一、宏基因组学概述

1. 背景：国际微生物组、中国微生物组计划
2. 研究对象：人、动物、植物、环境
3. 研究方法：培养组学、扩增子、宏基因组、宏转录组、宏蛋白组、宏代谢组、宏基因组关联分析、宏表观组……
4. 宏基因组学的研究热点：培养组、肠菌与疾病、MWAS……

 

二、扩增子测序技术原理和实验设计

1. 基本原理：细菌/古菌 16S、真菌18S/ITS等
2. 实验设计：正确设计实验组与正/负对照
3. 样品制作和建库中的误区
4. 扩增子分析SCI文章的常用套路

 

三、扩增子常用结果解读

1. Alpha多样性各种指数：Shannon、Chao1、Observed OTU、PD whole tree等
2. Beta多样性各种距离矩阵：Bray Curtis、Jaccard、Weighted Unifrac、Unweighted Unifrac等结果的箱线、散点图展示样品间差异
3. 限制性主坐标轴分析 (CCA/RDA/CPCoA)，展示组间差异
4. 热图、曼哈顿图、火山图展示两组间比较差异分类单元或OTU
5. 韦恩图、三元图、网络图展示三组及多组间相同与不同

 

四、扩增子分析流程介绍及实战

1. HiSeq/MiSeq/454数据的质控
2. 实验设计的编写
3. 质控流程：双端序列合并、提取barcode、质控、样品拆分、切除引物
4. 生成OTU：序列格式转换、去冗余、聚类生成OTU
5. OTU筛选：嵌合体生成原理及去除方法、筛选细菌/真菌序列、生成代表性序列和OUT表
6. 物种注释及进化树构建
7. 常用Alpha多样性指数计算
8. 常用Beta多样性距离矩阵计算
9. 末来的发展趋势：QIIME2、dada2、unois3e等新方法

 

五、分析结果的统计与可视化实战

1. R语言统计绘图与可重复计算
2. 箱线图展示Alpha多样性及组间比较统计
3. 散点图展示样品及组间主坐轴分析(PCA/PCoA/CCA/RDA)的绘图实战
4. Vegan包分析环境因子
5. 样品与组间相关分析，并用热图可视化结果
6. 基于负二项分布法统计组间差异Taxonomy与OTU
7. 采用热图、火山图、曼哈顿可视化差异结果
8. OTU网络(MENA, LSA, SparCC和CoNet)及与微生物组数据关联分析(MWAS)
9. 扩增子功能预测：PICRUSt、FUNGuild、Tax4Fun等

主讲教师

主讲老师包括中科院微生物所、遗传发育所、基因组、生物物理所等多名本领域一线技术专家。  

刘永鑫，博士，中科院遗传发育所，微生物组专家，致力于16S和宏基因组的研究和推广，运营有数十万关注度的《  宏基因组》微信公众号和《生信宝典》公众号。

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