宏基因組怎么分析疲扎?

文章分析思路:整體概述——物種組成——功能組成——關(guān)聯(lián)/因果

文章主要結(jié)果描述:

????1. 樣本、物種、功能整體內(nèi)容描述

????2. 物種組成整體差異和分組具體差異

????3. 功能組成整體差異和分組具體差異

????4. 環(huán)境因子/相關(guān)研究與微生物組的關(guān)系——關(guān)聯(lián)碗硬;無菌體系驗(yàn)證差異物種——因果;

文獻(xiàn)實(shí)例1:人腸道微生物的腸型(宏基因組)

Ref:Arumugam, M., Raes, J., Pelletier, E., Le Paslier, D., Yamada, T., Mende, D. R., … & Bertalan, M. (2011). Enterotypes of the human gut microbiome. nature, 473(7346), 174.?

圖1. 人類腸道微生物組的物種和功能組成

a. 模擬隨著樣品數(shù)量增加瓢颅,非冗余直系同源基因分組數(shù)量增長變化趨勢恩尾。完整的細(xì)菌基因組按生活環(huán)境分為已知腸道相關(guān)(紅色)、非腸道相關(guān)(藍(lán)色)物種兩類惜索。前者在35個(gè)樣品時(shí)接近飽和特笋,而非腸道物種(通常稀少和短暫的)并沒有飽和。

b. 箱線圖展示最高豐度的30個(gè)屬巾兆。按門著色猎物。同時(shí)角上有門水平箱線圖。屬和門水平豐度計(jì)算采用有參比對角塑,85%相似度蔫磨,65%覆蓋度的閾值。末分類的屬顯示更高水平標(biāo)注了星號圃伶。

c. 箱線圖展示最高豐度的30個(gè)直系同源基因分組(基于eggNOG)數(shù)據(jù)庫堤如,并按其功能分類著色蒲列。

圖2. 腸型的物種組成不同

a. 基于33個(gè)宏基因組屬組成的主成分分析和聚類。與1511個(gè)參考基因組比對搀罢,基于85%相似度閾值蝗岖。

b. 85個(gè)發(fā)表丹麥人的Illumina宏基因組數(shù)據(jù);

c. 152個(gè)16S擴(kuò)增子測序榔至。均顯示出穩(wěn)健的聚類結(jié)果——腸型抵赢。IBD,腸易激綜合證和肥胖用三角和五角星標(biāo)出唧取,表現(xiàn)出也符合腸型規(guī)律铅鲤,但與主體略有差異。采用R的ade4包繪制兩個(gè)主成分枫弟,每個(gè)點(diǎn)填充的圓代表樣品邢享。每一個(gè)簇的重心標(biāo)記為長方形,并添加67%的置信橢圓淡诗。

d. 三個(gè)代表菌屬的相對豐度箱線圖骇塘,三種腸型的典型菌為擬桿菌屬、普氏菌屬和瘤胃球菌屬袜漩。

f. 每種腸型主要的貢獻(xiàn)者的共豐度網(wǎng)絡(luò)绪爸。

圖3. 腸型間的功能差異

a. 采用COG數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA分析,仍然獲得同樣的三種腸型結(jié)果(空圈顯示不同樣品)宙攻。藍(lán)色密度圖代表COG相對豐度奠货。

b. 在腸型1中4個(gè)生物素合成途徑中富集(COG0132, COG0156,COG0161和COG0502),

c. 在腸型2中富含的4個(gè)硫胺素生物合成途徑 (COG0422, COG0351, COG0352和COG0611)

d. 在腸型3中血紅素合成途徑富集(COG0007, COG0276, COG407, COG0408, COG0716 and COG1648)

圖4. 與宿主屬性的相關(guān)

a. RNA聚類酶與年齡相關(guān)座掘;

b. susD淀粉結(jié)合與BMI相關(guān)

c. 4個(gè)COG組合模型與年齡高度相關(guān)

d. 2個(gè)COG組合(ATP酶復(fù)合物與四氫嘧啶)模型與BMI高度相關(guān)

文獻(xiàn)實(shí)例2:全球柑橘根系微生物結(jié)構(gòu)和功能(16S+宏基因組)

Ref:The structure and function of the global citrus rhizosphere microbiome.?Nature Communications?(?IF?12.121?)?Pub Date?:?2018-11-20?, DOI:?10.1038/s41467-018-07343-2?

1. 柑橘根際微生物群落的特征


a. 從16S擴(kuò)增子和宏基因組兩方面展示了非根際土和根際土之間的物種分布递惋。

b.不同區(qū)域的非根際土和根際土之間的Alpha多樣性。

c. PCoA圖溢陪。不同區(qū)域的非根際土和根際土之間的PCoA萍虽。

2.柑桔根際核心微生物的特征


a.?維恩圖。描述核心微生物從非根際土壤到根際土壤的屬富集情況形真。

b. 物種豐度熱圖杉编。在根系土壤中富集的優(yōu)勢微生物(細(xì)菌)主要是變形菌、放線菌咆霜、酸桿菌和擬桿菌四大門邓馒;(真菌)子囊菌門。

3.柑桔根際微生物的功能


a.?unigene集

b. KOs在KEGG第二層級的注釋結(jié)果

c. 根際土的Enriched KOs(C圖)根際土的與非根際土KOs的Venn圖

d.?根際土的Depleted KOs與非根際土KOs的Venn圖

e.?KOs在KEGG第三層級的注釋結(jié)果(*p值< 0.05;**p值< 0.01;***p值< 0.001)

4.?柑橘根際微生物的功能富集討論

也沒有太難對吧蛾坯,快開始你的宏基因組構(gòu)想吧光酣!

加油,青椒們脉课!

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