16S测序，不知道OTU你就out了！

本文转载自“锐翌基因”，已获授权。

编者按：虽然目前主流分析以不再按97%聚类OTUs，但此文的解释非常通俗易懂，适合入行本领域的人快速读懂OTUs是什么。

大家还记得投资高手都教授吗？他又从星星回来了。这次他将目光聚焦到了微生物领域，不过遇到棘手难题了呢！

都教授现在微生物研究很火热，我们也凑个热闹。

是啊，隔壁实验室研究微生物测序，发了很多高水平paper，他们好像做什么16S测序。开门弟子

都教授嗯！我们有一批样品也打算测16S，你去学习一下16S分析的知识。

老师，什么是OTU，宝宝真心不懂啊！开门弟子

都教授别急，小锐肯定知道，快去找Ta吧~

作为16S研究的初学者，遇到的最大困惑就是不知道OTU是什么、它有什么作用、与物种有什么关系。接下来，小锐带你遨游OTU的世界，让你秒懂16S测序分析那些事！

重点一：OTU是什么？

OTU（operational taxonomic units），即操作分类单元。通过一定的距离度量方法计算两两不同序列之间的距离度量或相似性，继而设置特定的分类阈值，获得同一阈值下的距离矩阵，进行聚类操作，形成不同的分类单元。专业解释太书面不好理解？没事儿，小锐给你举个“栗子”就明白了！

我们97%相似，是男孩子，是OTU1，有三个成员。我们97%相似，是女孩子，是OTU2，有两个成员。

这么多16S序列，基于序列间97%的相似性，大家聚成了3个OTU。

是不是瞬间就领悟了~

重点二：OTU在16S测序中有何用？

高通量测序得到的16S序列有成千上万条，如果对每条序列都进行物种注释的话，工作量大、耗时长，而且16S扩增、测序等过程中出现的错误会降低结果的准确性。在16S分析中引入OTU，首先对相似性序列进行聚类，分成数量较少的分类单元，基于分类单元进行物种注释。这不仅简化工作量，提高分析效率，而且OTU在聚类过程中会去除一些测序错误的序列，提高分析的准确性。

重点三：OTU如何聚类？

OTU聚类的方法多种多样，如Uclust、cd-hit、BLAST、mothur、usearch和 prefix/suffix，这些聚类方法均可以在QIIME软件中实施。不同聚类方法基于不同的算法，得到的聚类结果虽然不同，但是大体的聚类流程都是一致的：

挑选非重复序列

与16S数据库比对

去除嵌合体序列

序列之间距离计算

97%相似OTU聚类

温馨提示：嵌合体序列是RCR扩增时，两条不同的序列产生杂交、扩增的序列。

重点四：OTU跟物种的关系

 OTU聚类后，挑选出每个OTU中的代表序列，与RDP、Sliva或GreenGene等数据库进行比对，进行物种注释。

OTU和物种是映射关系，它们一一对应或多对一，如下图所示。

在上图中，A、B、C分别表示OTU 1、OTU m和OTU n中有A、B、C条reads，假设OTU 1和OTU m比对到物种1，那么物种1的丰度是A+B；同理假设OTU n比对到物种2，物种2的丰度是C。

小锐收到都教授回信，其开门弟子已get了OTU技能！

老师，经过小锐的科普，宝宝全面理解OTU了，再也不会out了~开门弟子都教授孺子可教，还等什么，赶紧准备样品送到小锐家测序呀！

相信大家现在对OTU有一定的理解了，而且也知道OTU和物种之间的对应关系了。掌握了这些，16S微生物多样性的分析学起来也就没那么难了。

记得哦，以后遇到困难找小锐~别的不敢保证，对基因测序小锐可是比都教授万能10000倍！

供稿：冯丹编辑：王丽燕

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