湖泊沉水植物附着细菌群落及关键功能基因多样性的研究的任务书.docx

湖泊沉水植物附着细菌群落及关键功能基因多样性的研究的任务书
任务书
任务名称：湖泊沉水植物附着细菌群落及关键功能基因多样性的研究
任务目的：
本研究旨在探究湖泊沉水植物的附着细菌群落及关键功能基因的多样性，了解其与湖泊营养状态、水质等环境因素的关系，为湖泊生态系统的保护和管理提供科学依据。
任务内容：
1.采样：选取若干个湖泊作为样品，每个湖泊随机选取数个沉水植物，收集其表面的生物膜样品，以及相应湖泊水样。
2.附着细菌群落分析：采用高通量测序技术分析各样品中附着细菌群落的组成和多样性，并比较不同湖泊和不同植物的差异。
3.关键功能基因分析：选取氮循环和磷循环中的关键功能基因，采用PCR扩增和克隆测序技术分析各样品中这些基因的多样性和分布情况，并与附着细菌群落进行相关性分析。
4.环境因素测量：测量各湖泊的水质指标，包括溶解氧、pH、总磷、总氮等，分析这些指标与附着细菌群落和关键功能基因多样性的关系。
任务计划：
1.采样计划：计划在每个湖泊随机选取5个沉水植物进行样品采集，同时收集每个湖泊的水样，共计采集30个沉水植物样品和30个湖泊水样。
2.附着细菌群落分析计划：选用IlluminaMiSeq或者454pyrosequencing高通量测序平台对样品进行测序，提取16SrRNA基因V4区域序列进行附着细菌群落分析，每个样品至少测序10,000条。分析差异统计时使用较为广泛且稳定的计算方法。分析方法可使用基于Unifrac距离矩阵进行非参数多重比较（ANOSIM）、半径稳定性分析（StableRadius），并进行Alpha和Beta多样性指数的计算。
3.关键功能基因分析计划：选取amoA、nirK、nirS、nrfA、phoX等关键功能基因进行PCR扩增（或使用特定菌株的产物）并克隆测序，按数量随机选取至少40个克隆体进行测序，获得每个样品至少120个序列。分析得到的序列，进行分类和构建谱系，计算物种多样性指数和Alpha，Beta多样性指数。
4.环境因素测量计划：测量各湖泊的水质指标，包括溶解氧、pH、总磷、总氮等，每个湖泊3个不同水深水样采集并混合，使用标准实验方法测量，记录数据。
任务评估：
本研究的成果将反映出湖泊沉水植物附着细菌群落及关键功能基因多样性的分布和变化规律，为湖泊生态系统的保护和管理提供科学依据。在任务完成后，应编写研究报告，对研究结果进行总结并提出相应保护建议。同时，可以根据研究成果进行授权专利申请、发表科研论文等，并可进一步开展相关研究工作。
任务执行人员：
本研究需开展人力和物力资源协同合作，主要包括以下几个方面：
1.实验室工作：找出关键的基因，克隆扩增并测序，分离培养微生物、测定相关基因的功能鉴定，实验室数据的管理与处理等。
2.野外工作：将样品采集到实验室，记录湖泊的环境和样品的信息，保证采集的质量和准确性，规范化安全化要求。
3.数据分析：对采集的样品及其相关数据进行分析，并生成相应的图表和报告。
由此，本研究需要招聘具备微生物学、分子生物学、环境科学和数据分析等领域知识和技能的研究人员，分工合作，完成本项目。