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随着高通量二代测序技术的普及,人们可以从总转录水平上了解生物起源的本质。此外,基因组学、蛋白质组学和代谢组学等其他组学研究也经常应用于揭示生物学的本质。因此,现代生物学研究往往涉及大数据分析。本文通过对大肠杆菌野生型菌株NCM3722,生长在对数期(OD600=0.4（对数中期,stat1）,OD600=0.7（对数期末期,stat2）)和稳定期（培养24 h（stat3）,培养48 h（stat4）,培养72 h（stat5））,共五组样品进行了转录组、代谢组、活菌计数、压力测试和总蛋白、总RNA、总DNA定量的研究,用大数据以系统地揭示对数期和稳定期细菌生长从分子水平到生理水平的的差异。由RNA深度测序确定的基因总数为4534。基因表达聚类分析和差异基因表达分析表明,stat3、stat4、stat5基因表达水平无显著差异,但stat1、stat2、stat3三个生长阶段的基因表达差异显著。随后对这三个生长阶段的差异基因表达趋势进行分析,确定了4个主要表达谱,即profile0（直下）,profile3（平上）,profile4（平上）,profile7（直上）。四个趋势的基因数分别为760、718、323和103。最后对每个趋势的基因进行GO term分析和KEGG通路富集分析。结果显示profile0,profile3,profile4,profile7的主要显著富集通路分别为核糖体、氨基酸代谢、二元系统和ABC运输。同时我们应用非靶向GC-MS研究了大肠杆菌NCM3722和培养上清液中的代谢组特征。在菌体和上清液代谢组分析中分别鉴定了181和175个代谢物,其中菌体和上清液中共有的代谢物有89个。对不同生长阶段代谢物水平变化趋势的分析表明,菌体和上清液代谢物的主要趋势有三个且相同,即Profile3（直下）,Profile4（平上）,Profile7（直上）。其中Profile3代谢物水平变化明显的主要为糖、糖醇、糖酸;Profile4主要为与氨基酸代谢相关、还有一些嘌呤、嘧啶相关;而Profile7明显变化的代谢物功能类型与Profile4相似。CFU（CFU/OD）研究表明,stat1与stat2无显著性差异,但stat1、stat2和stat3、stat4、stat5有明显区别,与细菌生长曲线一致。压力测试表明,处于稳定生长期的大肠杆菌（stat3）对氧化应激和渗透胁迫的耐受力比在对数生长期的大肠杆菌（stat1）更强,这也与转录组数据一致。在转录组数据中,与压力相关的基因在稳定期的表达增加。此外,对数期大肠杆菌（stat1,stat2）总DNA量明显低于稳定期（stat3,stat4,stat5）,而总RNA量则是对数期（stat1、stat2）明显高于稳定期（stat3,stat4,stat5）,相比之下,总蛋白质含量并没有在大肠杆不同生长发展阶段呈现出差异。