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丛赤壳科分子系统学及基于基因组分析的DNA条形码筛选的开题报告

一、研究背景和意义

丛赤壳科（Acrocanthosaurus）是一类已灭绝的恐龙，属于疑鸟类恐龙。它们生活在约一亿三千万年前的白垩纪，生长于北美洲，其化石被发现于美国的俄克拉荷马州、德克萨斯州等地。目前已知的丛赤壳科化石有限，且尚未完全阐明其分类地位和演化关系。因此，丛赤壳科的分类研究，对于更好地了解这一类恐龙的生态、生物地理分布和进化历史具有重要意义。

传统的分类学主要根据形态特征进行分类，但由于化石保存情况的局限性，形态特征分类容易出现误判或漏判。而分子系统学中的DNA条形码技术，则可通过对物种的DNA序列进行分析，为物种的分类、鉴定和进化关系的研究提供新的途径。典型的DNA条形码通常选择线粒体COI基因作为分析标记，通过PCR扩增得到DNA的序列信息，再进行分析比对，即可对物种进行鉴定和分类。

另外，近年来，随着高通量测序技术的不断发展与应用，通过对整个基因组进行分析，可以更全面、深入地解析物种的进化历史、遗传多样性等信息。在丛赤壳科的分类和演化研究中，基于基因组分析的DNA条形码技术，无疑将为我们提供更加准确和详尽的数据和结论。因此，本研究旨在建立一套基于基因组分析的DNA条形码筛选方案，研究丛赤壳科的分类地位和演化关系。

二、研究内容和方法

本研究拟采用基因组测序技术，获取丛赤壳科物种的基因组数据，并选取线粒体COI基因作为DNA条形码标记，对其进行PCR扩增和测序，获得物种DNA序列信息。通过分析不同物种COI基因序列的变异情况，并结合基因组数据的支持，建立一套丛赤壳科物种鉴定和分类系统，并探究其演化关系。

具体操作步骤如下：

1.提取丛赤壳科物种的基因组DNA样品，通过高通量测序技术获得基因组数据。

2.选取线粒体COI基因作为DNA条形码标记，设计PCR引物，对不同物种进行扩增，获得COI基因的序列信息。

3.对不同物种的COI基因序列进行比对分析，选取合适的分析方法（如Neighbor-Joining法、Maximum-Likelihood法等），构建进化树。

4.通过基于基因组分析的DNA条形码数据和基因组数据，建立丛赤壳科分类系统，探究各物种间的演化关系。

5.利用建立的DNA条形码筛选方案，对已知和未知的丛赤壳科物种进行鉴定分类，验证该方案的准确性和可行性。

三、研究进度安排

（1）前期工作

1.文献查阅、资料收集和整理，对丛赤壳科分类和演化研究领域的前沿研究进行了解。

2.界定研究方向和任务，确定研究内容和方法，制定研究计划。

3.建立适合丛赤壳科物种测序和分析的基因组DNA提取、扩增和测序方案，并初步进行验证和优化。

（2）中期工作

1.选取不同种类的丛赤壳科物种，进行基因组测序，并对测序结果进行初步分析和质量控制。

2.对线粒体COI基因进行PCR扩增和测序，得到各物种的DNA条形码序列信息。

3.对DNA条形码序列信息进行比对、序列分析和进化树构建。

（3）后期工作

1.结合DNA条形码和基因组数据，建立丛赤壳科分类系统，并探究各物种间的演化关系。

2.利用建立的DNA条形码筛选方案，对已知和未知的丛赤壳科物种进行鉴定分类，对该筛选方案进行评估和分析。

3.撰写研究论文和报告，进行学术交流和评审。