课程简介
本套课程专为细菌、真菌、质粒、病毒基因组的各类比较分析需求而设计，课程包含了近20种比较分析软件的使用实操，以及Linux的快速入门学习。课程分析的结果图表，可直接用于专业级高水平科研杂志的文章发表，本课程旨在从理论案例到实操演练，系统性地挖掘微生物基因组数据，进而掌握微生物组学研究的方案设计、比较基因组候选样本的选择与优化、各类比较分析实操与技巧等，是研究微生物基因组的科研工作者的分析利器。
课程目标
1、学习课程后，能够独立设计比较基因组学研究方案
2、学会使用Linux系统基本功能，满足常规分析需求
3、结合课程案例，能够举一反三拓展性使用各类软件
4、通过个人电脑或服务器自行解决常见的各类比较基因组分析
适合对象
1、接触过微生物基因组测序，对下游数据挖掘有需求的生物科研人员
2、具备一定的微生物基因组研究理论知识的科研人员
3、希望可以独立开展比较基因组实操分析的技术人员
课程案例图
课程目录大纲详情
第一章：微生物比较基因组学研究方案
第1节：比较基因组学导论
① 微生物组学层面研究热点
② 比较基因组学研究的底层逻辑
③ 比较基因组学常见研究方法和结果解读
第2节：微生物基因组组装和质粒组装常见问题及解决方案
① 微生物基因组测序和组装标准
② 基因组组装产生gap的原因和补gap的方法
③ 质粒丢失的原因分析和判断方法
④ 获得完整基因组的方法和思路
第3节：微生物基因家族研究方法
① 微生物基因家族的概念和底层逻辑
② 微生物基因家族的研究价值和典型案例
③ 微生物基因家族的常见分析内容
④ 微生物基因家族的研究方法
第4节：微生物泛基因组学研究方法和同源基因分析
① 微生物泛基因组研究的底层逻辑和生物学意义
② 微生物泛基因组研究的典型案例
③ 微生物泛基因组研究的主要方法和分析思路
第二章：Linux系统入门：常用命令和软件使用方法
第1节：Linux系统入门导言
① Linux系统的基本逻辑
② 学习和使用Linux系统的方式
③ 个人电脑上如何玩转Linux系统
第2节：Linux系统中9个常见命令和使用规则
① Linux系统中查看系统信息的常用命令
② Linux系统中切换路径的方法
③ Linux系统中处理文件、文件夹的常用命令
第3节：Linux系统中如何压缩和解压缩文件
① 使用tar命令压缩特定文件和文件夹
② 使用tar命令解压缩文件
③ 使用tar命令预览压缩包中的文件
第4节：扩展--Linux系统中5个文件处理命令
① 查看和输出文件内容头部内容的head命令使用方法
② 查看和输出文件内容尾部内容的tail命令使用方法
③ 查看文件内容的less命令使用方法
④ 查看文件内容与合并多个文件的cat命令使用方法
⑤ 搜索文件内容关键词并输出目标内容文件的grep命名使用方法
第5节：如何在Linux系统中安装软件和添加环境变量
① 获取软件安装包的几种方法
② 如何基于Linux系统自带软件平台安装软件
③ 如何通过conda安装软件
④ 什么是环境变量及添加环境变量的两种方法
第6节：综合性实战--如何快速搜索和导出特定基因序列
① 综合使用cp、tar、less、cat、grep等命令
② 完成文件拷贝、解压、内容核查、文件合并、目标字段搜索和基因序列输出
第三章：比较基因组分析软件实操
第1节：使用BLAST软件做比较基因组学分析实操课（上）
① 比较基因组关注的分析内容和使用的数据逻辑
② BLAST软件可以解决的各类科学问题
③ 本机版BLAST软件的安装和系统配置
④ BLAST软件使用快速入门实操
第2节：使用BLAST软件做比较基因组学分析实操课（下）
① 使用BLAST软件分析两个基因组序列相似性
② 使用BLAST软件分析引物序列特异性
③ 使用BLAST软件搜索基因组中的正向、反向重复序列
④ 使用BLAST软件分析两个基因组之间的同源基因
⑤ 使用BLAST软件分析基因组中的旁系同源基因
第3节：同源基因分析方法概论
① 基因起源和变异的分子机制
② 同源基因的概念和物种的环境适用性变异
③ 常用的同源基因分析方法和软件
第4节：使用OrthoFinder软件做同源基因分析实操课
① OrthoFinder软件可以做的事情
② OrthoFinder软件的主要参数命令、意义解读和使用建议
③ OrthoFinder实战分析同源基因
④ OrthoFinder软件结果数据的解读
第5节：基于单拷贝同源基因构建物种进化树实操课
①基于全基因组层面的同源单拷贝基因构建进化树的意义
② 对同源单拷贝基因进行加工串联处理所需要用的软件和脚本
③ 使用唯那生物编写的脚本实战完成进化树构建
第6节：使用Mauve软件做基因组共线性分析实操课
① 全基因组共线性分析的意义和典型案例
② 全基因组共线性分析的常用软件
③ 实战：使用Mauve软件完成基因组共线性分析
第7节：使用BRIG软件绘制比较基因组圈图实操课（上）
① 文献中各类比较基因组圈图和生物学意义
② BRIG软件绘制比较基因组圈图的底层逻辑
③ BRIG软件的安装、配置和快速入门实操
第8节：使用BRIG软件绘制比较基因组圈图实操课（下）
① 高级使用：基于gbk文件添加注释信息
② 高级使用：基于list文件添加注释信息
③ 高级使用：水平转移元件片段的鉴定和标注
④ 高级使用：核苷酸比较与氨基酸比较的混合展示
⑤ BRIG使用的各类报错问题的解决方案
第9节：使用EasyFig软件绘制比较基因簇实操课
① 微生物比较基因簇分析的应用范围和生物学意义
② EasyFig软件主要解决的科学问题
③ EasyFig软件的配置以及基本使用方法
④ 使用EasyFig软件绘制常规基因簇
⑤ 使用EasyFig软件绘制全基因组层面的可视化比较
⑥ 在EasyFig软件结果中添加GC含量峰图
第四章：微生物基因组重测序分析实操
第1节：微生物重测序研究理论知识串讲
① 什么是微生物的微进化和群体进化
② 微突变的类型和生物学意义
③ 基因组突变的检测方法和常用软件
第2节：使用Snippy软件基于原始reads找SNP和InDel实操课
① Snippy软件主要解决的科学问题
② Snippy软件依赖的各类软件和运行环境
③ 实战：突变体和野生型之间的变异检测
④ Snippy分析结果的解读
第3节：使用Mauve软件基于组装结果找SNP实操课
① Mauve软件的应用范围
② 实战：基于Mauve软件分析多个基因组之间的SNP差异
③ Mauve软件分析结果的解读
第五章：全基因组层面的进化树构建和美化实操
第1节：使用kSNP软件基于组装结果找SNP并构建进化树
① kSNP软件的运行原理和解决的主要科学问题
② kSNP软件所需文件的格式要求和软件主要参数
③ 实战：基于kSNP分析样本之间的SNP并构建进化树
④ 结果解读
第2节：iTOL基础设置及标签样式修改
①iTOL介绍及数据上传
②iTOL基础设置
③iTOL图像导出
④如何替换标签信息
⑤如何修改标签样式
⑥如何为标签的各部分单独设置样式
第3节：iTOL添加进化枝样式及clade分组
①分支样式修改结果展示
②如何在iTOL中直接修改分支样式
③如何使用iTOL模板修改分支样式
④clade分组结果展示
⑤如何在iTOL中直接添加clade分组
⑥如何使用iTOL模板添加clade分组
第4节：iTOL外圈添加样本背景或基因组数据
①进化树外周注释结果展示
②如何在Dataset中创建条带注释
③如何使用iTOL模板添加条带注释
④如何在iTOL中调整条带结果
