从单基因到基因组研究河湾流域稀有和优势微生物演替规律与机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41806140
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0605.海洋生态学与环境科学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Recent advances in high-throughput sequencing technologies revealed that microbial communities are characterized by a few number of dominant taxa in high abundance and a long tail of rare taxa in low abundance. Some rare taxa may conditionally bloom under favorable environmental conditions and conduct important eco-processes. Yet, more studies are needed to explore how dominant and rare taxa change among communities, so as to understand the succession of microbial community structures and further explore their ecological functions. Coastal urban areas are land-sea transitional zones with complex natural and anthropogenic disturbances. The microbial community structure in coastal waters and sediments changes spatially and temporally under such environmental stress. Thus, they present unique ecosystems allowing us to study ecological succession of rare and dominant prokaryotes. In this study, we will investigate the microbial community structure in the waters and sediments of Shenzhen River-Bay Watershed in order to reveal the roles and contribution of rare and dominant prokaryotes by 16S rRNA/rDNA gene, metagenome and metatranscriptome sequencing. First, microbial community structures will be studied through 16S rRNA/rDNA gene sequencing to examine whether rare and dominant taxa show similar or different spatiotemporal succession patterns along a river-bay continuum. Next, we also attempt to explore how dominant and rare taxa change among communities, and reconstruct the genomes of key species with abundance varying from rare to dominant from the metagenomic and metatranscriptomic data, and their ecological functions and stress-adaptation mechanisms will be analyzed. This study will allow us to have a better understanding of the succession patterns, metabolic potentials and ecological roles of rare and dominant microbes in Shenzhen River-Bay Watershed.
随着高通量测序技术快速发展,人们认识到微生物群落由少量高丰度的优势类群和大量低丰度的稀有类群组成。在适宜的环境条件下,稀有类群可转换为优势类群,主导重要生态过程。然而,稀有和优势微生物转换过程、演替规律和生态功能有待进一步研究。滨海城市河流-海湾区域作为陆海交互区,受人类活动干扰程度高,其中微生物群落时空演替活跃,为研究群落演替规律提供了理想环境。本研究以深圳河湾流域为研究区域,将扩增子、宏基因组及宏转录组三种组学手段结合,试图揭示稀有和优势微生物群落在河湾流域生态系统中的作用与贡献:1)采用16S rRNA和rDNA高通量测序考察稀有微生物群落沿河流-海湾连续体是否存在与优势微生物群落一样的时空演替规律;2)研究发生优势和稀有转换微生物的时空演替特征,在基因组和转录组水平明确参与转换的典型微生物功能及适应机制。本研究将有助于更加深入认知河湾流域稀有微生物群落演替规律、代谢潜能及生态作用。

结项摘要

浮游生物是水生态系统的重要组成部分,包括浮游植物、浮游动物、浮游细菌等类群,在维持水生态系统功能和过程中发挥重要作用。在全球变化背景下,河湾生态系统正经历着物种多样性和生态系统完整性的快速丧失阶段。然而,我们对河湾浮游生物的地理分布格局和影响其多样性的生态因子了解还十分有限。本研究综合采用分子生物学方法研究典型亚热带河湾浮游生物群落组成特征,并对导致微生物群落变化的地理和环境因子进行解析,揭示浮游生物时空分布规律和可能的生态学驱动机制。主要研究内容和结果如下:.自由生和颗粒附着态微生物在水生态系统的营养物质循环中扮演着重要的角色。然而,对它们的构建过程、功能及相互作用知之甚少。基于Illumina高通量测序方法分析干季和湿季分粒径浮游生物样本,本研究调查深圳河湾系统浮游细菌和古菌群落构建过程及共现性。结果发现细菌和古菌群落具有明显的分布格局,群落组成随粒径(自由生vs.颗粒附着态),生境(河流vs.河口)和季节(干季vs.湿季)不同而存在明显差异。尽管决定性因素和随机性因素都显著影响细菌和古菌群落构建过程,中性模型揭示细菌群落比古菌群落具有更强的随机性。零和模型显示,同质选择对自由生浮游细菌构建的贡献较高,而其对颗粒吸附态古菌的贡献较高。细菌和古菌群落组成变化及构建过程与盐度和水温关系最为密切。包含非性线关系的网络分析结果显示,相比自由生微生物群落,颗粒吸附态微生物群落内部物种之间具有更强的连接性。这些发现扩展了当前对海湾生态系统分粒径浮游生物动态和其驱动机制以及细古菌相互作用的认知。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于二级混沌映射的OFDM安全传输方案
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    通信学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王颖;张晓忠;曾娟;汪永明
  • 通讯作者:
    汪永明
基于频域迭代判决反馈均衡的低复杂度FTN接收机
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    通信学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾娟;王颖;李晓娜;王中方;汪永明
  • 通讯作者:
    汪永明

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码