宏基因组学研究反刍动物瘤胃纤维降解基因及其功能开题报告

 2023-02-16 09:06:57

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

宏基因组学，又称微生物环境基因组学，是一种以环境样品中的微生物群体基因组为研究对象，以功能基因筛选和测序分析为研究手段，以微生物多样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系及与环境之间的关系为研究目的的新的微生物研究方法[1],在研究瘤胃微生物菌群结构和开发瘤胃微生物资源上展示出强劲的优势。

瘤胃微生物生态群落是一个非常复杂的生物体系,有着巨大的基因资源以及丰富的生态资源，特别是粗纤维降解基因资源。

纤维物质是地球上分布最广、含量最丰富的碳水化合物。

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2. 研究的基本内容和问题

研究目标：研究反刍动物瘤胃内高效降解纤维的基因，探讨瘤胃内高效降解纤维基因的功能。

研究内容：1）反刍动物瘤胃宏基因组数据收集与整理从MG-RAST宏基因组数据库中搜索瘤胃宏基因组数据，选择序列计数百万以上的数据，分别下载其原始数据及氨基酸序列数据。

2）瘤胃宏基因组基因的氨基酸序列的注释将下载到的氨基酸序列上传到dbCAN即自动化碳水化合物活性酶注释的网络服务器和数据库，利用数据库对给定宏基因的碳水化合物活性酶自动注释功能，对基因组进行注释。

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3. 研究的方法与方案

1）反刍动物瘤胃宏基因组数据收集与整理从MG-RAST宏基因组数据库上搜索瘤胃宏基因并下载其原始数据以及基因的氨基酸数据。

整理数据的基本信息包括序列的平均长度、bp计数、长度最大值、长度最小值、序列计数、标准偏差长度等。

2）瘤胃宏基因组基因的氨基酸序列的注释通过dbCAN即由美国能源部生物能源科学中心资助的自动化碳水化合物活性酶注释的网络服务器和数据库。

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4. 研究创新点

通过分析宏基因组数据库中反刍动物瘤胃宏基因组数据，并对其基因的氨基酸序列进行碳水化合物活性酶的注释，研究反刍动物瘤胃内高效降解纤维的基因及其功能，为进一步研究瘤胃粗纤维的降解提供依据。

5. 研究计划与进展

2017年12月底完成对于宏基因组学及动物瘤胃纤维降解的相关文献的搜集、查阅和整理2018年2月底完成相关瘤胃宏基因组数据下载及宏基因组基因氨基酸序列的碳水化合物活性酶的注释2018年4月中旬完成碳水化合物活性酶的注释结果的数据分析及整理并分析主要的基因功能2018年5月底完成论文撰写之后进行答辩的相关准备工作

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