微生物扩增子高通量测序数据分析电子书

内容简介

前言

第1章 测序数据

1.1 示例数据

1.1.1 分析目标

1.1.2 采样点概况

1.1.3 理化数据

1.1.4 扩增子高通量测序数据

1.2 文件类型

1.3 文件内容

1.3.1 FASTQ存储格式特点

1.3.2 碱基质量

1.4 质量评估

1.4.1 评估方法

1.4.2 分析结果

1.4.2.1 基本信息

1.4.2.2 碱基质量分布

1.4.2.3 每条序列的质量

1.4.2.4 序列平均质量分布

1.4.2.5 碱基含量分布

1.4.2.6 GC含量分布

1.4.2.7 每个位置不明碱基N含量

1.4.2.8 序列长度分布

1.4.2.9 重复序列

1.4.2.10 过度表达序列

1.4.2.11 接头含量

1.4.3 总体样本质量

第2章 扩增子高通量数据分析

2.1 分析平台

2.1.1 平台介绍

2.1.1.1 Mothur

2.1.1.2 USEARCH

2.1.1.3 VSEARCH

2.1.1.4 DADA2

2.1.1.5 QIIME2

2.1.2 平台搭建

2.1.2.1 软件下载

2.1.2.2 软件安装

2.1.2.3 软件设置

2.1.3 Ubuntu系统

2.1.3.1 系统介绍

2.1.3.2 系统调整

2.1.3.3 常用命令

2.1.3.4 文件路径

2.2 构建特征表

2.2.1 数据导入

2.2.1.1 元数据

2.2.1.2 清单文件

2.2.2 去噪

2.2.2.1 DADA2与Deblur

2.2.2.2 去除非生物序列

2.2.2.3 生成ASV

2.2.3 导出特征表

2.2.4 BIOM文件

2.2.4.1 格式用途

2.2.4.2 文件版本

2.2.4.3 格式转换

2.3 物种注释

2.3.1 参考数据库

2.3.2 训练分类器

2.3.2.1 基于Greengene数据库

2.3.2.2 基于SILVA数据库

2.3.3 物种组成

2.3.3.1 基于Greengene物种注释

2.3.3.2 基于SILVA物种注释

2.4 小结

第3章 微生物多样性分析

3.1 PAST软件

3.2 Alpha多样性

3.2.1 数据导入

3.2.2 计算多样性指数

3.2.3 Alpha多样性指数

3.2.3.1 Chao1指数

3.2.3.2 ACE指数

3.2.3.3 Shannon指数

3.2.3.4 Simpson指数

3.3 稀释曲线

3.4 Beta多样性

3.4.1 数据导入

3.4.2 距离矩阵

3.4.3 UPGMA聚类分析

3.4.4 群落差异检验

3.4.4.1 样本分组

3.4.4.2 ANOSIM

3.4.4.3 PERMANOVA

3.4.5 排序分析

3.4.5.1 主成分分析（PCA）

3.4.5.2 主坐标分析（PCoA）

3.4.5.3 非度量多维尺度分析（NMDS）

第4章 微生物群落结构及差异分析

4.1 群落结构

4.1.1 百分比堆积柱状图

4.1.1.1 准备数据

4.1.1.2 Origin绘图

4.1.2 热图

4.1.2.1 准备数据

4.1.2.2 Heml绘图

4.1.3 韦恩图

4.1.3.1 准备数据

4.1.3.2 Origin绘图

4.1.4 样本-物种丰度关联Circos弦装图

4.1.4.1 准备数据

4.1.4.2 CIRCOS官网在线绘图

4.1.5 小结

4.2 差异分析

4.2.1 统计检验

4.2.1.1 准备数据

4.2.1.2 SPSS正态检验

4.2.1.3 SPSS克鲁斯检验

4.2.2 LEfSe在线分析

4.2.2.1 准备数据

4.2.2.2 LEfSe在线分析

第5章 基因功能预测

5.1 PICRUSt2

5.1.1 配置环境

5.1.2 标准分步流程

5.1.2.1 建树（place_seqs.py）

5.1.2.2 拷贝数、功能预测（hsp.py）

5.1.2.3 宏基因组表计算

5.1.2.4 通路计算

5.1.2.5 添加注释（add_descriptions.py）

5.1.2.6 输出文件

5.1.3 KEGG通路层级汇总

5.2 Tax4Fun2

5.2.1 配置环境

5.2.2 运行分析

5.2.2.1 安装Tax4Fun2

5.2.2.2 物种注释

5.2.2.3 功能预测

5.2.2.4 计算功能冗余指数FRI

5.3 FAPROTAX

5.3.1 配置环境

5.3.2 数据准备

5.3.3 功能预测

5.4 代谢通路丰度柱状图

5.4.1 基于PICRUSt2输出数据绘图

5.4.2 基于Tax4Fun2输出数据绘图

5.4.3 基于FAPROTAX输出数据绘图

5.5 STAMP软件

5.5.1 导入数据

5.5.2 假设检验

5.5.2.1 多组比较

5.5.2.2 分析两组

5.5.2.3 分析两样本

5.5.3 分析可视化

5.5.3.1 作图类型

5.5.3.2 图形解读

5.5.3.3 导出图形

5.5.4 注意事项

第6章 微生物与环境因子关联分析

6.1 环境因子分析

6.2 冗余分析

6.2.1 分析原理

6.2.2 分析步骤

6.2.2.1 准备数据

6.2.2.2 软件实操

6.2.3 导出图形

6.3 网络分析

6.3.1 分析原理

6.3.1.1 基本概念

6.3.1.2 网络拓扑学特征

6.3.2 Cytoscape

6.3.2.1 数据处理

6.3.2.2 作图流程

6.3.3 Gephi

6.3.3.1 数据处理

6.3.3.2 作图流程

6.4 随机森林模型分析

6.4.1 分析原理

6.4.2 分析内容

参考文献