一、微生物組學(xué)研究趨勢與方法

1、單菌不同水平（如DNA、RNA、蛋白等）的研究趨勢和方法

2、如何利用這些組學(xué)研究的內(nèi)容

二、序列組裝和功能分析---DNA水平

1、如何利用和比較illumina和454數(shù)據(jù)在序列組裝上的優(yōu)缺點。

2、如何利用Sanger測序的結(jié)果進(jìn)行PCR補洞

3、基于組裝好的序列進(jìn)行組分（基因、功能元件、非編碼RNA等）和功能分析

4、微生物分析內(nèi)容和方法

5、討論如何聯(lián)合DNA和RNA分析結(jié)果形成真正的trans研究

三、微生物基因組

1、微生物基因組學(xué)的發(fā)展歷史和前沿科學(xué)問題

2、 微生物群落和宏（元）基因組學(xué)

2.1 微生物群落的動態(tài)平衡

2.2 人體微生物群落特征

2.3 微生物群落和疾病

3、病原菌泛基因組學(xué)和進(jìn)化研究

3.1 微生物基因組的特征

3.2 基因相互作用網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

3.3 生態(tài)環(huán)境與種群基因組進(jìn)化

4、病原菌轉(zhuǎn)錄組和單細(xì)胞研究

4.1 單細(xì)胞研究的必要性和需要注意的問題

4.2 病原菌在壓力條件下，單細(xì)胞的基因表達(dá)和調(diào)控

5、從微生物基因組學(xué)的角度理解病原菌致病性

5.1 致病菌的基因組特征和進(jìn)化

5.2 微生物群落對致病菌的控制作用

5.3 環(huán)境因素誘導(dǎo)基因表達(dá)對致病性的影響

一、高通量時代的宏基因組學(xué)研究

1.應(yīng)用于宏基因組學(xué)研究的 NGS 平臺

????1.1Roche/454 GS FLX Titanium??1.2HiSeq 2000???1.3PacBio RSII

2. 實驗流程

????2.1實驗設(shè)計

????2.1.1 Amplicon-based: 細(xì)菌 16S rRNA，古菌 16S rRNA，真菌 ITS， 真菌 18S

????2.1.2Whole meta-genome or whole meta-transcriptome

????2.2 建議測序量

????2.3樣本采集流程，水體、糞便、腸道內(nèi)容物、土壤、物體表面、口腔

3. 生物信息學(xué)分析結(jié)果解析

????3.1測序結(jié)果評估，數(shù)據(jù)統(tǒng)計、OUT 聚類、稀釋性曲線（Rarefaction curve），指數(shù)分析（Alpha-diversity）、OUT 分類學(xué)分析（Taxonomy）

?3.2群落結(jié)構(gòu)及豐度分析：Shannon index 曲線、Rank_abundance 曲線、樣本群落組成 分析、樣品 OUT 分布 Venn 圖、Heatmap 圖、PCR 主成分分析

????3.3分類學(xué)和進(jìn)行關(guān)系分析：系統(tǒng)發(fā)生進(jìn)化樹、UniFraction PCoA、UnifracTree、NMDS、 RDA/CCA

4 ?生物信息學(xué)數(shù)據(jù)分析工具

????4.1序列質(zhì)量控制（quality control）: fastqc

????4.2序列組裝（Metagenomic assembly tool）: MetaVelvet; Meta-IDBA; Genovo; Bambus 2

????4.3Short read alignment and mapping to reference genome: Bowtie; BWA; SOAP3; mrsFAST

????4.4多樣性分析（Microbial diversity analysis）: MLST; Axiome; PHACGS

????4.5功能注釋（Functional annotation）: RAMMCAP

????4.6基因注釋（ Gene annotation/gene calling ） : FragGeneScan; MetaGeneMark; MetaGeneAnnotator

????4.7聚類（Binning）: TETRA; MetaCluster; Phymm

????4.8一站式服務(wù)器（Automated platforms/servers for comparative and functional analysis）: MG-RAST; MEGAN 4; CAMERA; GALAXY

5 ?宏基因組勘探（Prospecting metagenomes）:

5.1Substrate induced gene expression (SIGEX)

5.2Metabolite regulated expression (METREX)

????5.3Product induced gene expression (PIGEX)

6 ?案例分析，大型宏基因組項目

6.1Human microbiome?

????6.2 Earth Microbiome