神经元形态重建工具的研究进展

近年来,分子标记和显微光学成像技术的系列突破,使得单细胞分辨的全脑尺度神经群落成像成为现实.然而,现有神经元形态重建工具的发展速度远远滞后于海量数据的产生速度,难以满足现阶段成像数据的分析需求.在此背景下,我们首先分析了神经元形态重建工具发展滞后的原因,简述现有半自动和全自动神经元形态重建工具的特点和最新发展,并结合现有工具的特点分析其向高通量、高准确度重建工具发展时面临的挑战.最后,我们对未来形态重建工具的发展趋势及应用前景做出展望.     

大口黑鲈池塘工程化循环水养殖系统的溶解氧时空变化及菌群响应特征

采用基于Illumina Miseq测序平台的高通量测序技术, 从不同角度(密度、区域、溶氧、季节)分析大口黑鲈(Micropterus salmoides)池塘工程化循环水养殖系统中溶解氧和水温对细菌群落结构和丰富度的影响。结果表明: 菌群丰富度在9月份最高, 在10月份最低。在昼夜变化中, 溶解氧最低时的菌群丰富度整体上高于溶解氧最高时。在不同区域中, 粪便收集区的菌群丰富度高于养殖区。在7—11月份的季节变化中, 变形菌、放线菌、拟杆菌和蓝细菌的相对丰度占据前四位; 在属水平上, 假单胞菌、黄杆菌和聚球菌为优势物种; 几乎每种细菌都具有显著或极显著的月份差异。假单胞菌的相对丰度与溶解氧和水温皆具有极显著的相关性。聚球菌、蓝细菌、CL-500_marine_group和Alpinimonas皆与水温具有极显著相关性。分枝杆菌、MNG7与溶解氧极显著相关。此外, 不同菌群之间也具有显著或极显著的相关性。实验结果表明放养密度、养殖区域、溶氧浓度和季节变化都会影响水体菌群丰富度。     

基于层次分析法的江苏宁镇山脉乡土树种评价

为了筛选适宜南京地区的优良城市绿化树种,在野外调查和问卷调查的基础上,利用层次分析法(AHP)建立江苏宁镇山脉乡土树种评价体系,对该区域的乡土树种进行客观的定量分析。结果表明:(1)乡土树种作为城市绿化树种应首先考虑抗逆性,其次是生态价值、美学价值和生物学特性;(2)参与评价的41种宁镇山脉乡土树种可分为4类,其中I类乡土树种应大力推广应用,Ⅱ类乡土树种可作为森林城市树种多样性的有益补充,Ⅲ类和Ⅳ类乡土树种作为城市绿化树种仍有一定的差距。13种Ⅰ类乡土树种作为城市绿化树种具有良好的应用前景。     

16S rRNA基因高通量测序分析水性涂料微生物群落结构及多样性

微生物对水性涂料产品的稳定性起着重要作用,本实验以广东省某涂料厂的水性涂料为研究对象,利用16S rRNA基因高通量测序技术检测其微生物群落结构及多样性。结果表明5个水性涂料样本在97%的相似水平下共获得有效序列总数224 801,涵盖了10门16纲30目46科59属的细菌;物种组成与相对多样性由高到低依次分别为A4、A5、A1、A2和A3;水性涂料样本A1、A2和A3微生物群落结构与聚集规律较为相似,优势菌群均为类芽孢杆菌门、芽胞乳杆菌属和固氮菌;水性涂料样本A5中相对丰度为57.3%的产己酸细菌属于特异菌群。本研究解析了水性涂料中微生物群落结构、相对丰度及多样性,为建立和完善水性涂料中微生物防控体系提供理论支撑。     

银杏叶多酚的机械力辅助提取及其体外抗氧化活性研究

为优化银杏叶多酚提取工艺,通过单因素试验考察填充率、球磨转速、球磨时间、乙醇浓度、料液比、提取温度、提取时间七个因素对机械力辅助提取银杏叶多酚得率的影响,以银杏叶多酚得率为响应值,采用Box-Benhnken三因素三水平响应面设计优化工艺,同时比较了4种提取方法对银杏叶多酚提取得率和抗氧化活性的差异。结果表明,机械力辅助提取银杏叶多酚的最佳工艺条件为:填充率26%、球磨转速为400rpm、球磨时间为15min。在此条件下,银杏叶多酚的得率为7.33%。机械力辅助乙醇提取银杏叶多酚得率低于碱水提取法,但是抗氧化活性高于碱水法提取的银杏叶多酚;抗氧化活性与乙醇回流法提取的银杏叶多酚相当,但是提取得率高于乙醇回流法。此提取工艺高效可行,具有一定的参考价值。     

Windows操作系统下二代测序数据处理平台的建立及高通量信息分析标准流程在个人计算机上的实现

当前二代测序数据的处理广泛使用基于标准版本的Linux操作系统分析方法。这一系统专业性强,成本较高,操作界面不够友好,严重限制了大多数科研人员对数据的自主分析。本文创建了一个基于微软Windows操作系统的全功能二代测序数据的生物信息学分析系统,利用该系统经优选实现当前多种高通量测序数据的主流标准化分析流程。通过RNA-Seq的代表性案例,演算实测数据与传统Linux系统驱动的数据分析结果相比较,结果显示,本系统的组件和流程在常用的数据分析过程中,可以基本取代目前主流的Linux服务器或云计算平台,在运行效率相近的情况下,其操作极为简便且成本大大降低。本系统与所配附的编译软件及流程脚本,不仅为测序数据的生物信息学分析实操演练提供全面的解决方案,而且可以直接应用于专业的测序数据分析中。     

可视化多镜联合治疗复杂鹿角结石的对比研究

摘要 目的：研究不同组合方式治疗复杂鹿角样结石的疗效对比。方法：选取 80例我院治疗的复杂鹿角样结石患者,将患者随机分成两组,A组以经皮肾镜 +针状肾镜 （needle-perc） 的方式清理结石,B组以经皮肾镜 +输尿管软镜（flexibleureteroscope,F-URS）的方式清理结石,术后收集患者相关数据包括穿刺时间,单次穿刺成功率,单位结石量手术时间,清石效率,术中出血量,术后并发症,完全清石率等参数评估手术效果。结果：80例患者一期完成,主通道穿刺时间 A组（6± 1.62）min小于 B组（10±3.25）min（P<0.001）。单次穿刺成功率 A组（38/40）优于 B组（32/40）（P<0.05）。主通道清石时间 A组（40.94± 8.09）min和 B组（37.29± 4.19）min相比较无统计学意义（P>0.05）。残石处理时间 A组（34.37± 6.68）min小于 B组（49.55± 11.62）min（P<0.05）,主通道结石清石效率 A组（0.27± 0.05）cm3/min和 B组（0.26± 0.06）cm3/min相比较无统计学意义（P>0.05）,残石清石效率 A组（0.05± 0.01）cm3/min高于 B组（0.03± 0.01）cm3/min（P<0.05）。术后并发症及完全清石率两组无统计学意义（P>0.05）。结论：作为标准通道的辅助手段,needle-perc和输尿管软镜能很好的完成残石的处理,同超声定位穿刺相比较,可视穿刺花费时间更短,穿刺单次穿刺成功率更高,相对于软镜处理残石,needle-perc有更高的清石效率。两种方法的术中及术后并发症发生率,完全清石率无差别。     

基于层次分析法的旗舰物种遴选方法

旗舰物种是保护生物学中一个广泛应用的概念, 用于获得公众对保护行为的支持, 在生物多样性保护领域发挥着重要作用。但目前尚未见量化分析遴选和确定旗舰物种的公开报道, 致使学术界对旗舰物种的定义和使用相对主观, 缺乏科学依据。本文对旗舰物种的定义进行了梳理, 探讨了旗舰物种的内涵, 确定了旗舰物种的属性, 制定了遴选标准和量化遴选方法, 以便读者更好地理解和运用这一概念。目前旗舰物种的定义仍然局限在其社会学属性, 作者建议今后应加强其生物生态学属性。作者认为除了公众的关注度和认可度之外, 旗舰物种还应具备以下3个生态生物学和社会文化特征: (1)物种在当地的濒危程度及生存现状; (2)物种在当地生态系统中的重要性; (3)物种在当地民众中的影响力和认可度。基于此, 本文确定了表征旗舰物种社会文化属性和生态生物学属性的8个要素, 基于层次分析法提出了一种量化的旗舰物种遴选方法。该方法综合上述8个要素进行评判和计算分值, 以塔吉克斯坦境内分布的14种大型濒危哺乳动物的生态生物学属性和社会文化影响力为基础, 描述基于层次分析法遴选塔吉克斯坦哺乳类旗舰物种的方法和过程, 最终依据每个备选物种所得分值高低排序, 得到塔吉克斯坦旗舰物种的优先备选物种。本文首次提出了一种量化遴选旗舰物种的方法, 期望今后可基于该方法开发更加合理的旗舰物种遴选模型和算法。     

中印度洋与南海西部表层海水细菌多样性

细菌在海洋生物地球化学循环中发挥着重要作用。为更好地了解海洋细菌的特征及其在海洋环境中的潜在作用, 本文利用纯培养与16S rRNA基因高通量测序技术对中印度洋与南海西部海域表层海水细菌多样性进行研究。纯培养结果表明, 自中印度洋与南海西部表层海水中共分离275株可培养海洋细菌, 隶属于4门49属75种。变形菌门是绝对优势类群(占总株数的68.7%), 其次是放线菌门(21.5%)、拟杆菌门(9.1%)和厚壁菌门(0.7%)。在属水平, 微杆菌属(Microbacterium)与弧菌属(Vibrio)是主要的优势属, 共占总株数的30.0%。在3种分离培养基中, 自1/10 × 2216E培养基中分离细菌的数目与种类最多(89株, 30属); 分离菌株中的细菌菌株有7、9与3个属分别仅在2216E、1/10 × 2216E及葡萄糖甘露糖(glucose-mannose, GM)培养基中生长。此外, 共分离培养出50株细菌(26种)可能代表潜在新分类单元。高通量测序结果显示, 中印度洋和南海西部表层海水中共有23个门531个属。优势门类为变形菌门(72.2%)和拟杆菌门(15.3%), 优势属为嗜冷杆菌属(Psychrobacter, 24.4%)、盐单胞菌属(Halomonas, 16.3%)和亚硫酸杆菌属(Sulfitobacter, 13.9%)。此外, 中印度洋表层海水细菌Shannon-Wiener指数与Pielou均匀度指数显著高于南海西部(P < 0.05), 且细菌群落结构显著不同(P < 0.05)。综合纯培养与原位细菌数据得出, 中印度洋与南海西部海洋细菌具有丰富的多样性, 具有进一步开发研究的价值。     

微生物组学研究的“淘金时代”

人体及动物肠道中生存着数量庞大的共生微生物;这些微生物无时无刻不参与着宿主的生命活动。揭示这些共生微生物在宿主体内的变化规律、与宿主之间的依存和博弈关系等,将使人类更加全面的认知高等生物体的生命本质。本专刊从肠道微生物与疾病、肠道微生物群落结构、肠道微生物与宿主互作、肠道微生物资源和肠道微生物研究方法 5个层面展示了我国科研工作者在肠道微生物研究领域的新进展及新观点。