【进阶篇一】微生物多样性研究常用分析方法介绍

上期小编为大家介绍了什么是OTU，以及Alpha多样性和Beta多样性的含义，大家应该对这些基本概念都有了一定的了解，那这些分析到底是怎么做的呢？这期就为大家介绍分析用到的一些软件和方法。

微生物多样性分析神器——QIIME

QIIME全称为Quantitative Insights Into Microbial Ecology，是一款专门为微生物生态学研究服务的软件，它整合了许多科研界公认的第三方软件工具和算法，可以进行数据质控、序列比对、OTU聚类、物种注释、物种进化树构建、多样性指数计算等等，功能十分强大。

QIIME支持在Linux和Mac系统中运行，Windows系统可以安装QIIME虚拟软件来运行。您可以登录QIIME的官方网站进行软件的下载：http:///，也会有针对illumina数据的指导“Illumina overview tutorial”

PS：QIIME的发音为：‘Chime’[t?a?m]，如果你使用，记得加上引用文献：QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data

如何实现OTU聚类——UPARSE

上期讲到了微生物多样性研究中首先就要构建OTU，UPARSE软件就可以完成这个步骤，你可以单独下载UPARSE或直接在QIIME上进行。UPARSE方法在2013年发表在Nature Methods，专门用于OTU的构建。

你可以将拼接好并经过数据质控后的FASTA格式数据，输入到UPARSE软件中，设定相似度值（建议使用UPARSE中默认值97%），软件就会进行OTU的聚类，最后结果会以表格的形式展现，我们称之为“OTU table”，后续很多分析都是在OTU table基础上进行的。

如表1中显示，分析会得到类似的一张OTUtable，表中数字代表每个OTU在每个样本中的Tag个数情况，也统计了每个样本中的Tags总数（Total_tag），低频Tags数（Uniq_tag）数，如果某一条Tag和其他Tag相似度都没有达到97%，就会独自形成一个OTU，我们称这种tag为Uniq_tag，这些可能是由于测序错误导致的，所以在分析中需要将Uniq_tag去除。

物种注释——RDPClassifier和Greengene数据库

构建好的OTU之后，会选取的OTU代表序列跟数据库中的已知序列比对，每个OTU就会得到一个物种注释信息。大家可能会想到常用的Blast比对方法，但我们建议使用RDP Classifier，它原理类似于LCA算法，就是如果一个代表序列在属水平上得到了两种注释结果，就会向前看科水平的注释结果，如果科水平只有一个注释结果，该序列就只能注释到科水平，而认为属水平注释结果是不准确的，因此比使用Blast准确度更高。

这样的话，OTU table中又多了一列物种注释信息，终于将一堆复杂的序列变成了我们关心的物种情况了，而且还可以体现一个样本中不同物种的丰度情况哦~我们可以利用Tags的多少来体现物种的相对丰度，但只能体现一个样本中不同物种的相对丰度，样本和样本之间是不能比较的。

本期就先介绍到这儿，如果你想进一步学习上面软件的具体使用操作，可以参加我们5月分举办的信息分析培训班，我们的信息分析工程师将手把手教你如何使用，大家可以登录诺禾致源官网查询报名信息。