (N) fertilizer coupled with flood irrigation resulted in low N and water productivity and serious NO3--N leaching in maize fields in the North China Plain (NCP). Drip-fertigation can enhance water-N use efficiency by precisely regulating water and N fertilizer application. In this study, a three-year drip-fertigation experiment on maize was carried out during the 2018–2020 growing seasons with three irrigation levels, i.e. 50 (W1, 100 %), 40 (W2, 80 %), and 30 mm (W3, 60 %), and five N levels, i.e. 0 (N0), 90 (N1), 180 (N2), 270 (N3), and 360 (N4) kg ha−1 were designed to investigate the responses of soil water consumption, NO3--N distribution, grain yield (GY), N uptake (UN), and water-N productivity to different irrigation and N application regimes. The results demonstrated that 80 % deficit irrigation (W2) obtained comparable GY to sufficient irrigation (W1), but significantly increased water productivity (WP) by 7.2 % compared with W1. Soil NO3--N contents in the 0–100 cm soil layers increased as the N application rate increased, but decreased with the increase of irrigation level. When the N application rate exceeded 180 kg N ha−1, soil NO3--N contents in the 60–100 cm soil layers were greatly increased. With the increasing N application rate, GY increased first and then tended to be stabilized when the N application rate reached 180 kg ha−1, UN showed an increased trend, while N agronomic efficiency (AEN) showed a decreased trend, the N recovery efficiency (REN) increased firstly and then decreased. When water consumption ranged from 374 to 388 mm and N application rate from 186 to 257 kg ha−1, respectively, GY and WP obtained 95 maximum values and AEN got 70 % maximum value, simultaneously. In conclusion, the regime of N application rate at about 180 kg ha−1 coupled with 40 mm irrigation level (per event) is recommended for drip-fertigated maize fields in the NCP.

Alfalfa (

In an arid region, water shortage limits agricultural development, and worse, soil salinization is accompanied by soil moisture drought. In this region, hydraulic lift occurs due to the drying upper layer caused by high precipitation and the wet lower layer. Hydraulic lift is defined as water redistribution from wetter, deeper soil layers to drier, shallower soil layers near the soil surface through the plant roots. To examine the effects of water and salt stresses on tomato yield and fruit quality under the condition of hydraulic lift, a 2year experiment was conducted. Different water and salt treatments were designed, including three water levels (W1, W2 and W3 indicating soil moisture contents of 60%–70%, 50%–60% and 40%–50% of the field capacity, respectively) and four salt levels (S0, S1, S2 and S3 indicating NaCl addition of 0%, 0.2%, 0.4% and 0.6% of the dry soil weight, respectively) of the upper pot, and water and salt levels of control treatment (CK) were W1 and S0, respectively. The yield under other treatments significantly decreased by 4.59%–58.39% and 5.12%–62.96% in 2018 and 2019, respectively, compared with that under CK, and the yield under W1S1 treatment had no significance with that under CK in 2018. The firmest fruit quality was observed in the plant under W3S1 treatment, and the percentage increases were 28.67% and 28.89% in both years compared with that under CK. Water, salt stress and their interactions had significant effects on tomato taste quality and vitamin C. Tomato taste quality and vitamin C decreased under the W3 and S3 treatments. In both years, the total magnitudes of hydraulic lift during the entire growth period were higher under the W1S2 treatment (65.20% and 76.06%, respectively) than that under CK. Whereas yield and total magnitudes of hydraulic lift were significantly both correlated with single fruit weight, single fruit volume, fruit shape index and taste qualities, no correlations were observed between hydraulic lift and yield. Mild waterdeficit and salt stresses could improve tomato quality with negligible yield loss, and hydraulic lift had positive effects on fruit quality. Principal component analysis revealed that the combination of W1 and S1 treatments increased fruit quality and total hydraulic lift magnitudes with an acceptable yield decline. These results are important for tomato production in arid saline-alkali region where hydraulic lift is positively corelated with fruit quality and famers may consider this trait to resist drought and soil salinization. Future studies focusing on the effects of the internal mechanisms of hydraulic lift caused by changes in sap flow on tomato quality and yield are warranted.

Objective The aim of this study is to examine the role of activities of daily living performance (ADLs) and psychological distress in mediating the process by which health behaviors affect QOL. Methods A non-probabilistic study was conducted among 1,065 older adult people older than 60 years. Participants were assessed using the Barthel Index, Functional Activities Questionnaire (FAQ), Kessler Psychological Distress Scale (K10), Australian Active Survey, and EQ-VAS score. The SPSS22.0 software was used to analyze the differences in QOL scores among older adults with different demographic characteristics. Pearson correlation analysis was used to analyze the correlation between health behaviors, psychological distress, ADLs, and QOL. Amos23.0 software was used to construct structural equation model (SEM) to analyze the path of health behavior affecting QOL and the mediating role of BADLs, IADLs and psychological distress. Results (1) The direct effect of health behaviors on QOL was not significant in the model; (2) ADLs had multiple mediating effects on the relationship between health behaviors and QOL, and the incidence of ADL limitation was negatively correlated with the reported QOL in the older adult; (3) Psychological distress had a significant mediating effect on the relationship between health behaviors and QOL. Conclusion The results of this study elucidated the mechanisms of the correlation between health behaviors and QOL, and added to the existing literature. In addition, these mediating factors and indirect pathways have been identified as targets for intervention to improve the QOL of older adult individuals, which is important for achieving healthy aging.

In light of the issue concerning excessive fertilization that prevails in the Huang-Huai-Hai Plain, through conducting a 13-year long-term positioning experiment, the sustainability of a wheat and maize double-cropping soil system under different fertilization strategies is evaluated using the triangular area method. The objective is to establish a theoretical basis for the development and implementation of appropriate fertilization practices in the Huang-Huai-Hai Plain. In the protracted long-term experiment, chemical fertilizer (F) was taken as the control (CK) and three distinct treatments combining organic and inorganic fertilizers were used: chemical fertilizer with straw mulching (FS), chemical fertilizer with cow dung (FM), and chemical fertilizer with cow dung and straw mulching (FMS). Between 2018 and 2019, a non-fertilization treatment was concurrently incorporated in parallel on the foundation of each existing fertilization treatment. The results indicated that following prolonged fertilization, the soil nutrient content, enzyme activity, and crop yield of each organic fertilizer treatment were significantly greater than those of the chemical fertilizer treatment alone, resulting in a more stable yield. After two years of discontinuation of fertilizer cultivation, the soil fertility indexes of each treatment exhibited a notable decline. However, the rate of decrease in soil fertility indexes for the three organic fertilizer treatments was lower compared to that of the single application of chemical fertilizer treatment, suggesting that long-term allocation of organic + inorganic fertilizers contributes to better preservation of soil fertility. Through an assessment of the soil system’s sustainability under various treatments, it becomes evident that following a two-year cessation of fertilization, the sustainability indexes of the soils subjected to three long-term organic + inorganic fertilizer treatments (1.26, 1.29, and 1.27) exceeded that of the soil treated solely with chemical fertilizer (1.00). These findings provide further evidence supporting the notion that the combined application of organic and inorganic fertilizers can enhance the soil system’s capacity for sustainable production in wheat–maize farmland within the Huang-Huai-Hai Plain.

The purpose of this study is to examine the effects of intergenerational support and activities of daily living (ADL) on psychological distress in older adults, and to analyse the effects of the interaction between ADL and intergenerational support on psychological distress in older adults.