宏基因组分析专题研讨班

日期

授课题目

授课内容

第一天

宏基因学研究的发展和挑战

1、宏基因组研究的发展历史

2、典型的宏基因组研究及应用

3、两种宏基因组研究的策略

4、宏基因组数据分析中的挑战

5、数据分析过程中的编程简介

宏基因组实验技术

1.宏基因组学简介（相关概念，主要研究内容，3大宏基因组学研究计划等）

2.样品采集及meta DNA提取（不同来源样品如何采集、保存、运输等，细胞富集、破碎以及DNA提取与检测的方法和相关注意事项）

3.基于16S rRNA基因的实验策略（16S扩增引物选择、快速文库制备、筛选策略的选择等）

4.基于全基因组测序的实验策略（克隆文库构建、高通量测序文库制备及质量检测）

5.功能宏基因组实验策略（荧光标记物的选择，流式细胞仪简介及细胞分选原理，微流控芯片工作流程，单细胞实验流程等）

第二天

基于16s rRNA测序的宏基因组数据分析技术

1、16S rRNA简介

2、研究案例

3、16S rRNA测序分析的一般流程

4、数据资源及软件工具介绍

5、不同测序数据分析的比较

6、其他软件介绍与操作

基于shotgun测序的宏基因组数据分析技术

一、宏基因组学背景

1 宏基因组的概念

2 宏基因组的研究内容

3 宏基因组的探索历程

4 当前宏基因组研究的策略

二、WGS测序分析的一般流程

1 流程概览

2 文库构建和测序方式选择

3 质量控制和污染序列去除

4 序列整合和分选

5 NR-BLAST和MEGAN分析

6 序列拼接和基因预测注释

7 循环处理

三、经常使用的数据资源和工具（重点）

1 NR/MG-RAST和reference

2 RAPSearch和alignment

3 MEGAN和classification

4 SOAP-denovo和assembly

5 BWA/inGAP和mapping

四、数据统计与结果展示（重点）

1 测序量和拼接效率

2 从比对文件中提取信息

3 物种/功能分类和组成

4 群落结构多样性

5 聚类和相关性

6 其它⋯⋯

五、WGS测序分析的典型案例

1 人类微生物组计划-HMP

2 地球微生物组计划-EMP

3 反刍动物胃宏基因组

4 环境病毒组和噬菌体

5 从相关案例看WGS的优势

六、一些工具的操作演示（上机）

第三天

宏基因组研究的难点：宏基因组拼接非拼接策略的数据分析

1.宏基因组拼接必要性

2.基因组拼接组装算法原理和流程

3. 宏基因组拼接的特点及难点

4. 基于非拼接的宏基因组研究策略

5.上机操作，演示SOAPdenovo2, MetaIDBA， SPAdes等软件的使用

QIIME在宏基因组分析中的应用（上机操作）

1、完整讲解基于16sr RNA的宏基因组数据流程：

2、测序原始数据（raw data）的质量控制（重点）

3、干净数据（clean data）的格式修正（重点）

4、使用QIIME（Quantitative Insights Into Microbial Ecology）软件进行具体的数据分析并对分析结果进行解读（重点）