宏基因组学（Metagenomics)

也称为环境基因组学(Environmental Genomics)，是研究微生物群体(microbial community)基因组的一种手段。通常的基因组测序研究都是针对单个的微生物，需要经过纯化、培养、分离等技术手段，而宏碁音组测序的对象是一整个微生物群体(Symbiotic Microbes)，不需要对每一个微生物进行分离和培养，直接提取全部的DNA或者RNA ，测序之后进行相关分析，得到整个微生物群落的基因信息进行分析。

宏基因组测序研究的流程大致如下：
A）从要研究的特定地方采得微生物群落样本；

B）制备微生物样本；

C）抽提 DNA；

D）制备要测序的DNA序列样本；

E）选用合适的测序手段进行测序；

F）用计算机进行后续拼装分析。

现在比较常用的两个研究宏基因组学的方法有：

16S rRNA测序和全宏基因组测序。16S rRNA测序一般采用Sanger测序
法，主要用来研究环境微生物的品系和分类；全宏碁音组测序采用下一代测序方法(Next-generation Sequencing,
NGS)，检测整个微生物群体的全部DNA信息，然后进行微生物物种亲缘分析、基因功能分析、表型关联分析等。

生物信息学分析主要有：
A．测序基本结果分析
包括序列信息读取，测序数据质量好坏分析，序列的长度信息，碱基组成等基本信息。
B．16S rRNA结果分析
选择16S rRNA中变异体比较多的V3/V6区域，将这些序列和数据库中已知的序列进行比对，基于距离算法得到环境中微生物的可能分类。

动植物基因组重测序

在已知物种基因组的情况下，对物种内的不同个体或某个个体的不同组织进行基因组重测序，可以在全基因组水平上发现不同个体或组织细胞之间的差异。通过这种方法，可以寻找出大量的单核苷酸多态性位点（SNP），插入缺失位点（InDel，Insertion Deletion），结构变异位点（SV，Structure Variation），拷贝数变异（Copy Number Variation，CNV）等变异信息，从而获得生物群体的遗传特征。这对在群体水平上研究物种的进化历史、环境适应性、自然选择等方面具有重大意义。利用全基因组重测序有助于快速发现与动植物重要性状相关的遗传变异，缩短分子育种的实验周期；有助于发现人类疾病相关的重要变异基因，加快生物医药研发的速度等。可以预期随着测序成本的进一步降低以及已知全基因组序列物种的增加，重测序必将成为生命科学领域的研究利器。

技术路线

提取基因组DNA后采用物理方法随机打断，选择性回收目的片段并在两端连接接头以构建测序文库，进行桥式PCR（Bridge Amplification）制备Cluster，最后使用Illumina测序平台进行双末端测序（Paired-End，PE）。PE测序技术的作用：① 提供足够的测序序列信息；② 挖掘基因组大片段结构变异信息；③ 减少重复序列对基因组组装的影响。

生物信息分析

1. 原始数据统计
2. 短序列mapping至参考基因组
3. 分析mapping区域reads的覆盖度、重复性、覆盖碱基的质量及reads方向
4. SNPs、InDel、CNVs检测
5. 结构变异（SVs）和基因组重排事件分析