东海陆架沉积物古菌多样性研究【开题报告+文献综述+毕业论文】

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1、中文摘要本科毕业论文开题报告生物科学东海陆架沉积物古菌多样性研究一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义海洋是一个巨大的生态系统，多样的微生物是构成海洋生态系统的基本元素。海洋微生物数量多，分布广，在整个生态系统中扮演着重要角色。21世纪人类社会面临“人口剧增、资源匮乏、环境恶化”三大问题的严峻挑战，随着陆地资源的日趋减少，开发海洋，向海洋索取资源，尤其是海洋微生物资源越来越受到人们关注。海洋是十分独特的生态环境，包罗了高盐、高压、低温（尤其是深海）、低光照、寡营养等特点，还有无光照以及局部高温的极端环境。来

2、自海洋的微生物大部分都是适应了极端环境的极端微生物。据估计海洋微生物可达0.1～2亿种。已发现的类群主要包括:病毒、古菌、细菌、粘细菌、微藻、真菌。海洋微生物的物种多样性决定了其代谢产物多样性，因此海洋环境是新型生物活性物质的源泉。古菌是目前生物地球化学研究的热点之一，不仅能在高温、强酸、碱性条件、高盐度、缺氧等极端条件下存在，而且能在普通海洋环境中存活。其含量巨大，在全球的生物地球化学作用中正扮演重要角色。该领域研究对阐明生命运动的基本规律，揭示生命起源和物种进化，生物圈与地圈环境的相互作用具有重要意义。海洋古菌是海

3、洋微生物生态系统的重要组成部分，由于其所生存的极端环境，所以对其研究有极其重要的现实意义。古菌可能是地球早期恶劣环境下惟一能生存的生物，它对研究生命起源有重要意义。此外，真核生物出现古菌的生长性质及非常独特基因组序列。在遗传信息的传递方面（如DNA复制、转录、翻译等）它们与真核生物相似：而在中央代谢（如产能）方面它们则与细菌相近。虽然现在还不知道古菌第一次在地球上出现的具体时间，但是科学家们认为古菌在进化史上介于细菌和真核生物之间。i中文摘要对古菌的进化史研究为人们推测生命的起源进化问题开辟了一个新的领域。20世纪40

4、年代以来，人们一直采用分离培养的方法来研究海洋微生物的多样性，即将海洋微生物从环境中分离纯化，然后通过一般的生物化学性状或者特定的表现型来分析其多样性。然而，随着人们对海洋微生物研究的不断深入，发现这种方法并不能全面地反映海洋微生物多样性的现状，因为海洋中微生物往往集结在一起，一些微生物经常处于“活的非可培养状态”(VBNC)，而且用于分离培养的培养基具有很强的选择作用，这些都导致了建立在微生物纯培养技术上的传统方法只能反映极少数微生物的信息，不能充分反映海洋微生物的生态功能，也使大量的具有极大应用价值的海洋微生物资源

5、被埋没了。Amann等根据微生物原位的、不依赖于培养的微生物系统发育学的研究结果认为：通过实验室人工培养方法已经分离和描述的海洋微生物物种数量仅占估计数量的1%～5%，而其余95%～99%的微生物类群仍然未被分离和认识。自1985年Pace等利用核酸序列的测序来研究微生物的进化问题以来，对微生物多样性的研究便进入了一个崭新的阶段。采用聚合酶链式反应(PCR)、16SrRNA序列分析等现代分子生物学技术在基因水平上研究海洋微生物多样性，可以克服微生物培养技术的限制，能够对样品进行比较客观的分析，较精确地揭示海洋微生物的多

6、样性。目前，分子生物学技术在海洋微生物多样性研究中的应用主要集中于以下几个方面。1，16SrRNA基因序列研究；2，核酸杂交分析技术；3，基于PCR技术的研究方法；4，DNA动力学的研究。通过分子生物学技术,某一种群的系统发生历史得以重现,从而也建立了遗传多样性的时空结构。浙江海洋学院海洋生物资源和分子工程实验室是省重中之重学科平台实验室，有项目研究所需的PCR仪、基因突变检测系统、发酵罐、厌氧培养箱、快速核酸提取仪、微生物自动鉴定仪等先进实验仪器，有专门的实验场地保障。指导教师从事海洋微生物研究多年，科研经验丰富，理

7、论知识扎实，为项目研究过程中遇到的问题加以指导，将确保项目按期顺利完成。虽然实验过程有不确定的因素，但由于本项目的实验流程已经比较成熟，研究基本实验条件能有保障，我们认为通过自身的努力，积极开展项目研究工作，在规定时间内获得预期成果，将项目研究的风险降到最低。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：研究内容主要有：沉积物中总基因组DNA的提取和质量检测；对16SrDNA片段PCR扩增；i中文摘要DNA片段连接到质粒载体并导入感受态细胞；DNA序列分析和生物信息学研究；完成相关毕业论文的撰写工作。拟解决的主要问题：探索琼脂

8、糖凝胶电泳合适的琼脂糖浓度、电压以及电泳时间；探索16SrDNA扩增中各药品、试剂合适的比例问题；构建古菌系统发育树。三、研究步骤、方法及措施：第一步，从海底沉积物样品中用土壤微生物核酸提取试剂盒提取微生物基因组DNA，用琼脂糖凝胶电泳检测是否符合要求；第二步，采用古菌通用引物将基因组DNA片段进行16SrDNAPCR扩增，琼脂糖