摘要：近年来测序技术、大数据技术和云计算技术的持续进步，极大促进了生物信息数据的积累，也为海量、异质、多噪的组学数据的解读带来了极大挑战。在微生物组领域，如何对缺乏参考序列的海量测序数据进行精准解析，如何深度挖掘微生物组及功能组学大数据，以及快速有效利用这些数据服务于基础研究和医学应用，这是所有微生物组学研究面临的关键难题。针对上述问题，我们建立了一系列微生物组结构解析及功能挖掘的新技术和新方法，它们分别针对微生物组分析中的拼接、编码基因重建和注释，以及微生物间相互作用等问题，为微生物组大数据的深入挖掘奠定了方法学基础。近年来, 环形RNA成为国际上非编码RNA研究领域的一个新热点。由于受计算方法及研究手段的限制，目前只发现少部分环形RNA且绝大多数功能未知。对环形RNA功能的探知，仍依赖于更多的组学数据及大量的实验验证。在此过程中，能否从海量的测序数据中高效识别环形RNA及其不同形式的转录本，成为后续功能验证及表达调控机制研究的重要前提。针对目前缺乏系统的环形RNA数据挖掘的关键技术，我们建立了环形RNA识别、转录本组装、可变剪接检测、定量和功能注释等方法。这些研究丰富了我们对环形RNA的形成机制及功能的认识，为深入解析这一崭新类型的非编码RNA分子提供了重要工具。