水稻土中好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物的分子生态学研究的任务书.docx

水稻土中好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物的分子生态学研究的任务书
任务书
课题名称：水稻土中好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物的分子生态学研究
一、研究背景
水稻是我国的重要粮食作物之一，但其生长需要充足的氮素供应，而传统的氮肥施用不仅浪费资源，还会造成环境污染。因此，研究水稻土中氮素循环的微生物生态学是重要的。
水稻土中有许多细菌和古菌能够参与氮素循环，包括好氧氨氧化细菌和厌氧氨氧化古菌。这些微生物能够将氨气或铵离子转化为亚硝酸盐和硝酸盐，从而为水稻提供充足的氮素供应。然而，目前对水稻土中好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物的分子生态学知识还较为缺乏。
因此，本课题拟针对水稻土中好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物的分子生态学进行研究，以探究其多样性及生态功能的特点。
二、研究内容
（1）筛选水稻土中的氨(铵)氧化微生物：从不同来源的水稻土样品中筛选出好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物，利用微生物培养技术和分子生物学技术鉴定微生物种类及繁殖能力。
（2）构建水稻土中氨(铵)氧化微生物的分子生态学图谱：采用高通量测序技术对筛选出的好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物进行基因组和转录组测序，构建微生物的分子生态学图谱。
（3）研究水稻土中氨(铵)氧化微生物的多样性及群落结构特征：利用分子生物学技术分析水稻土中氨(铵)氧化微生物的多样性及群落结构特征，探究不同环境因素对微生物群落的影响。
（4）研究水稻土中好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物对氮素循环的功能：对水稻土中好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物进行氮素功能模拟实验，探究微生物对氮素流转的远程控制作用，及微生物与氮素流转的联合控制作用。
三、研究意义
（1）探究水稻土中好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物的分子生态学特征，能够进一步认识微生物群落的多样性及其在氮素循环中的作用。
（2）深入研究微生物与氮素流转的关系，有望为水稻节约化肥提供新途径，从而减少农业对环境造成的影响。
（3）提高对微生物群落的认识，为水稻土微生物肥利化应用提供依据，有望为未来水稻种植中的氮素管理提供理论依据。
四、预期成果
（1）鉴定出水稻土中的好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物，并测定其生物学特性。
（2）构建水稻土中氨(铵)氧化微生物的分子生态学图谱。
（3）研究水稻土中氨(铵)氧化微生物的多样性及群落结构特征。
（4）研究水稻土中好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物对氮素循环的功能。
（5）发表不少于3篇与课题相关的学术论文或专著。
五、研究方案
（1）采集不同源头的水稻土样品，进行好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物的分离和纯化。
（2）采用PCR技术将获得的微生物DNA进行16SrRNA基因测序分析或将所测序结果通过测序库搜索，并利用生物信息及统计学工具对其进行分类分析、多样性指数计算和物种分布模拟等分析。
（3）利用qPCR测定水稻土中好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物的盛行度，评估其在氨(铵)氧化过程中的作用。
（4）测定好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物的活性和氮素转化速率，进一步分析微生物与氮素的相互关系。
（5）生理生化和分子生物学等多学科技术探究好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物的功能和与氮素循环的关系。
（6）分析影响水稻土中氨(铵)氧化微生物群落结构的环境因素，如pH值、温度、水分等因素，寻找微生物的生态适应机理。
（7）撰写研究报告和学术论文，交流研究成果。
六、研究计划
第1年：开展微生物分离、纯化和鉴定工作，并进行16SrRNA基因测序；建立好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物分子生态学图谱。
第2年：研究水稻土中氨(铵)氧化微生物的多样性和群落结构特征，寻找环境因素和群落结构之间的关系；研究好氧及厌氧氨(铵)氧化微生物的氮素转化功能。
第3年：开展微生物与氮素流转的高通量测序和生理生化分析，探究微生物对氮素流转的远程控制作用，及微生物与氮素流转的联合控制作用。
第4年：总结研究结果，编写研究报告和学术论文，并参加有关学术会议，交流研究成果。
七、经费预算
总经费：100万元
包括劳务费、设备费、材料费、差旅费、间接费等。其中劳务费占60%左右，设备费占20%左右，材料费、差旅费和间接费占20%左右。
八、研究组成员及分工
组长：xxx
成员：xxx，xxx，xxx，xxx
分工：组长负责课题整体组织，计划、协调和监督项目实施；成员分别负责任务书中的各项具体研究内容。