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16s rDNA数据分析经验总结

2017-07-04 fanyucai 植物微生物组


原文来自fanyucai博文,有修改和删减。

  • 去除嵌合体序列,推荐使用UCHIME

  • 多样性中,距离选择现在包括两种,一种是物种距离(Jaccard\Bray-Curtis);另一种是基于进化的距离(Unifrac),基于进化的距离还包含权重和非权重两种,虽然含有进化信息但是,进化信息并不是越多越好,在结果呈现上,这两种我们都应该关注结果。距离一般分为离散和连续两种,由于物种的分布上,主要是离散的量,所以我们这里选择离散的结果。三维展示PCoA,还需要进行Performing Procrustes Analysis。

  • 检验样本之间的异同,可以借助OTU的表达量矩阵,做出表达分析图,再用假设检验中的均值检验,注意此过程中可以对数据进行标准化。

  • 比较差异性,可以通过神经网络的方法呈现,先看看物种分布是由地点影响的多,还是时间影响的多,然后做出相关的神经网络图。

  • 将分类群以进化树的形式呈现,将比对与进化树相结合主要用的是tax2tree这个软件,这个软件已经集成到QIIME中了,需要在align_seqs.py这一步设置参数—tree_fp、-m

  • ISME 《Impact of training …》探讨了目前基于三个16s rRNA参考数据库所提炼出来的快速分类参考数据集合,在快速分类过程中的准确性。来自ISME J杂志

  • 《Illumina-based analysis …》—-ISME该篇文献论述了Illumina测序方法在识别微生物16s rRNA中的应用,涉及到的内容包括barcode序列的设计等相关内容,以及一些测序的数据量。

  • 《Global patterns …》—PNAS,根据真实的测序数据量,提到OTU的过滤参数是10000,才模拟到真实的数据,当然也要根据自己真实的数据量,实际上QIIME在找寻OTU的时候,使用的是比较通用的uclust,里面默认的设置的过滤参数为4. 由于我们不能确定到底环境中到底有多少的物种,所以再这里我们可以用箱线图做出关于OTU的信息

  • 《The diversity and biogeography …》—PNAS该文献探讨了PH值与物种丰度和多样性之间的之间,图1-A phylotype diversity(使用香农指数)与PH值之间的关系;图1-B phylotype richness(defined as the number of unique phylotypes),期间文献中做了一个线性回归和二次回归,这个我们可以在探讨完环境因子的突出因素,再来做这个。

  • 期刊投稿指南可选的有:《Appl Environ Microbiol》命中率30%,影响因子3.678,一般1.8月;《BMC Microbiology》较容易一般3-6周, 影响因子3.1;《applied microbiology and biotechnology》平均1.5个月影响因子3.689,《ISME J》影响因子7.375,一审周期2.6个月,命中率为20%;BMC Microbiology >影响因子3.1

  • 分析水体的理化指标,建议可以选取以下指标:分析水样中的pH、溶解氧( D0) 、透明度( SD) 、总磷(TP) 、溶解性总磷(TDP) 、溶解性磷酸盐( DP) 、总氮(TN) 、氨氮、Chla(叶绿素a),可以参考《滇池水体理化环境状况时空分布格局研究》

  • 检验一下物种分布是否有差异性,使用otu_category_significance方差检验,不需要借助DEseq

  • 挑选微生物群去与环境因子做RDA分析,挑选的命令建议使用:compute_core_microbiome.py

  • 实现样本与样本之间的比较,可以使用make_distance_boxplots.py

  • 鉴别某一分类是否有用,使用 otu_category_significance.py(方差分析)

  • 按时间和地点画分布图,首先要sort_otu_table.py、summarize_taxa.py、plot_taxa_summary.py

Reference

  1. http://blog.sina.com.cn/s/blog_83f77c940102ven5.html

  2. 《UCHIME improves sensitivity and speed of chimera detection》——-bioinformatics

  3. http://qiime.org/tutorials/procrustes_analysis.html

  4. 《Phylogenetic Beta Diversity Metrics, Trait Evolution and Inferring the Functional Beta Diversity of Communities》———PLoS ONE

  5. 《Using network analysis to explore co-occurrence patterns in soil microbial communities》—ISME J

  6. http://sourceforge.net/projects/tax2tree/

  7. 《An improved Greengenes taxonomy with explicit ranks for ecological and evolutionary analyses of bacteria and archaea》,ISME J

  8. 《Impact of training sets on classification of high-throughput bacterial 16s rRNA gene surveys》-ISME

  9. 《Global patterns of 16S rRNA diversity at a depth of millions of sequences per sample》—PNAS

  10. 《Microbiome Profiling by Illumina Sequencing of Combinatorial Sequence-Tagged PCR Products》—-PLoS ONE figure 8

  11. 《Illumina-based analysis of microbial community diversity》—-ISME

  12. 《The diversity and biogeography of soil bacterial communities》—PNAS

  13. 《滇池藻类生物量时空分布及其影响因子》

  14. http://qiime.org/scripts/otu_category_significance.html

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