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扩增子数据分析之稀释曲线: alpha_div_rare 和 alpha-rarefaction

1.稀释曲线介绍

Rarefaction Curve即稀释曲线,是从样品中随机抽取一定测序量的数据,统计它们所代表物种数目(也即是OTUs数目)或多样性指数,以数据量与物种多样性来构建的曲线,以用来说明样品的测序数据量是否合理,并间接反映样品中物种的丰富程度。稀释性曲线图中,当曲线趋向平坦时,说明测序数据量渐进合理
如下图所示: 蓝色趋于饱和, 红色还一直在增加。

Rarefaction Curve

2.usearch alpha_div_rare

Usearch 提供了alpha_div_rarecmd_alpha_div_rare)命令进行对OTU表进行subsampling 和计算多样性指数。
支持命令行参数:

-metric :支持的多样性指数: berger_parker、buzas_gibson、chao1、
                           dominance、equitability、jost、jost1.
                           reads、richness(默认)、robbins、simpson   shannon_e、shannon_2、shannon_10
-method :抽样方法,支持fast(默认), with_replacement和without_replacement。 
-output :输出文件;
-iters  :  with_replacement和without_replacement subsampling方式支持迭代数并计算平均数,并转换成最近整数。

实例:

usearch -alpha_div_rare otutab_norm.txt  --method fast --metric  shannon_e  -output rare.txt

具体选择哪种subsample方法,结果都差不多。

USEATCH的稀释曲线和QIIME稀释曲线不同,QIIME使用counts数subsampling , Usearch使用百分比subsampling,这样的好处是所有样本都会被采样到,但是横坐标的subsampling数目不一样,会根据样本序列数目变化。

3.QIIME2 alpha-rarefaction

qiime2 数据分析流程通过 qiime diversity接口提供了分析alpha多样的各种命令:
alpha-rarefaction 支持的参数:

--i-table : FeatureTable
--p-max-depth: 最大稀释深度,必须大于min_depth.
--p-min-depth:最小稀释深度, 默认1;
--p-steps: 稀释步长,默认10;
--p-iterations: 迭代次数 默认10;
--i-phylogeny: 如计算PDTree, 需要提供系统进化树;
--p-n-jobs:并行参数;
--p-metric: enspie|michaelis_menten_fit|faith_pd|lladser_pe|fisher_alpha
            |goods_coverage|doubles|simpson|margalef|observed_otus
            |shannon|pielou_e|chao1|brillouin_d|menhinick|simpson_e
            |robbins|dominance|heip_e|singles|mcintosh_d|ace
            |mcintosh_e|gini_index|berger_parker_d
--o-visualization: 输出稀释曲线;
--output-dir: 输出目录(如不指定--o-visualization);

实例:

qiime  diversity  alpha-rarefaction  \
     --i-table   table.qza      \
      --p-max-depth 1000        \
      --o-visualization  alpha-rarefaction.qza \
      --p-metrics  simpson      \
      --p-metrics observed_otus \
      --p-metrics shannon

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Last Update: 2017-09-25 11:56 AM

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