Automated Tracing of Horizontal Neuron Processes During Retinal Development

In the developing mammalian retina, horizontal neurons undergo a dramatic reorganization of their processes shortly after they migrate to their appropriate laminar position. This is an important process because it is now understood that the apical processes are important for establishing the regular mosaic of horizontal cells in the retina and proper reorganization during lamination is required for synaptogenesis with photoreceptors and bipolar neurons. However, this process is difficult to study because the analysis of horizontal neuron anatomy is labor intensive and time-consuming. In this paper, we present a computational method for automatically tracing the three-dimensional (3-D) dendritic structure of horizontal retinal neurons in two-photon laser scanning microscope (TPLSM) imagery. Our method is based on 3-D skeletonization and is thus able to preserve the complex structure of the dendritic arbor of these cells. We demonstrate the effectiveness of our approach by comparing our tracing results against two sets of semi-automated traces over a set of 10 horizontal neurons ranging in age from P1 to P5. We observe an average agreement level of 81% between our automated trace and the manual traces. This automated method will serve as an important starting point for further refinement and optimization.     

艾比湖湿地自然保护区鹅喉羚生境适宜性评价

鹅喉羚是易危物种之一,利用现代空间分析技术快速准确评价其生境质量具有方法学意义和动物保护实际价值。以新疆艾比湖湿地自然保护区为评价区,通过全年不同季节多点野外调查,结合GIS空间分析技术,对鹅喉羚的生境影响因素进行分析并进行了适宜性评价。主要结果与结论如下:1)构建了适宜于研究区的基于植被类型和水源地为主要评价因子的鹅喉羚生境适宜性评价指标;2)通过空间数据统计分析认为水源和植被是影响保护区鹅喉羚生境质量的重要因素,距水源地2000 m以内的胡杨、梭梭、柽柳群落最适合鹅喉羚的生存,距水源2000—5500 m的区域为水源的中度适合区域,距水源5500 m以外植被稀少的地区不适宜鹅喉羚的生存;3)研究区域鹅喉羚生境面积春季为2339 km2,夏季为2880 km2,秋季为2728 km2,冬季为2862 km2,分别占研究区域总面积的61.5%、75.6%、71.7%和75.2%;4)目前在保护区内活动的人群主要为保护区的管理人员,人类活动地区与鹅喉羚生存环境空间上具有重叠性,但人类活动强度尚没有显著影响到鹅喉羚的生存,保护区的存在为鹅喉羚的生存起到了重要保护作用;5)由于保护区上中游人类的生产与开发,保护区水资源不断减少,主要表现为地表水减少,地下水位下降,这可能成为影响鹅喉羚生境质量的主要因素。今后需要优化保护区内水资源的配置,尽量减少人类活动对鹅喉羚的干扰,以有利于鹅喉羚的生存繁衍。     

农田生态保留带中小林姬鼠的种群动态和结构

栖息地状况对小型兽类种群动态具有明显影响。在质量好,食物资源丰富,隐蔽条件优良的栖息地中小型兽类具有较高的存活率,种群繁殖时间更长,体重比较高。有关栖息地和种群动态方面国内外已有研究报道（Brown,1988;Corp et al．,1997;Quinn et al．,2003;Schnurr et al．,2004）。     

环境因子对新疆鹅喉羚群体遗传多样性的影响

环境因素在物种进化和遗传变异过程中起着非常重要的作用。为探讨新疆鹅喉羚遗传多样性与环境因子的关系,本研究采用聚合酶链式反应（PCR）和直接测序的方法,测定了新疆鹅喉羚11个群体84份样本的线粒体DNA Cyt b基因（1140 bp）和D-loop区（1100 bp）序列,分析各群体遗传多样性及环境因子对遗传多样性的影响。结果显示新疆鹅喉羚具有较高的单倍型多样性,较低的核苷酸多样性,表明其遗传多样性处于较低水平。环境因子与群体遗传多样性的相关性分析结果表明,海拔、年均降水量、年均气温、人口数量是影响新疆鹅喉羚遗传多样性的主要环境因子,其中海拔是最关键的环境因子。本研究结论为新疆鹅喉羚群体有效合理的保护与管理提供理论依据。     

基于生态位模型的艾比湖国家级自然保护区马鹿生境评价

生境评价和预测是对濒危物种进行有效保护的基础。通过2013年9月和2014年10月对新疆艾比湖国家级自然保护区开展2次秋季野外调查共收集了92处马鹿(Cervuselaphus)出现数据,利用马鹿出现数据作为分布点数据,选取地形、植被类型和气候因子3类23种因子作为生境变量,利用MAXENT生态位模型分析了新疆艾比湖国家级自然保护区马鹿秋季生境适宜性分布特征和主要生境因子对马鹿分布的影响。结果表明:模型预测结果较高,平均AUC(area under the curve,受试工作者曲线下面值)值为0.976;Jackknife检验结果显示:最热月最高温度对马鹿生境分布的影响较大。植被类型和坡度对马鹿生境分布的影响不大。海拔、年降雨量、气温日较差和最热季平均温度是影响马鹿生境分布的主要生境因子。马鹿秋季生境划分为高适宜、次适宜、低适宜和不适宜4个等级,马鹿的高适宜生境区主要分布在研究区域的北部,次适宜及低适宜生境区则分布于高适宜生境区的边缘,而不适宜生境区主要集中在西部和东部地区。研究不仅提供了马鹿在艾比湖的实际分布状况,也为马鹿生境和生境因子的关系方面提供了一个重要的科学依据。     

黑果枸杞不同组织内生细菌群落多样性

【目的】黑果枸杞是我国荒漠区特有的药用盐生植物,本研究分析了黑果枸杞不同组织中内生细菌群落多样性特征及分布规律。【方法】应用Illumina MiSeq高通量测序技术对黑果枸杞内生细菌的16S rRNAV5-V7区域序列进行测定,并分析群落组成、多样性及功能等生物学信息。【结果】黑果枸杞不同组织内生细菌群落多样性及功能均有较大的差异。花、叶、果、茎和根产生的OTUs分别是182、173、119、187和254,群落多样性表现为根花果、茎叶。从门水平上看,变形菌门是优势菌门,在不同组织中均有分布,花、叶、果、茎和根中的相对丰度分别为87.66%、41.51%、81.76%、97.67%和61.85%。在属水平上显示内生细菌的分布表现出器官差异性。花部能够准确分类的优势菌属为沙雷氏菌属和不动杆菌属,相对丰度分别为11.57%和8.55%。叶部为红球菌属和慢生根瘤菌属,相对丰度分别为29.68%和5.53%。果实中为泛菌属、红球菌属和沙雷氏菌属,相对丰度分别为23.12%、5.52%和4.29%。茎部为沙雷氏菌属和假单胞菌属,相对丰度分别为12.03%和17.71%。根部为盐单胞菌属、Fodinicurvata和Lipingzhangella,相对丰度分别为24.18%、5.16%和4.86%。在不同组织中分布较广的盐单胞菌、沙雷氏菌、不动杆菌、红球菌、泛菌等菌属均具有较高耐盐性和促生、生防、降解有机污染物及抗氧化等功能。PICRUSt功能预测分析显示,黑果枸杞组织中内生细菌功能中涉及丰富的多糖、萜类和酮类、酶及维他命等次生代谢产物的生物合成。【结论】黑果枸杞内生细菌具有丰富的群落和功能多样性,拥有多种益生功能性状,也含有多个与人和植物体代谢相关的功能信息。不同组织优势菌属和功能信息各有不同,其中根部的内生细菌物种最丰富,花部和茎部参与各种代谢调控的细菌丰度最高。此外,不同组织中还含有大量未知种属的微生物类群,这些都为内生细菌功能利用和挖掘新的有益微生物资源提供广阔的发展空间。     

黑果枸杞不同组织内生真菌群落组成及生态功能分析

探究了新疆盐生植物黑果枸杞不同组织中内生真菌群落的组成及多样性,为深入研究盐碱、干旱等环境下内生真菌与宿主的互作机制,筛选和开发促生、防病和抗逆等功能的有益内生真菌资源提供科学依据。利用ITS高通量测序技术比较黑果枸杞不同组织真菌群落组成及差异,并采用FUNGuild数据库预测真菌群落生态功能。测序共获得高质量内生真菌序列354 058条,涉及291个OTUs,分属于9门、19纲、34目、50科、60属。α多样性指数分析表明,根、果中真菌群落多样性和丰富度程度较高,叶居中,花的多样性最低,茎的丰富度最低。对黑果枸杞内生真菌群落组成和优势菌群的分析表明,子囊菌门为优势菌门,花、叶、果、茎和根中相对丰度分别为86.85%、72.36%、75.97%、84.44%和85.02%。链格孢属为黑果枸杞植株中的核心属,不同组织中均有分布,在花、叶、果、茎和根中占比分别为85.41%、69.79%、47.07%、79.94%和36.97%。较优势的菌尚有枝孢属、枝顶孢属、新凸轮孢菌属、茎点霉属和楔孢黑粉菌属等真菌。这些菌多具有促生、抗逆等特性,在宿主对盐碱、干旱等极端环境的适应性方面有着潜在功能。各组织独有属的相对丰度均未超过1%。共有菌和独有菌在不同组织中的组成和相对丰度差异较大。经FUNGuild软件平台解析显示,黑果枸杞中病理-腐生-共生营养型的相对丰度最高,在花、叶、果、茎和根中分别为85.41%、69.84%、47.24%、79.98%和37.09%。果和叶中含多种相对丰度≥1%的条件致病菌,而根中腐生真菌种类较多。黑果枸杞中蕴含着功能丰富的内生真菌菌群,在不同组织中的组成及其生态功能差异较大,同时还含有大量未鉴定出种属和未定义的功能菌群,这些可为黑果枸杞功能菌群发掘提供数据参考。     

新疆马鹿塔里木亚种的现状与保护

新疆马鹿塔里木亚种高度适应荒漠生境, 自20 世纪50 年代以来, 由于自然和人为因素的影响, 种群数量急剧下降。栖息地退缩和片段化不仅导致种群遗传多样性的丧失, 而且也因遗传漂变和近亲繁殖, 不断地加剧了该亚种的濒危程度。为有效的保护该物种, 特提出可行的保护措施建议。