菌群中细胞个体的精确身份（Who）及其原位代谢功能（What），是菌群功能调控的原理与基础，但“Who is doing What, Why”（3W）通常难以快速、原位、深入地探测。我们针对此共性瓶颈：（1）提出了拉曼组（Ramanome）和元拉曼组（Meta-ramanome）概念，证明其作为一种广谱适用、免标记、非侵入式的单细胞代谢表型组，可快速鉴别微生物种类，并测量细胞活性、底物代谢、大分子产物、环境应激、药敏等关键代谢功能；（2）开发了一系列单细胞拉曼分选（RACS）核心器件，包括pDEP-RADS、RAGE等，研制成功国内外首台“单细胞拉曼分选-测序耦合系统”（RACS-Seq）和“高通量流式拉曼分选仪”（FlowRACS），实现了菌群单细胞代谢快检、分选与测序的全流程仪器化；（3）基于上述原创仪器，提出了“单细胞代谢表型组-基因组”（(MP-G)n）概念，并针对人体、海洋、土壤等典型菌群，围绕临床感染用药、地球碳循环机制等应用，示范了3W问题的刻画与回答。(MP-G)n将作为一种全新的科学数据类型和大数据引擎，服务生命暗物质的快速探测和利用。