按照研究對象，微生物研究一般分為群落水平研究以及個體水平研究。我們知道，自然環(huán)境中，甚至宿主腸道中，絕大部分的微生物都不可培養(yǎng)，這催生了宏基因組、宏轉錄組等能避開微生物分離問題的群落研究方法。

這種研究方法的理念是把一個群落當作一個結構單位進行研究，但群落中物種的功能往往容易被均一化，這對某些具有重要功能但數目又不多的物種來說，往往是不合理的研究手段。

要了解這一類型具有特殊意義的物種，則需要想盡辦法將其培養(yǎng)分離出來，從而能夠開展后續(xù)基因組測序研究。隨著測序技術的進步以及價格的持續(xù)下降，基因組研究可謂是大勢所趨（見圖1）。

圖1. 微生物基因組研究手段逐漸成熟（左）且結果呈上升趨勢（右）

獲得一個微生物的基因組序列之后，下一步就是通過分析手段，了解其分類地位、基因組成分或者流程化的做注釋，看看其能發(fā)揮什么作用（圖2）。但基因組研究的意義往往不止上面所提及的內容，它更深層的意義在于，通過基因組信息指導下游研究的開展，明確研究方向，從而更深入地了解不同環(huán)境下微生物的生存狀態(tài)、基因調控機制等等。

圖2. 單一基因組往往缺乏研究深度

組學的結合方式多種多樣，可以是兩個組學結合，也可以是三個組學的結合。常用的組學結合形式主要包括以下幾種：

1. 基因組+轉錄組：

   常規(guī)研究思路，可以首先在基因組層面與其他物種進行對比，發(fā)現關鍵基因或通路，然后利用轉錄組研究特定環(huán)境下的基因表達情況。

2. 基因組+代謝組：

   常見于新物種的應用價值或者致病機制等研究，主要用于發(fā)現新物種次級代謝物的種類與作用（圖3）。 

3. 宏基因組+基因組：

   新型研究策略，可研究大量不可培養(yǎng)物種，因為現階段不可培養(yǎng)物種占有95%以上，應用潛力巨大。首先利用宏基因組組裝單菌草圖，然后利用草圖作為參考基因組或者與已有參考基因組進行比較，研究物種的進化問題。

圖3. 基因組與代謝組結合思路

相關案例可以參考《微生物做完基因組測序做什么？不如做代謝物！》

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