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一、高通量时代的宏基因组学研究

1.应用于宏基因组学研究的 NGS 平台

    1.1Roche/454 GS   FLX Titanium

    1.2HiSeq 2000

    1.3PacBio RSII

2.   实验流程

    2.1实验设计

      2.1.1   Amplicon-based: 细菌 16S rRNA，古菌 16S rRNA，真菌 ITS， 真菌 18S

      2.1.2Whole   meta-genome or whole meta-transcriptome

    2.2 建议测序量

    2.3样本采集流程，水体、粪便、肠道内容物、土壤、物体表面、口腔

3.   生物信息学分析结果解析

    3.1测序结果评估，数据统计、OUT 聚类、稀释性曲线（Rarefaction curve），指数分析

（Alpha-diversity）、OUT 分类学分析（Taxonomy）

    3.2群落结构及丰度分析：Shannon index 曲线、Rank_abundance 曲线、样本群落组成   分析、样品 OUT 分布 Venn 图、Heatmap 图、PCR 主成分分析

    3.3分类学和进行关系分析：系统发生进化树、UniFraction PCoA、UnifracTree、NMDS、 RDA/CCA

4.   生物信息学数据分析工具

    4.1序列质量控制（quality control）: fastqc

    4.2序列组装（Metagenomic assembly tool）: MetaVelvet;   Meta-IDBA; Genovo; Bambus 2

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

    4.4多样性分析（Microbial diversity analysis）: MLST;   Axiome; PHACGS

    4.5功能注释（Functional annotation）: RAMMCAP

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

    4.7聚类（Binning）: TETRA; MetaCluster; Phymm

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

5.   宏基因组勘探（Prospecting metagenomes）:

5.1Substrate   induced gene expression (SIGEX)

5.2Metabolite   regulated expression (METREX)

    5.3Product   induced gene expression (PIGEX)

6.   案例分析，大型宏基因组项目

6.1Human   microbiome

6.2   Earth Microbiome