厌氧乙烷氧化古菌mcrA基因特异性引物设计开题报告

1. 研究目的与意义

乙烷是天然气中除甲烷外含量第二丰富的成分，与甲烷类似，它的化学性质比较稳定，在厌氧条件下很难发生反应。然而，研究人员近期却在实验室内富集出了硫酸盐还原-厌氧乙烷氧化菌群。基因组学、蛋白组学及代谢物研究发现，菌群中的Candidatus Argoarchaeum ethanivorans古菌主要通过MCR酶来催化厌氧乙烷氧化的第一步。该菌群的发现，填补了我们对于自然环境中厌氧烷烃氧化微生物的认识空白，也拓展了我们对碳循环微生物的认识。由于mcrA为MCR酶的功能基因之一，也被认为是MCR酶的功能标志基因。因此，本课题聚焦该乙烷氧化古菌的mcrA基因特异性引物设计，以期获得较好的特异性引物，可用于后期对Candidatus Argoarchaeum ethanivorans古菌在自然环境或实验室富集菌群中的存在分布做检测。

2. 研究内容和预期目标

论文主要以该新发现的Candidatus Argoarchaeum ethanivorans古菌为研究对象，在基因数据库中下载其基因组序列、找出其上的mcrA基因序列；同时下载NCBI数据库中其它微生物的mcrA基因。对所获得的所有mcrA序列进行比对分析，找出差异性序列区域用于引物设计。并不断优化引物参数及引物特异性，直至获得较优的Candidatus Argoarchaeum ethanivorans古菌mcrA引物。

3. 研究的方法与步骤

1.在ncbi数据库中搜索该乙烷氧化古菌（candidatus argoarchaeum ethanivorans）的全基因组序列，找到基因组上mcra对应的碱基序列。

2. 在ncbi中搜索mcra基因序列，下载尽可能多的mcra序列。

3. 在mega软件中，输入要分析的mcra序列（乙烷氧化古菌和其它所有下载的mcra序列），进行比对分析。根据比对分析结果，找到差异性最大的区域（以乙烷氧化古菌为主要观测对象）。

4. 参考文献

(1) chen sc, musat n, lechtenfeld oj, etal. anaerobic oxidation of ethane by archaea from a marine hydrocarbon seep.nature. 2019, 568: 108-111.

(2) zhou zc, han p, gu jd. new pcr primersbased on mcra gene for retrieving more anaerobic methanotrophic archaea fromcoastal reedbed sediments. applied microbiology and biotechnology. 2014, 98(10): 4663-4670.

(3) lever ma, teske ap. diversity ofmethane-cycling archaea in hydrothermal sediment investigated by general andgroup-specific pcr primers. applied microbiology and biotechnology. 2015, 81(4): 1426-1441.

5. 计划与进度安排

2022.2.1~2022.3.10接受毕业设计任务书，查阅资料，翻译外文翻译。

2022.3.11~2022.3.22编写开题报告。

2022.3.23~2022.5.17开展课题研究工作，编写毕业论文初稿。