把人體內(nèi)所有微生物菌群基因組的總和稱(chēng)為“人體宏基因組”（human metagenome）。人類(lèi)宏基因組學(xué)（human metagenomics）研究人體宏基因組結(jié)構(gòu)和功能,、相互之間關(guān)系,、作用規(guī)律和與疾病關(guān)系的學(xué)科,。它不僅要把總體基因組序列信息都測(cè)定出來(lái),，而且還要研究與人體發(fā)育和健康有關(guān)的基因功能。人類(lèi)宏基因組計(jì)劃目標(biāo)是：把人體內(nèi)共生菌群的基因組序列信息都測(cè)定出來(lái),，而且要研究與人體發(fā)育和健康有關(guān)的基因功能,。宏基因組工程與海洋生物學(xué)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，促使人類(lèi)了解許多為培養(yǎng)海洋微生物的基因組序列及其功能產(chǎn)物,，在海洋天然藥物研究,、海洋極端環(huán)境微生物研究、海洋微生物多樣性探索中具有十分重要的應(yīng)用前景,。宏基因組是指在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的所有微生物群體的綜合基因組組成,。病原微生物研究

    宏基因組測(cè)序的流程簡(jiǎn)要介紹：樣品采集：從感興趣的環(huán)境中采集微生物樣品，可以是土壤,、水樣,、腸道微生物等。DNA提?。簭奈⑸飿悠分刑崛】侱NA,，包括來(lái)自各種微生物的DNA片段。建庫(kù)：將提取的DNA片段進(jìn)行文庫(kù)構(gòu)建,。文庫(kù)構(gòu)建包括DNA片段的斷裂,、末端修復(fù)、連接測(cè)序適配體,、PCR擴(kuò)增等步驟,。高通量測(cè)序：將建立好的文庫(kù)送入高通量測(cè)序儀進(jìn)行測(cè)序,。常用的高通量測(cè)序平臺(tái)包括Illumina、PacBio,、OxfordNanopore等,。數(shù)據(jù)處理與分析：對(duì)測(cè)得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控、序列拼接,、注釋等工作,，獲取微生物群體的整體基因組數(shù)據(jù)。對(duì)測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行生物信息學(xué)分析,，包括物種鑒定,、功能預(yù)測(cè)、群落結(jié)構(gòu)分析等,。結(jié)果解讀：根據(jù)分析結(jié)果,，了解微生物群體的組成、功能,、相互關(guān)系等信息,，從而深入了解微生物群體在所研究環(huán)境中的角色和功能。 測(cè)序技術(shù)的原理研究宏基因組可以揭示微生物群體在特定環(huán)境下的功能潛力和相互作用,。

宏基因組測(cè)序技術(shù)是一種用于研究微生物群落整體基因組的高通量測(cè)序技術(shù),，它在近年來(lái)在微生物學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。宏基因組測(cè)序的流程主要包括樣品采集,、DNA提取,、文庫(kù)構(gòu)建、高通量測(cè)序和數(shù)據(jù)分析等步驟,。首先是樣品采集,，從環(huán)境中獲取微生物樣品;然后進(jìn)行DNA提取，提取微生物群落的總DNA;接著是文庫(kù)構(gòu)建,，將提取的DNA片段連接到測(cè)序文庫(kù)中;然后進(jìn)行高通量測(cè)序,，通過(guò)測(cè)序儀對(duì)文庫(kù)中的DNA進(jìn)行測(cè)序;是數(shù)據(jù)分析，對(duì)測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解讀,，得到微生物群落的組成,、功能等信息。

    全面性：宏基因組測(cè)序可以同時(shí)檢測(cè)和分析環(huán)境中所有微生物的基因組,，而不是單一物種,。這使得我們能夠獲得微生物群落的全貌，包括稀有物種和難以培養(yǎng)的微生物,。高分辨率：該技術(shù)能夠提供高分辨率的微生物群落結(jié)構(gòu)信息,，包括物種組成、相對(duì)豐度和遺傳多樣性,。這有助于我們更深入地了解微生物之間的相互作用以及它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的功能,。發(fā)現(xiàn)新物種和基因：宏基因組測(cè)序可以發(fā)現(xiàn)新的微生物物種和基因,，這些基因可能編碼了新的生物活性物質(zhì)或具有重要的生物學(xué)功能。這為新藥研發(fā),、生物工程和生物技術(shù)應(yīng)用提供了寶貴的資源,。無(wú)需培養(yǎng)：與傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法相比，宏基因組測(cè)序不需要對(duì)微生物進(jìn)行培養(yǎng),，因此可以檢測(cè)到那些無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室條件下培養(yǎng)的微生物,。這對(duì)于研究那些難以培養(yǎng)或生長(zhǎng)緩慢的微生物尤為重要。 宏基因組是研究微生物群落的有力工具,。

    1991年提出環(huán)境基因組學(xué)（environmentalgenomics）的概念,，同年構(gòu)建了個(gè)通過(guò)克隆環(huán)境樣品中DNA的噬菌體文庫(kù)。1998年美國(guó)國(guó)立環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究所啟動(dòng)了環(huán)境基因組計(jì)劃（environmentalgenomeproject,，EGP）,，開(kāi)展有關(guān)人體遺傳變異與環(huán)境脅迫相互關(guān)系的研究。環(huán)境基因組學(xué)次提出特定生態(tài)條件下,，全部生物基因組總體概念,，這是基因組學(xué)的重要進(jìn)展。1998年提出生命研究對(duì)象應(yīng)是生物環(huán)境中全部微小生物的基因組,，提出針對(duì)特定環(huán)境樣品中細(xì)菌和的基因組總和進(jìn)行研究的這一宏基因組(metagenome)概念2007年3月,，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院以“環(huán)境基因組學(xué)新科學(xué)——揭示微生物世界的奧秘”為題發(fā)表咨詢(xún)報(bào)告，指出宏基因組學(xué)為探索微生物世界的奧秘提供新的方法,，這是繼發(fā)明顯微鏡以來(lái)研究微生物方法的重要進(jìn)展,。 可直接提取環(huán)境樣本 DNA 進(jìn)行測(cè)序。測(cè)序技術(shù)的原理

挖掘未知的代謝途徑和潛在的生物活***原微生物研究

宏基因組是指環(huán)境中所有微生物的基因組總和,。它包含了數(shù)以?xún)|計(jì)的微生物基因，這些基因編碼了各種生物化學(xué)過(guò)程和功能,。通過(guò)研究宏基因組,，我們可以更好地了解微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用，以及它們對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng),。是研究宏基因組的重要手段,。它通過(guò)對(duì)環(huán)境樣品中的 DNA 進(jìn)行高通量測(cè)序，獲得大量的微生物基因組序列信息,。這些序列可以用于構(gòu)建微生物群落的基因組草圖,，分析微生物的物種組成和遺傳多樣性。宏基因組研究的一個(gè)重要方向是挖掘新的生物活性物質(zhì),。微生物產(chǎn)生的許多天然產(chǎn)物具有重要的生物活性,，如、抗藥物等,。通過(guò)宏基因組測(cè)序,，可以發(fā)現(xiàn)新的微生物物種和基因,，為藥物研發(fā)提供新的線(xiàn)索。病原微生物研究