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渤海微生物群落多样性分析的开题报告
一、选题背景和意义
微生物是地球生态系统中最常见的生物体，他们在各种生态系统中都起着不可或缺的作用，如土壤、水体、气体等。微生物对于环境的生物地球化学循环和能量流动、物质转化具有重要影响，从而也具有至关重要的意义。
渤海是我国北方的一个半封闭性浅海，近年来由于人类活动导致其环境受到了不同程度的影响，并且由于渤海周边的人口密度高、产业和城镇化程度高，也加剧对渤海环境的影响。而微生物作为渤海生态系统中的重要组成部分，对了解渤海生态系统的现状和发展趋势具有十分重要的作用。
因此，通过对渤海微生物群落多样性分析，可以更好地了解渤海生态系统的现况和对人类活动的响应，从而探讨如何更好地保护渤海生态环境。
二、研究目的
1.通过对渤海微生物群落的分析，了解其生态系统现状和发展趋势，尤其是受到人类活动影响的生态环境变化。
2.探究渤海微生物群落的演变趋势和变化规律，定义渤海自然系统演变历史的重要事件。
3.提出相应的改善和维护渤海生态环境的措施，加强对渤海的保护。
三、研究内容
1.采集不同地点和深度的渤海水样和沉积物样品。
2.通过高通量测序技术对渤海水样和沉积物样品进行测序，获取微生物的群落信息。
3.对获得的数据进行分析处理，包括多样性分析、物种组成分析、功能基因组分析等多方面内容。
4.将所获取的结果与国内外其他类似研究的结果进行比较，找寻相关规律和趋势。
四、拟采用的方法和技术
1.采样和样品处理
于渤海不同地点和深度，选择适当的采样器和钻头采集渤海水样和沉积物样品。对样品进行细胞分离和基因组提取。
2.高通量测序
采用IlluminaMiSeq平台进行Illumina技术。将扩增的16SrRNA基因片段送测，产生足够的序列深度覆盖。使用软件包进行数据的质控、过滤、序列合并、簇群和分类等分析。
3.多样性分析
使用基于16SrRNA的群落分析软件对样品进行比较。分类多样性指数可以被计算和评估。
4.物种组成分析
建立数据库，对物种组成进行比对分析。
5.功能基因组分析
建立与关键功能基因固定连接的微生物,主要是涉及生物地球化学和元素循环的基因数据。
五、预期结果
1.通过对渤海微生物群落的多样性分析，可以对渤海贝类、微小生物和底栖生物的分布和数量进行更全面和详尽地研究。
2.研究渤海微生物群落的变化规律，了解其对人类活动的响应和生境变化的适应能力。
3.建立相应的保护环境政策，为渤海生态环境保护和治理提供科学依据。
六、存在的问题和解决办法
1.样品处理和存储的问题：样品存储时间越长，微生物的数量和种类会随时间变化而改变，因此样品处理和存储要尽可能贴近采样的时间。
处理方法：采样后立即对样品进行处理，所有微生物样品都存储在-20℃以下，避免样品过多处理。
2.测序质量问题：测序不同步骤的误差会对结果产生一定的影响。
处理方法：对测序过程进行全面的质控，严格控制瓶颈步骤的测序，并增加重复实验得到更可靠的结果。
七、实验计划和时间安排
1.前期准备工作：2021年7月-8月
2.采集样品：2021年9月
3.样品处理：2021年9月-10月
4.高通量测序：2021年10月-11月
5.分析数据：2022年1月-3月
6.撰写论文：2022年4月-6月
综上，本研究旨在对渤海微生物群落的多样性进行分析，探究其演变规律和变化趋势，并提出相应的治理和保护建议，为渤海生态环境保护和治理提供科学依据。