教程 | 用MetaPhlAn2分析微生物物种丰度
本文转载自“锐翌基因”，己获授权。
MetaPhlAn2是分析微生物群落(细菌、古菌、真核生物和病毒)组成的工具，它在宏基因组研究中非常有用，通过分析能获得微生物的物种丰度信息。老规矩，小锐将从安装到使用，教你解锁这款软件。
1
安装MetaPhlAn2软件
1.1
依赖的软件
① Python (version >= 2.7)
② Bowtie2
③ Numpy
④ Pandas (optional, only required by utility scripts)
⑤ BioPython (optional, only required by utility scripts)
⑥ SciPy (optional, only required by utility scripts)
⑦ Matplotlib (optional, only required by utility scripts)
⑧ biom (optional, only required for biom format input/output)
1.2
安装
Step 1：下载 MetaPhlAn2软件并解压
（下载地址：https://bitbucket.org/biobakery/metaphlan2/get/default.zip）
tar xzvf biobakery-metaphlan2-<versioned>.tar.gz
cd biobakery-metaphlan2-<versioned>/
Step 2：添加环境变量
把变量export PATH=$MDIR:$MDIR/UTILS/:$PATH添加到变量文件$HOME/.bashrc中，其中$MDIR是软件MetaPhlAn2的安装路径。
Step 3：安装MetaPhlAn2依赖软件
安装bowtie2软件并添加到环境变量中。
2
运行MetaPhlAn2软件
metaphlan2.py $SAMPLE --input_type fasta > $OUTPUT_profile.txt
其中$SAMPLE可以是.fasta、.fastq和.tar.bz2格式的宏基因组序列文件；
运行结果主要输出两个文件bowtie2out.txt 和_profile.txt；
其中_profile.txt是物种丰度的结果。
如果样品较多，可以修改参数进行多线程运行MetaPhlAn2软件
metaphlan2.py $SAMPLE --input_type fasta --nproc 4 > $OUTPUT_profile.txt
其中nproc 4是指线程数为4。
3
物种丰度结果的可视化
3.1
热图可视化丰度结果
热图能有效显示MetaPhlAn2软件输出的物种丰度结果，其中制作热图主要应用hclust2脚本（其下载路径为https://bitbucket.org/nsegata/hclust2/get/tip.zip）。
Step 1: 把所有样品结果的物种丰度合并成一个表格
grep -E "(s__)|(^ID)" merged_abundance_table.txt | grep -v "t__" | sed \'s/^.*s__//g\' > merged_abundance_table_species.txt
Step 2: 生成热图
hclust2.py -i merged_abundance_table_species.txt -o abundance_heatmap_species.png --ftop 25 --f_dist_f braycurtis --s_dist_f braycurtis --cell_aspect_ratio 0.5 -l --flabel_size 6 --slabel_size 6 --max_flabel_len 100 --max_slabel_len 100 --minv 0.1 --dpi 300
其效果图为：
3.2
进化分枝图可视化丰度结果
你也可以在进化树上进行可视化物种丰度结果图，这里主要应用GraPhlAn工具制作，可以用微生物的名字或物种丰度给树枝添加注释。
Step 1：生成GraPhlAn的输入文件
export2graphlan.py --skip_rows 1,2 -i merged_abundance_table.txt --tree merged_abundance.tree.txt --annotation merged_abundance.annot.txt --most_abundant 100 --abundance_threshold 1 --least_biomarkers 10 --annotations 5,6 --external_annotations 7 --min_clade_size 1
Step 2：生成进化分枝图
graphlan_annotate.py --annot merged_abundance.annot.txt merged_abundance.tree.txt merged_abundance.xml
graphlan.py --dpi 300 merged_abundance.xml merged_abundance.png --external_legends
其效果图为：
对于生信分析者来说，分析软件就像是他的第二个大脑。选择一款适合自己的软件，总能达到事半功倍的效果。MetaPhlAn2能否成为你的神助攻呢？要亲自试了才知道哦~感兴趣的小伙伴们，赶紧动起来吧。
供稿 | 温平平 编辑 | 王丽燕
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