官?gòu)d水庫(kù)微生物群落分析和真核生物比較基因組學(xué)的研究的開題報(bào)告

官?gòu)d水庫(kù)微生物群落分析和真核生物比較基因組學(xué)的研究的開題報(bào)告一、研究背景及意義官?gòu)d水庫(kù)是北京市的飲用水源地之一，水庫(kù)水質(zhì)直接關(guān)系到北京市千萬人民的健康，因此對(duì)其水質(zhì)監(jiān)測(cè)十分重要。微生物是水庫(kù)中的重要指示生物之一，對(duì)水庫(kù)的水環(huán)境起著非常重要的作用。同時(shí)，近年來真核生物比較基因組學(xué)的研究也已經(jīng)發(fā)展起來，研究與比較真核生物基因組的功能、結(jié)構(gòu)等信息，有助于了解生命的演化和進(jìn)化規(guī)律。因此，本研究計(jì)劃通過對(duì)官?gòu)d水庫(kù)微生物群落分析和真核生物比較基因組學(xué)的研究，探討官?gòu)d水庫(kù)水環(huán)境中微生物的種類及數(shù)量變化，為官?gòu)d水庫(kù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供科學(xué)的指導(dǎo)和支撐。二、研究?jī)?nèi)容和方案1.微生物群落分析（1）樣品采集及處理采集符合標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)樣品，現(xiàn)場(chǎng)分離微生物，并以生物學(xué)方法分離純化各環(huán)節(jié)的微生物，最終獲取10個(gè)以上菌株（哺乳動(dòng)物來源的任意類群）。（2）菌種鑒定和分類對(duì)采集到的菌株進(jìn)行分子鑒定，將其與國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，確定其種類及系統(tǒng)關(guān)系，并根據(jù)菌株數(shù)量和多樣性指數(shù)等分析水環(huán)境是否變化。（3）微生物數(shù)量分析采用膜過濾法和藍(lán)細(xì)胞計(jì)數(shù)法，計(jì)算微生物的總數(shù)和菌群多樣性指數(shù)等，以判斷微生物總數(shù)和種類的變化趨勢(shì)。2.真核生物比較基因組學(xué)的研究（1）樣品采集及處理從官?gòu)d水庫(kù)中采集內(nèi)臟或其他組織的樣本，提取基因組DNA并進(jìn)行測(cè)序，獲取各組織中真核生物的全基因組序列數(shù)據(jù)。（2）功能注釋和差異分析對(duì)各組織中的基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行基因預(yù)測(cè)及功能注釋，通過比較不同樣品的基因信息，篩選出可能起著在水環(huán)境變化過程中的關(guān)鍵基因。三、研究預(yù)期結(jié)果通過微生物群落分析和真核生物比較基因組學(xué)的研究，預(yù)期獲得以下結(jié)果：1.官?gòu)d水庫(kù)水環(huán)境中微生物群落數(shù)量和種類的變化趨勢(shì)，為水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)。2.獲得大量真核生物的基因組數(shù)據(jù)，對(duì)官?gòu)d水庫(kù)水生態(tài)環(huán)境的生態(tài)保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、生態(tài)建設(shè)等提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。3.發(fā)掘出有特殊功能的基因，為微生物生物技術(shù)和水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)、改善和管理提供重要的理論與應(yīng)用基礎(chǔ)。四、研究進(jìn)度安排本研究預(yù)計(jì)于2021年12月至2022年12月之間開展，研究進(jìn)度如下：1.2021年12月-2022年1月：樣品采集和處理，基因組DNA提取。2.2022年1月-2022年6月：微生物群落分析和梳理真核生物基因組數(shù)據(jù)。3.2022年7月-2022年11月：基因注釋和差異分析，結(jié)果分析和討論。4.2022年12月：完成研究論文撰寫和答辯。五、研究基礎(chǔ)條件本研究可利用實(shí)驗(yàn)室已有設(shè)備和儀器，如實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qPCR）、生物圖像、微量吸收分光光度計(jì)等。同時(shí)，本研究通過充分利用北京市現(xiàn)有科研平臺(tái)和技術(shù)資源，如北京市水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、中國(guó)科學(xué)院微生物研究所等，可獲得實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和標(biāo)準(zhǔn)菌株。六、預(yù)期成果本研究預(yù)期成果包括：1.發(fā)表1-2篇學(xué)術(shù)論文，其中至少一篇為SCI/EI收錄期刊。2.組織1-2場(chǎng)學(xué)術(shù)交流會(huì)議，向?qū)W術(shù)界、政府部門、水務(wù)企業(yè)和公眾普及研究成果和科學(xué)知識(shí)。3.提供官?gòu)d水庫(kù)