宏基因組--微生物多樣性

操作分類單元(Operational Taxonomic Units,OTU)是在系統(tǒng)發(fā)生學(xué)研究或群體遺傳學(xué)研究中,為便于分析,人為給某一個(gè)分類單元(品系,種,屬,分組等)設(shè)置的同一標(biāo)志。一般情況下,如果序列(tags)之間的相似性高于97% 就可以把它定義為一個(gè) OTU。每個(gè)OTU對應(yīng)于一種代表序列。

alpha多樣性分析

alpha多樣性一般指樣本內(nèi)物種的多樣性程度,即不側(cè)重于比較,而只是評(píng)估樣本內(nèi)的多樣性程度
多樣性指數(shù)統(tǒng)計(jì)(軟件:mothur)

計(jì)算菌群豐富度(Community richness)的指數(shù):
(1)Observed_species:直接觀測到的OTU的個(gè)數(shù)。
(2)Chao:用于估計(jì)樣本中物種總數(shù),數(shù)值越大代表物種越多。
(3)ACE:用于估計(jì)樣本中物種總數(shù),數(shù)值越大代表物種越多,與Chao1的算法不同。
計(jì)算菌群多樣性(Community diversity)的指數(shù):
(1)Shannon:用來估算樣本中微生物的多樣性指數(shù)之一。Shannon值越大,說明群落多樣性越高。
(2)Simpson:用來估算樣本中微生物的多樣性指數(shù)之一, Simpson指數(shù)值越大,說明群落多樣性越低。
(3)InvSimpson:1-Simpson指數(shù)值,InvSimpson指數(shù)值越大,說明群落多樣性越高。
(4)Coverage:指各樣本文庫的覆蓋率,其數(shù)值越高,則樣本中序列被測出的概率越高,而沒有被測出的概率越低

結(jié)果舉例:

beta多樣性分析

其他統(tǒng)計(jì)分析

1.組間差異顯著性分析:主要用于發(fā)現(xiàn)不同組間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的 Biomarker。更具設(shè)定的biomarker篩選標(biāo)準(zhǔn)(LDA score>4)找出符合條件的biomarker,以圖標(biāo)方式展現(xiàn);常見分析方法有Lefse分析篩選biomarker;Metastats分析通過p、q值比較各分類水平下兩兩分組間的差異顯著性
軟件:LEfSe(Line Discriminant Analysis (LDA) Effect Size)、Metastats




2.多元統(tǒng)計(jì)分析:ANOVA(方差分析)、Wilcox秩和檢驗(yàn)、三元相圖
3.16S功能基因預(yù)測分析:KEGG功能預(yù)測、COG功能預(yù)測
4.相關(guān)性分析
5.進(jìn)化樹分析
6.環(huán)境因子分析
7.相似性分析(ANOSIM)

補(bǔ)充相關(guān)軟件鏈接:

Trimomatic: http://www.usadellab.org/cms/index.php?page=trimmomatic
Flash: http://ccb.jhu.edu/software/FLASH/
FASTQC: http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/
uparse: http://www.drive5.com/usearch/manual/uparseotu_algo.html
RDP 數(shù)據(jù)庫: http://rdp.cme.msu.edu/
mothur: www.mothur.org
R: http://www.r-project.org/
metastats: http://metastats.cbcb.umd.edu/detection.html
Fasttree: http://www.microbesonline.org/fasttree/
megan: http://ab.inf.uni-tuebingen.de/software/megan/
cytoscape: http://www.cytoscape.org/

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