微生物组研究及数据分析专题培训

“微生物组”（microbiome）是指存在于特定环境 （生态位，biotype）中所有微生物种类及其遗传信息和功能的集合，其不仅包括该环境中微生物间的相互作用，还包括有微生物与该环境中其它物种及环境的相互作用。微生物作为地球上进化历史最长、生物量最大、生物多样性最丰富的生命形式，推动地球化学物质循环，影响人类健康乃至地球生态系统，蕴藏着极为丰富的物种资源和基因资源。在自然条件下，各类微生物与其所处的环境及环境中存在的宿主构成了复杂的生态系统，微生物以其社会行为，在维护人类健康及地球生态系统物质循环中发挥着不可替代的作用。

为推动我国微生物组学的发展，提高从业人员的技术水平，更好地促进专家学者们在研究中的分享和交流，特开办“微生物组研究及数据分析专题培训班”，培训班采用理论和实际案例分析相结合的教学形式，使学员在短时间内对微生物组学研究中涉及的知识和方法得到迅速提升，同时学员与授课专家进行现场交流与咨询，探讨在平时工作、研究中的瓶颈问题，以拓宽自己的研究思路，共同挖掘微生物资源的研究价值和应用前景。

http://www.biotech.org.cn/m/analysis2017

2017年10月21日—24日

北京市朝阳区北辰西路1号院3号 中国科学院微生微研究所 E301

中国生物工程学会、中国科学院微生物研究所微生物资源与大数据中心

中国科学院人才交流开发中心

2. 丰富的案例讲解配合理论知识的传授，帮助学员快速掌握分析方法和实际应用；

3. 依托测序中心和数据中心举办，为未来合作奠定基础；

4. 配合研究中所需的要点,围绕实际研究中常用的软件展开;

5. 学员通过与专家直接交流，能够分享到顶尖学术机构的研究经验和实验设计思路。

大中专院校生命科学、生物信息、生态学、生物计算、医学；对生物信息有一定了解的在校教师，研究生、博士生及科研单位从事该领域的研究人员。

朱宝利

中国科学院微生物研究所研究员

朱宝利 教授，中国科学院微生物研究所研究员, 中国科学院大学医学院教授，博士生导师，国家973项目首席科学家，国际100K食源性病原基因组项目中国区负责人。在美国加州奥克兰儿童医院研究所（BACPAC Resources Center）工作期间参加了国际人类基因组计划和后期的人类癌症基因组项目的研究工作；同时，也与英国Sanger Institute，美国哈佛大学Broad Institute等国际知名基因组研究中心合作进行了大鼠及真菌模式生物基因组，以及牛、猪、鸡等畜禽基因组项目的研究工作，对国内外人类、动物和微生物基因组相关研究有很广泛和深入的了解。2006年回国后主要从事病原微生物基因组学、环境微生物基因组学及人类肠道元基因组学的研究，同时也从事基因组学研究成果临床转化应用的研究和临床基因检测方法和技术的开发。 中国食源性微生物检测技术创新战略联盟常务理事。北京生物工程学会常务理事，中华预防医学会微生态分会委员，中国微生物学会分析微生物学会委员。

王 军

中国科学院微生物研究所研究研究员

王军 教授，中国科学院微生物研究所研究员，博士生导师，2004-2008: 中国海洋大学本科，省级优秀毕业生 (2004-2008)? 2008-2010: 欧盟Erasmus Mundus奖学金资助，获得比利时根特大学，西班牙奥维耶多大学，德国不来梅大学联合硕士，最高成绩等级毕业 2010：德国不来梅马普海洋微生物研究所，硕士论文 2010-2014: 德国普伦马普进化生物学研究所，最高成绩等级毕业。 2017年入选中组部“千人计划”青年项目。主要进行生物数据的深度挖掘和分析工作，工作中利用统计学和生物信息学结合的方法，在一系列的微生物组数据，宿主基因组数据，以及正在源源不断产生的多组学数据中发现生物学规律并研究其意义。研究组涉及分子进化,数量遗传学，疾病的遗传学因素和环境因素，微生物生态和功能分析等。

胡松年

中国科学院北京基因组研究所研究员

胡松年 教授，中国科学院北京基因组研究所研究员，博士生导师。曾任中国科学院遗传与发育研究所人类基因组中心总工程师，2007年7月-2012年7月任中国科学院北京基因组研究所所长助理，2014年7月至今任院基因组科学与信息重点实验室主任。主要从事第二代测序数据产出和数据管理平台构建，非编码RNA的注释工作。并担任《遗传》、《BMC Research Notes》、《Frontiers in Plant Genetics and Genomics》、《Nature Reviews Genetics(Chinese Edition)》等杂志编委；获得荣誉众多，主要有：2002年因“中国杂交水稻基因组计划”获得“香港求是科技基金求是杰出科技成就集体 奖”，2003年因“中国杂交水稻基因组计划”获得“中国科学院杰出科技成就集体奖”，2006年获得“中国科学院优秀教师奖”，2007年因为“利用 EST信息资源大规模克隆家蚕功能基因”获得“浙江省科学技术一等奖”，2008年获得“中国科学院朱李月华优秀教师奖”，2015年获得国务院政府津贴。先后承担了中国科学院战略先导专项、国家自然科学基金面上项目、 973项目子课题等17项研究课题。作为人类基因组计划中国部分的重要参与人员，胡老师为我国基因组学的发展做出了重要贡献。

马俊才

中国科学院微生物所网络信息中心主任

马俊才教授 中国科学院微生物研究所微生物资源与大数据中心主任，博士，正高级工程师，世界菌种保藏联合会（WFCC）世界微生物数据中心（WDCM）主任、中国生物工程学会生物技术与生物产业信息中心主任、世界微生物菌种保藏联合会执委、亚洲研究资源网络数据管理工作组主席、国际生命条形码项目数据镜像工作组共同主席。主要致力于生物信息学、生物大数据、微生物云、超大规模全文检索技术、全球微生物资源网络建设等方面的研究。研发了全球微生物菌种目录（Global Catalogue of Microorganisms，简称GCM）面向全球微生物保藏中心保藏微生物建立目录系统；建设微生物领域云数据平台，生物信息资源国际镜像网站Bio-mirror，世界卫生组织（WHO）流感病毒数据库；主持研发《微生物菌种资源数据管理及数据目录标准》已被ISO TC 276生物技术委员会批准立项成为AWI20710；主持编写并发布《中国微生物资源发展报告2016》。

刘翟

中国科学院微生物研究所研究员

刘翟，博士，研究员。2000年于北京大学生命科学院获理学学士，2005年于北京大学生物信息中心获生物信息学博士学位。2005年进入中国科学院微生物研究所，历经博士后、助理研究员、副研究员，于2014年被破格提升为研究员。2016年被双聘为中国科学院大学医学院教授。国家“万人计划”青年拔尖人才入选者。中国微生物学会生物安全专业委员会副主任委员，中国遗传学会青年委员会委员，军委科技委国防科技创新特区主题专家，国际应急管理协会亚太应急专业委员会常务委员。长期从事病原基因组与生物信息学研究。在重要传染性病原的基因组与进化研究等方面进行了深入的研究。目前主持承担国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等科研项目。共发表研究论文80余篇，其中SCI论文70余篇；以通讯/共同通讯作者或第一/并列第一作者在Lancet, Nature, Nature Microbiology, Nature Communications, Cell Host & Microbe等杂志发表研究论文20余篇，累计影响因子超过200，单篇论文最高他引213次；研究论文总引用次数超过3400次，H-index: 26；参加编写专著两部。

第一部分

一． 微生物组测序及实验设计

二． 微生物组数据标准和数据质量控制

三． 微生物组数据管理平台等

第二部分

一． 微生物组学研究趋势与方法

1 单菌不同水平（如DNA、RNA、蛋白等）的研究趋势和方法

2 如何利用这些组学研究的内容

二. 序列组装和功能分析---DNA水平

1 如何利用和比较illumina和454数据在序列组装上的优缺点。

2 如何利用Sanger测序的结果进行PCR补洞

3 基于组装好的序列进行组分（基因、功能元件、非编码RNA等）和功能分析

4 微生物分析内容和方法

5 讨论如何联合DNA和RNA分析结果形成真正的trans研究

三. 微生物基因组

1 微生物基因组学的发展历史和前沿科学问题

2 微生物群落和宏（元）基因组学

2.1 微生物群落的动态平衡

2.2 人体微生物群落特征

2.3 微生物群落和疾病

3 病原菌泛基因组学和进化研究

3.1 微生物基因组的特征

3.2 基因相互作用网络的结构

3.3 生态环境与种群基因组进化

4 病原菌转录组和单细胞研究

4.1 单细胞研究的必要性和需要注意的问题

4.2 病原菌在压力条件下，单细胞的基因表达和调控

5 从微生物基因组学的角度理解病原菌致病性

5.1 致病菌的基因组特征和进化

5.2 微生物群落对致病菌的控制作用

5.3 环境因素诱导基因表达对致病性的影响

第三部分

高通量时代的宏基因组学研究

一. 应用于宏基因组学研究的 NGS 平台

1 Roche/454 GS FLX Titanium

2 HiSeq 2000

3 PacBio RSII

二. 实验流程

1 实验设计

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

1.2 Whole meta-genome or whole meta-transcriptome

2 建议测序量

3 样本采集流程，水体、粪便、肠道内容物、土壤、物体表面、口腔

三. 生物信息学分析结果解析

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）

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

四． 生物信息学数据分析工具

1 序列质量控制（quality control）: fastq

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

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

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

5 功能注释（Functional annotation）: RAMMCAP

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

7 聚类（Binning）: TETRA; MetaCluster; Phymm

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

五． 宏基因组勘探（Prospecting metagenomes）:

1 Substrate induced gene expression (SIGEX)

2 Metabolite regulated expression (METREX)

3 Product induced gene expression (PIGEX)

六． 案例分析，大型宏基因组项目

1 Human microbiome

2 Earth Microbiome

1. 自备笔记本电脑；

2. 提前下载相关数据分析软件；

3. 身份证复印件一张。

精品培训，限额45人，以交款先后顺序为准。每人￥4500元（含报名费、培训费、资料费、考试费、证书费），食宿自理，自行预订。请各有关部门统一组织本地区行政、企事业单位报名参加培训，各单位或个人也可直接报名参加。

报名回执表请邮件至会务处邮箱：

[email protected]、[email protected]。

张晨老师 电话：010-62560538 

邮箱：[email protected]

金爽老师 电话：010-62560538 

邮箱：[email protected]

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