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發(fā)稿時間：2016-10-21來源：天昊生物

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物種組成分析：高豐度物種柱狀圖

 

在某一分類水平上可以把多個樣品中的高豐度微生物組成繪制成柱狀圖。本分析默認(rèn)選擇相對豐度大于1%的物種繪制柱狀圖（個數(shù)低于30個全畫），更直觀的展示各分類水平樣本中高豐度物種信息。

注：橫坐標(biāo)表示該分類水平下物種注釋信息，縱坐標(biāo)表示樣本中物種相對豐度（%），從左到右樣本中物種按相對豐度高低依次排列，右上角圖例表示對應(yīng)的Legend分類等級下的物種注釋信息，如上圖為綱水平。

物種組成差異分析：MetagenomeSeq分析

 

MetagenomeSeq分析多用于比較不同分類水平（如門，屬等）上的物種在兩組樣本中的豐度差異性，以|logFC|>1且 P value < 0.05作為差異顯著性篩選閾值，從而找出兩組樣本中具有顯著差異的微生物物種，若表格中無相關(guān)信息則表示沒有顯著差異的物種。在選定分類學(xué)水平上，找到組別中差異成分，可選分類學(xué)水平：門、綱、目、科、屬、種。T8，T9，T10為組別1，T11，T12，T2為組別2。

注：第一列表示該分類水平差異顯著的物種注釋信息；各樣本下的數(shù)值表示物種在每個樣本中的reads數(shù)目；Norm.樣本下的數(shù)值表示經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化之后的物種豐度值；logFC列表示組間差異改變倍數(shù)取以2為底的對數(shù)值，即log₂(fold change)的數(shù)值；P values差異顯著性P值，一般來說P value < 0.05 時差異顯著；adj P value：多重假設(shè)檢驗FDR校正P值；該表中只展示差異顯著的物種結(jié)果。

物種組成差異分析：關(guān)鍵物種差異比較熱圖

 

通過R軟件中的MetagenomeSeq包分析篩選兩組樣本之間具有顯著差異的物種（關(guān)鍵物種）用于繪制Heatmap圖，差異熱圖可以直觀的展示物種在兩類樣本中的豐度差異及兩類樣本間的整體差異性。下圖是2組6個樣本科水平關(guān)鍵物種差異比較熱圖，T8，T9，T10為組別1，T11，T12，T2為組別2。

注：每一列代表不同的樣本，每一行代表經(jīng)MetagenomeSeq包分析篩選具有顯著差異的物種；相應(yīng)的顏色代表了物種的豐度大小。圖注中顏色由藍色到紅色漸變表示物種豐度由小到大。

 

物種組成差異分析：高豐度物種差異比較箱體圖

 

通過R軟件中的MetagenomeSeq包分析篩選兩組樣本之間具有顯著差異的物種（關(guān)鍵物種）用于繪制boxplot圖。對于每個分類水平，本分析默認(rèn)選擇相對豐度大于1%的物種繪制箱體圖（個數(shù)低于30個全畫）。箱體圖不僅可以更直觀的看出該分類水平下高豐度的物種在兩類樣本間的豐度差異，也可以看出每個物種在組內(nèi)樣本中的豐度分布的分散程度情況。下圖是2組6個樣本樣本科水平高豐度物種差異比較箱體圖。

注：箱體圖主要是利用數(shù)據(jù)中的五個統(tǒng)計量：最小值、第一四分位數(shù)（25%）、中位數(shù)（50%）、第三四分位數(shù)（75%）和最大值來描述數(shù)據(jù)的一種方法，它也可以粗略地看出每組樣本組內(nèi)是否具有對稱性，分布的分散程度等信息，同時可以看出不同組別間物種豐度高低差異。不同顏色分別代表樣本不同組別，橫坐標(biāo)表示該分類水平物種注釋信息，縱坐標(biāo)表示物種的相對豐度值，*表示該物種在兩組樣本中有顯著性差異，未標(biāo)注則說明無顯著性差異。

 

環(huán)境因子對群落響應(yīng)分析：Bioenv分析

 

Bioenv分析主要是進行生物－環(huán)境連接的逐步分析和相關(guān)檢驗，需根據(jù)客戶提供的環(huán)境因子數(shù)據(jù)，計算并統(tǒng)計出與群落（OTU）相關(guān)性最高的環(huán)境因子組合。

注：每行表示每個環(huán)境因子（環(huán)境因子組合）與群落之間的相關(guān)性的高低。相關(guān)性絕對值越大，相關(guān)性越強，對群落的影響越大。TN：總氮；TP：總磷；TK：總鉀；NH4：氨鹽；NO3：硝酸鹽；DOC：溶解氧；DON：溶解性有機氮； MN：微生物氮含量；MC：微生物碳含量；MP：微生物磷含量。

環(huán)境因子對群落響應(yīng)分析：Mantel test分析

 

Mantel test為環(huán)境因子pearson相關(guān)性檢驗，計算并統(tǒng)計環(huán)境因素和物種之間相關(guān)系數(shù)及差異顯著性，更關(guān)注的是環(huán)境因子整體對群落的影響。|r|值越大表示環(huán)境因子與群落之間相關(guān)性越強，P<0.05時表示環(huán)境因子對群落有顯著性影響。

注：Martrix A列表示群落OTU矩陣；Martrix B列表示環(huán)境因子數(shù)據(jù)矩陣；r值表示群落與環(huán)境因子的pearson相關(guān)性大?。?i>P values假陽性概率值，是統(tǒng)計學(xué)中常用的判定值，一般來說P value<0.05 時差異顯著；Permutations置換次數(shù)1000次。

環(huán)境因子對群落響應(yīng)分析：物種與環(huán)境因子顯著相關(guān)性分析

 

基于Pearson相關(guān)性分析物種與環(huán)境因子間的相關(guān)性，以相關(guān)系數(shù)|cor|>0.3且P < 0.05作為顯著相關(guān)性篩選閾值，篩選與各環(huán)境因子顯著相關(guān)的物種。選擇相對豐度最高的100個物種（少于100個則全畫出）繪制相關(guān)性熱圖，以直觀展示各分類水平物種與環(huán)境因子之間的相關(guān)性。下圖是綱水平物種與環(huán)境因子顯著相關(guān)熱圖。

注：每一列代表不同環(huán)境因子，每一行代表不同物種；不同顏色表示兩兩間相關(guān)系數(shù)的大小，藍色越深表示負(fù)相關(guān)性越強，橙色越深表示正相關(guān)性越強。*表示顯著性P<0.05，**表示顯著性P<0.01。