M1557–75

换一种培养基，"哪个样品更多样"的答案会不会反过来

1 · 研究问题

用平板计数评估环境样品的微生物多样性时，结论有多大程度取决于你选了哪种培养基？把可培养的那一部分与显微镜直接计数比较，可培养比例是多少？在预先固定的样本、对照与统计口径下，主效应的方向、幅度和不确定度分别是多少，结论能否在独立留出数据或独立重复中成立？

2 · 研究背景与空白

背景。 这条课题研究的不是“能不能做出一个结果”，而是一个现有结论在测量误差、样本差异和外推条件改变后还能不能站住。核心逻辑是把观察量、真实目标量与混杂因素分开：先用已知答案校验工具，再固定对照和重复单位，最后用误差棒判断差异。只给一个最高分、一次演示或一条相关关系，不能说明方法在新样本上可靠。

已有工作到哪一步。 MCRO008（2026，Grand Award，"Sunscreen- and Plastic-Degrading Fungi in Coconut"） 摘要原文："More than 50 fungal isolates were recovered from the pollutant media, with a greater abundance of pollutant-degrading fungi grown from the high tannin fiber extracts"、"these results support a novel, tannin-driven environmental selection"。"高单宁提取物长出更多降解菌"这个结论完全由培养基与培养条件决定——单宁本身有抑菌性，它筛掉了什么，而不只是富集了什么，同样需要回答。 另一条：MCRO045（2026，Grand Award） 用 TCBS 单一选择性培养基定量弧菌丰度（7.15 × 10⁴ CFU g⁻¹），选择性培养基的回收率从来不是 100%，而摘要没有报告回收率。

空白在于：你贡献的是"培养基决定结论"的直接演示：取 3–4 个环境样品，各自在 3 种成分差异明显的培养基上铺板，统计菌落形态型丰富度与相对丰度；关键结果是：把样品按"多样性"排序时，不同培养基是否给出不同的排序。 同时用显微镜直接计数（美蓝或荧光染色）与平板计数比对，给出可培养比例（著名的"平板计数异常"，环境样品中常低于 1%）。若排序随培养基改变，则一大类学生环境微生物学项目的核心结论方式被证明不可靠——这个推论的适用面很广。 五字段原文的研究问句是：用平板计数评估环境样品的微生物多样性时，结论有多大程度取决于你选了哪种培养基？把可培养的那一部分与显微镜直接计数比较，可培养比例是多少？这适合一年期学生课题，因为可以把主任务裁成一个对象、一个主指标和一个独立复核；即使预期差异不出现，只要校验与统计功效过关，零结果仍能界定已有结论的适用边界。

3 · 可检验假设

H1 在加入本课题预先规定的控制、校正或独立验证后，主指标将沿五字段框架所述预期方向变化，且相对基线变化 ≥ 10% 或标准化效应绝对值 ≥ 0.5；若 95% 置信区间同时排除这两个门槛，则 H1 被否证。两种尺度只选与主指标有意义的一种，并在预实验前写死。

H2 若 H1 被否证，备择机制是假定原观察主要由测量误差、样本构成、基础率、时间漂移或未控制混杂驱动；比较“仅含原变量”与“加入机制变量”的模型，若主效应方向改变或绝对值下降 ≥ 20%，则支持机制解释，否则报告当前分辨率下未找到证据。

4 · 量化验收标准

方法学校验硬门槛。 用自建管线、装置或代码重跑一个答案已知的合成算例/标准样；主量反算偏差须 ≤ 5%。不过关则停止，且后续全部结论无效。
统计口径预先写死。 独立样本、技术重复和连续观测分开计数；测量类每个关键条件至少 3 次独立重复，技术重复只估计仪器噪声，并用误差传播或方差分量合成不确定度。极不平衡分类主报 PR-AUC、precision、recall，不以 accuracy 为主，因为全猜多数类也会虚高；时间序列按时间划分并把随机划分仅作泄漏对照。
正式采集前固定主指标、排除规则、对照、效应方向与 10%（或标准化效应 0.5）判据；报告全部独立重复、效应量和 95% 置信区间，不只报 p 值或最佳一次。
至少完成一项阴性对照和一项敏感性分析；改变关键阈值、预处理或模型选择时，主结论不得仅由单一任意选择决定。
用独立批次、独立留出段或第二种原理不同的方法复核主量；不一致时优先报告不一致与误差预算，不平均成一个“更好看”的数字。
可复现性。 保存原始数据、清洗记录、参数、环境版本、随机种子、脚本和排除日志；第三方应能重建主表与主图。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
研究对象与主问题	用平板计数评估环境样品的微生物多样性时，结论有多大程度取决于你选了哪种培养基？把可培养的那一部分与显微镜直接计数比较，可培养比例是多少？
原创切口	你贡献的是"培养基决定结论"的直接演示：取 3–4 个环境样品，各自在 3 种成分差异明显的培养基上铺板，统计菌落形态型丰富度与相对丰度；关键结果是：把样品按"多样性"排序时，不同培养基是否给出不同的排序。同时用显微镜直接计数（美蓝或荧光染色）与平板计数比对，给出可培养比例（著名的"平板计数异常"，环境样品中常低于 1%）。若排序随培养基改变，则一大类学生环境微生物学项目的核心结论方式被证明不可靠——这个推论的适用面很广。
前作与对照基准	MCRO008（2026，Grand Award，"Sunscreen- and Plastic-Degrading Fungi in Coconut"）摘要原文："More than 50 fungal isolates were recovered from the pollutant media, with a greater abundance of pollutant-degrading fungi grown from the high tannin fiber extracts"、"these results support a novel, tannin-driven environmental selection"。"高单宁提取物长出更多降解菌"这个结论完全由培养基与培养条件决定——单宁本身有抑菌性，它筛掉了什么，而不只是富集了什么，同样需要回答。另一条：MCRO045（2026，Grand Award）用 TCBS 单一选择性培养基定量弧菌丰度（7.15 × 10⁴ CFU g⁻¹），选择性培养基的回收率从来不是 100%，而摘要没有报告回收率。；仅用于校验与对比，不计入本项目的数据贡献
数据/样本	需核实：可取得数量、独立单位、标签/测量定义、许可与缺失情况；未确认内容不得写成已具备
分析工具	纯 CPU、16 GB 笔记本可运行的开源工具优先；需核实版本、许可、输入格式、分组/时序划分和不确定度输出能力
校验材料	已知答案的合成数据、标准样或公开基准；仅用于校验与对比，不计入本项目的数据贡献
风险边界	需实验室 + Form 6A + SRC 事前批准。注意一个容易误判的点：规则豁免"未在利于微生物生长的培养基中富集的水或土壤微生物"——但本课题的核心就是在培养基上培养，所以豁免不适用。最便宜的规避方式：无——这条必须走完整审批。最可能死在显微直接计数（需要相差显微镜或荧光染色）。若器材不足，可退到只做"三种培养基的排序一致性"，去掉可培养比例那一半，可行性上升但意义下降。

6 · 方法路径

装环境或搭装置，跑通已知答案算例并完成校验。 锁定版本、单位、坐标/标签定义和误差计算；反算偏差 >5% 时只修方法，不进入正式样本。
核实工具能力边界并逐条排查静默失败点。 五字段原约束为：需实验室 + Form 6A + SRC 事前批准。注意一个容易误判的点：规则豁免"未在利于微生物生长的培养基中富集的水或土壤微生物"——但本课题的核心就是在培养基上培养，所以豁免不适用。 最便宜的规避方式：无——这条必须走完整审批。最可能死在显微直接计数（需要相差显微镜或荧光染色）。若器材不足，可退到只做"三种培养基的排序一致性"，去掉可培养比例那一半，可行性上升但意义下降。 此外检查单位或标签错位、全数据预处理泄漏、相关观测冒充独立 n、缺失值静默填 0、默认参数改变口径、输出正常但物理量方向或尺度错误；每项用最小反例测试，不能以“软件未报错”作为通过。
预注册最小设计。 把主问题收敛为一个对象、一个主指标、一个主要对照；写死样本单位、重复数、阈值、排除规则和降级触发条件。
采集或整理正式数据。 保留原始输入与时间戳/批次，盲化能盲化的标签；协议偏离当天登记，不覆盖原记录。
估计主效应与不确定度。 同时报原口径与校正口径，给出误差棒、效应量、失败样本和敏感性曲线；分类、时序或测量问题按 §4 执行。
检验 H2 与边界条件。 H1 不成立时不临时换题，而是量化测量误差、样本构成、基础率、时间漂移或混杂能解释多少。
独立交叉校验。 使用独立批次、留出时间段或第二种原理不同的方法复算主量；失败时以“不一致”为主结果，不选择性保留支持预期的路径。

7 · 新颖性边界

本课题不声称什么： 不声称首次进入该主题，不声称重新发现或推翻前作，也不把前作的项目编号、年份、奖级、引文和数字据为本项目结果；具体已有工作是：MCRO008（2026，Grand Award，"Sunscreen- and Plastic-Degrading Fungi in Coconut"） 摘要原文："More than 50 fungal isolates were recovered from the pollutant media, with a greater abundance of pollutant-degrading fungi grown from the high tannin fiber extracts"、"these results support a novel, tannin-driven environmental selection"。"高单宁提取物长出更多降解菌"这个结论完全由培养基与培养条件决定——单宁本身有抑菌性，它筛掉了什么，而不只是富集了什么，同样需要回答。 另一条：MCRO045（2026，Grand Award） 用 TCBS 单一选择性培养基定量弧菌丰度（7.15 × 10⁴ CFU g⁻¹），选择性培养基的回收率从来不是 100%，而摘要没有报告回收率。

已有工作做到哪一步： 五字段证据表明前作已完成其原始对象、方法或性能演示；本项目完整保留这条事实，不把摘要未写出的信息推断为“没有做”。数据集、器材规格、价格、货期或外部文献的任何补充均标为“需核实”。

本项目贡献（属「评价维度转换」；若使用全新独立对象则同时属「新样本独立检验」，若核心是校准与脚本则同时属「方法可复现性贡献」）： 你贡献的是"培养基决定结论"的直接演示：取 3–4 个环境样品，各自在 3 种成分差异明显的培养基上铺板，统计菌落形态型丰富度与相对丰度；关键结果是：把样品按"多样性"排序时，不同培养基是否给出不同的排序。 同时用显微镜直接计数（美蓝或荧光染色）与平板计数比对，给出可培养比例（著名的"平板计数异常"，环境样品中常低于 1%）。若排序随培养基改变，则一大类学生环境微生物学项目的核心结论方式被证明不可靠——这个推论的适用面很广。 主结论是原结论在预注册控制与独立复核下的效应幅度及适用边界，不是附带造一个更复杂模型或装置。

为何有价值： 它把“看起来有效”转换为“在多大误差、何种样本和什么阈值下仍有效”。差异不显著同样是有效结论，但必须给出误差棒证明有能力分辨预注册的 10% 相对变化或标准化效应 0.5；置信区间过宽只能写“测不出来”。

8 · 决策门槛（go / no-go）

第 5 周末必须同时满足：校验偏差 ≤ 5%、至少取得计划独立样本的 20%、主指标能从原始输入稳定重算。任一不满足，立即启动具名降级路径 “单对象能力边界标定”：砍掉多对象/多模型比较，只保留最可得的一种对象、一个主指标和一个独立复核，转而报告误差、敏感性与最小可分辨效应；主结论仍是“原结论在什么条件下站得住”。

与“附属赛后不得修改”的冲突点：主指标、阈值、样本排除、对照、预处理和降级触发条件必须赛前定死。须提前核实： 需实验室 + Form 6A + SRC 事前批准。注意一个容易误判的点：规则豁免"未在利于微生物生长的培养基中富集的水或土壤微生物"——但本课题的核心就是在培养基上培养，所以豁免不适用。 最便宜的规避方式：无——这条必须走完整审批。最可能死在显微直接计数（需要相差显微镜或荧光染色）。若器材不足，可退到只做"三种培养基的排序一致性"，去掉可培养比例那一半，可行性上升但意义下降。 同时核实许可、设备/软件真实能力、场地、表格和采购可得性。已知困难及其定位：这些限制就是能力边界，不用未经核实的规格填补。选择前提：学生愿意做重复、校验和零结果解释。预算裁剪顺序：先砍多模型/多材料，再砍次要指标，再砍展示性装置；不得砍校验、主要对照、独立重复和交叉验证。

净实验窗口按 2026-08 至 12 月约 3–4 个月规划。按实际对象核实合规：附属赛后项目不得更改；展台禁液体（含水）、土壤、玻璃、锐器、化学品、干燥粉末、>100 Wh 电池和通电无人机，禁网址与二维码；家中不得培养任何潜在危险生物制剂；涉及脊椎动物、人类受试者、激光、高真空或 SDS 标注的致癌致畸化学品时，须在相应动作前确认审批。AI 不得用于撰写研究计划、摘要、展板或引文。

评分： O=6, W=8, F=5, S=6, Fit=9 → base=66.4，h=9 → [57, 75]，置信度：中

已淘汰方向（附否决依据）

方向	否决依据
任何形式的抗生素耐药性研究	合规红线，整类淘汰。禁止插入抗性性状、禁止筛选影响治疗的性状、禁止设计或筛选 MDRO；培养临床意义 MDRO 须 RRI + BSL-2 + IBC 书面审批。语料里 MCRO029、MCRO033、MCRO011T、MCRO017、MCRO037、MCRO025 六个获奖项目全部踩在这条线上或线内侧——它们获奖不代表你能做。
噬菌体治疗耐药菌	同上（MCRO011T 针对碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌）。噬菌体本身没问题，宿主是耐药菌就有问题——见 M4，把宿主换成 K-12 即可保留噬菌体方法学课题。
结核分枝杆菌营养缺陷株诱导训练免疫	BSL-2 + RRI。MCRO043（2025 Grand Award）摘要自承 "BSL-2 approved"，且用 RAW 264.7 巨噬细胞系与 Stat3⁻/⁻ 敲除株。无 RRI 不可行。
衣原体细胞毒素 / 土拉热杆菌分泌系统	BSL-2 + RRI + 生物威胁剂。MCRO013（2026 Grand + Special）在 HeLa 里做 Cm/Ctr 感染；MCRO032（2025 Grand Award）研究 CDC 一级生物威胁剂 F. tularensis。学生不可及。
cryo-EM 解析鞭毛马达	MCRO021（2026 Grand Award）用原位单颗粒 cryo-EM 与冷冻电子断层成像。器材层级根本不在中学可及范围。
家庭环境的任何微生物培养	合规红线。规则原文点名"连 BSL-1 和 C. elegans 都不行"。这一条比任何新颖性问题都先生效。
有害藻华期间的水样采集	2027 新增禁令。须由合格人员代采，且必须在 BSL-2 实验室、BSL-2 条件下检测。见 M3：用市售纯培养绿藻。
EBV / 登革 / Burkitt 淋巴瘤的病毒学与疫苗设计	MCRO042、MCRO055（2025）、MCRO039T（2026）已多方向占位；且均需哺乳动物细胞培养或 CHO 转染（BSL-2 级组织培养 + Form 6A/6B）。纯计算的表位预测部分不受限，但那一段应归 CBIO 或 CELL。

自己继续找题

取证工具：

bash python3 /Volumes/Mac-Mini/workspaces/tian2-edu/ISEF-Research-Topics/analysis/mine_isef.py --cat MCRO --awarded-only "关键词"

覆盖 ISEF 2022–2026 五届。2025–2026 含完整摘要，2022–2024 只有标题——标题级的命中不能用来断言"这个方向空着"，必须回原文核对。

完整摘要在这两个目录的 manifest.json 里（字段：title、description、awards、category_code）：

/Volumes/Mac-Mini/workspaces/tian2-edu/ISEF-Scrape/output/projects-2025-full/2025/MCRO/
/Volumes/Mac-Mini/workspaces/tian2-edu/ISEF-Scrape/output/projects-2026-awards/2026/MCRO/

🔴 铁律：每条课题必须派生自一个你亲自读过完整摘要的真实获奖项目。 严禁凭印象或只读标题就断言"某项目做了/没做 X"。被评委用原文当场驳倒是最致命的翻车方式。

检查顺序（本类目要把第 4 步提到第 1 步）：

🔴 合规先行 —— 家中禁培养任何生物制剂（含 BSL-1、C. elegans）；抗性菌整类封死；BSL-2 必须 RRI。先确认"我有没有实验室、什么等级、谁监督"，再谈课题。 这一步能砍掉本类目一半以上的想法，且零成本。
器材/表征能否达到所需精度 —— 写下你打算声称的那句话，问"证明这句话需要哪台仪器"。M9 就是被 FTIR 卡到 F=5 的。
时间窗口是否覆盖所需周期 —— 净窗口 3–4 个月，且 PHBA 项目的 SRC 事前批准要额外扣掉 2–6 周。微生物本身长得快，但审批不快。
ISEF 近五届有无同题 —— 注意本类目有多组同一参赛者两届连获（弧菌/BALO 一组、珊瑚益生菌/噬菌体一组、蚂蚁酶堆肥一组），撞上等于正面迎击两年的积累。用 mine_isef.py 按关键词检索即可看到这些项目编号。

本类目找题的正确顺序：先问"我在哪做实验、谁签字"，再问新颖性。 本文件里 F ≥ 8 的三条（M5、M7、M11）中有两条是纯计算——这不是巧合，这是没有 RRI 的学生在微生物学里最诚实的一条路。 如果你确实有 BSL-1 学校实验室与受训监督人，M1、M2、M10、M12 是性价比最高的四条。