口碑好的黄石网站建设,二级域名解析ip,安徽省建设厅网站工程师查询,怎样上传图片到wordpress点击上方蓝色「宏基因组」关注我们#xff01;专业干货每日推送#xff01;背景介绍(Introduction)宏基因组学宏基因组学目前的主要研究方法包括#xff1a;16S/ITS/18S扩增子、宏基因组、宏转录组和代谢组#xff0c;其中以扩增子研究最为广泛。目的意义本系列文章将带领大… 点击上方蓝色「宏基因组」关注我们专业干货每日推送背景介绍(Introduction)宏基因组学宏基因组学目前的主要研究方法包括16S/ITS/18S扩增子、宏基因组、宏转录组和代谢组其中以扩增子研究最为广泛。目的意义本系列文章将带领大家结合较新的16S/ITS扩增子相关文献来理解宏基因组扩增子文章中常用图表种类、图中包括的基本信息以及作者想表达的结果。主要内容本系列文章内容包括箱线图、折线图、柱状图、散点图、火山图、热图、曼哈顿图、维恩图、三元图和网络图等。学习思路罗列知识点熟悉专业名词弄个脸熟即使理解不深刻起码在阅读中不会有抵触情绪结合具体文章读图实战两三次基本就是专业人士了。将来在大家可以很好理解相关文章图表的基础上希望对分析、统计和绘图相关技术有进一步学习的小伙伴请积极回复并留言吧。如果本系统文章阅读过万想学分析的留言过百。我还将详细讲解扩增子分析、统计和绘图各步骤的分析实例和源代码希望大家多多鼓励和支持。声明文章的解读仅代表个人理解和观点有不足处请读者积极留言批评指正互相学习共同进步。知识点(Method)三元图/三元相图 Ternary Plot三元图有6种英文叫法其中ternary plot最为常用。三元图是重心图的一种它有三个变量但需要三者总和为恒定值。在一个等边三角形坐标系中图中某一点的位置代表三个变量间的比例关系。常用于物理化学、 岩石学、矿物学、冶金学和其它物理科学用于表示在同一个系统中三组分间的比例。在群体遗传学中它被称做Finetti图在博弈论中常被称为simplex图。A ternary plot, ternary graph, triangle plot, simplex plot, Gibbs triangle or de Finetti diagram is a barycentric plot on three variables which sum to a constant. It graphically depicts the ratios of the three variables as positions in an equilateral triangle. It is used in physical chemistry, petrology, mineralogy, metallurgy, and other physical sciences to show the compositions of systems composed of three species. In population genetics, it is often called a de Finetti diagram. In game theory, it is often called a simplex plot.在高通量测序分析领域中最常用的是两组间的比较展示的方式有火山图、曼哈顿图等而三组互相两两比较需要展示三个图吗就没有更好的展示方式了吗三元图的引入解决了这一问题。近年来常用于展示三组间的相对基因表达或OTU丰度即美观又有意义。三元图的传统应用上图示例是化学领域中传统应用展示在空气中(氧21%氮79%)中混入甲烷(可燃气体)时可燃的范围。图中蓝色线上的任意点代表其中氧和氮始终保持2179的比例关系正是空气的基本性质即使有甲烷混入氧氮的比例始终恒定深黄色区域为甲烷在此区域范围内的含量条件下才可燃而蓝线与深黄区域重合部分表示只有在空气中混入这一浓度范围内的甲烷才是可燃的。这部分是科普下背景看不懂没关系本文下面重点细讲在生物学扩增子分析中的应用。三元图点位置的读法快速看谁多谁少快速理解位置意义重心图你看目标点离那个角近就是它在相应的组中相对比例高反之离某个角远其相对比例也低。精确读三组比例1. 双平行线/小等边三角形法由点向底边做两条平行线建立小正三角形将底边分成三段中间为顶部组所占比例左段为右侧组比例右段为左侧组比例。垂线法点向三条边做垂线穿越的格数即对角组中所占比例向各边零坐标方向作平行线法按坐标系组的颜色和数值直接读各组比例(图中所示方法A和B均略大于0.3而C接近0.4)三元图规律三角形边平等线上的点在平行线对应的顶点组所占比例是恒定的。顶点到底边直线上的点上面任意点中两底角组相对比例恒定。三元图点大小的意义通常代表基因/OTU的相对表达/丰度而且为了防止点过大或过小数据通常还需要经过log2变换将表达范围从0-1百万转换为0-20的区间如果是OTU的千分比则转换为0-10的区间。三元图优点打破了普通两两比较火山图展示方式可将三组两两比较和三组的相对关系展示在同张图中两组只能比较一次三组可以比较三次可説的结果非常多三是个非常好的数字2组比较太常见且单调4组及以上信息量大让人晕三组正好高端大气上档次而且还有内涵。三元图绘制工具我用过Sigmaplot可以轻松绘制引文有origin的绘制教程。其实喜欢用R语言的朋友有很多包可以选择如grid、ggplot2、ggtern其中以ggtern最为简便。看图实战(Result)示例1. 三元图展示底角两组共有和特有显著富集OTUBulgarelli, D., et al. (2015). Cell Host Microbe 17(3): 392-403. Fig. 3 这篇文章分析大麦不同生态位和不同品种间细菌组间的差异。文中正文使用了3个三元图。图3.A 展示大麦根部土壤、根际和根三种分态位间差异的OTU并结合饼形图展示这些显著差异OTU的分类学门/纲水平信息。图中元素解释图中三个顶点上、右、左分别代表三个实验组分别是土壤(Soil)、根际(Rhizosphere)、根(Root)图中的点代表每个OTU作者只筛选了相对丰度高于0.5%的数百个OTU在图中展示(此图点超过300点重叠起来实在看不清)点的大小代表OTU的相对丰度是三组所有样品的平均丰度通常是千分比再经log2变换转换数值范围为0-10之间图中点的颜色用于标出显著差异的OTU的类型本实验以Soil为对照分两次比较筛选到了Root和Rhizosphere中显著富集的OTU再将这两组富含OTU中的共有部分标为青色(RR OTUS即根和根际均富集的OTU)而只在Root中特异显著富含的标为蓝色(Root OUTs)只有Rhizosphere中特异富集的OTU标为粉色图中的虚线和数字是各组的坐标系刻度方便读出每个点在三者中的比例图中点的位置代表该丰度在三个组中的相对比例以图中唯一的粉色点为例它偏向于右角的根际组在此组中丰度最高采用等边三角形法可读出Rhizosphere在三组间的比例为50%左右相当于其它两者之和因此为根际组中特异显著富集的OTU三元图中用颜色标出了三组显著集的OTU下面用饼形图进一步补充了这三组的物种分类门水平组成便于观察变化的是那一类菌图表结果与土壤相比根中有许多特异富集的OTU它们主要是beta或gama变形菌门根际中富集的OTU大部分与根中相同且主要来自于拟杆菌门(bacteroidetes)根际中特异富集的OTU只有1个来自放线菌门(Actinobacteria)。经验和技巧本图实际上是用三元图代替了Root和Rhizosphere显著富集OTU比较的Venn图图中青色为两组共有的部分蓝和粉为特有的部分。同时将每个OTU在三组间的相对关系和平均丰度展示出来信息量大感觉上比Venn图更直观和可靠。结合饼形图可进一步显示差异OTU的分类情况如门、纲、目、科或属等级别使发现的规律一目了然。常见问题为什么有些点更接近各组的顶点却不是显著富集的OTU因为计算是否显著富集的OTU不仅与OTU相比对照组富集倍数有关还有测序量、组内样品间的重复情况等有关只有综合多方面因素统计并通过人为设计的显著性P-value值(常用0.05, 0.01或0.001)时才被记为显著富集的OTU。物种分类学名称不认识我也认识的不多见的越多认识的越多。起码常见的几个高丰度的门要认识如Proteobacteria变形菌门、Actinobacteria放线菌门、Bacteroidetes 拟杆菌门和Firmicutes厚壁菌门一定要认识。上图中物种注释中有门、有纲是怎么回事除Proteobacteria以外都是门水平注释由于Proteobacteria丰度极高因此作者将变形菌门中高丰度的alpha, beta, gamma纲单拿出来进一步说明发现的规律这种方法在分析结果中较常用。附图注原文Figure 3. OTU Enrichment at the Barley Root/Soil Interface Ternary plots of all OTUs detected in the data set with RA 0.5% in at least one sample in (A) Hordeum vulgare ssp. spontaneum, (B) H. vulgare ssp. vulgare Landrace, and (C) H. vulgare ssp. vulgare Modern. Each circle represents one OTU. The size of each circle represents its relative abundance (weighted average). The position of each circle is determined by the contribution of the indicated compartments to the total relative abundance. Dark blue circles mark OTUs significantly enriched in the root microhabitat (Root_OTUs, FDR, p 0.05), magenta circles mark OTUs significantly enriched in the rhizosphere microhabitat (Rhizo_OTUs, FDR, p 0.05), and cyan circles mark OTUs significantly enriched in both microhabitats (RR OTUs, FDR, p 0.05).示例2. 双三无图展示不同区域特异OTU同对比较基因型间变化Zgadzaj, R., et.al., 2016 .PNAS 这篇文章分析了百脉根根瘤的微生物组成同时在根瘤缺失突变体条件下发现根和根际微生物均有较大差异的变化。文中正文两个组图中使用了3个三元图附录中5个图使用了10个三元图。纯分析发的PNAS。可见三元图很有市场。图4.A/B 三元图展示同一基因型百脉根不同取样区域/生态位(Compartment)中特异OTU。C/D 用箱线图进一步展示上面发现的每类显著富集OTU的总体相对丰度图中元素解释以A图为例最上方的黑体加粗Wild-type表示此图的材料类型为野生型与B图中的Mutant突变体对应图中三角顶点分别为三种compartment括号中数量为此组中显著富集的OTU数量图中点的大小代表三组样品的组内平均值再求平均值的相对丰度位置代表在三组中相对比例离那个顶点近就是其在此顶点组相对于其它组更高颜色代表OTU在三组中两两比较的显著富集情况与上图只比较了两次不同此图比较了6次以Soil特异富集的棕色OTU为例说明先进行Soil与Root比较确定Soil中显著富集的OTU再将Soil与Rhizosphere比较确定Soil中显著富集的OTU再将这两组显著富集OTU取交集并将图中相应的点标记为棕色同理另外两组Root和Rhizosphere中标记显著富集的OTU都是需要两次比较再取并集得出来的。可见此图的计算过程有多大的工作量。图中其它非两次比较显著富集共有OTU均标为灰色作为背景色。下面的箱线图对应上方的三元图展示这些找到的各compartment特异的OTU在不同部分中的相对丰度分布图表结果图中显示了各实验组中相对于其它两组特异富集的OTU的数量和相对丰度情况而且看到了野生型(A)和突变体(B)中明显的变化如突变体中根特异的OTU减少而根际特异增加这种明显的样式以说明该基因对根和根际微生物组的影响。经验和技巧三元图三组特异富集图(本图样式)本质上是6次两两比较和三次韦恩图比较的结果信息高度概括并从多方面展示非常值得使用同时两个三元图并列让读者去找差异即让读者参与又让发现的差异深入人心本图结合箱线图进一步展示找到的差异从丰度水平进行对比结果更直观。附图注原文Fig. 4. Ternary plots depicting compartment RA of all OTUs (5 ‰) for WT samples (A; WT; n 73) and mutant samples (B; nfr5-2, nfr5-3, nin-2, and lhk1-1; n 118) across three soil batches (CAS8–CAS10). Each point corresponds to an OTU. Its position represents its RA with respect to each compartment, and its size represents the average across all three compartments. Colored circles represent OTUs enriched in one compartment compared with the others (green in root, orange in rhizosphere, and brown in root samples). Aggregated RAs of each group of enriched OTUs (root-, rhizosphere- and soil-enriched OTUs) in each compartment for the WT samples (C; WT; n 73) and mutant samples (D; nfr5-2, nfr5-3, nin-2, lhk1-1; n 118) are shown. In each compartment, the difference from 100% RA is explained by OTUs that are not significantly enriched in a specific compartment.Referencehttp://baike.baidu.com/item/%E4%B8%89%E5%85%83%E7%9B%B8%E5%9B%BEhttps://en.wikipedia.org/wiki/Manhattan_plotOrigin绘制三元图 http://jingyan.baidu.com/article/a24b33cd1226f919fe002b2c.htmlBulgarelli, D., et al. (2015). “Structure and function of the bacterial root microbiota in wild and domesticated barley.” Cell Host Microbe 17(3): 392-403.Zgadzaj, R., Garrido-Oter, R., Jensen, D.B., Koprivova, A., Schulze-Lefert, P. and Radutoiu, S., 2016. Root nodule symbiosis in Lotus japonicus drives the establishment of distinctive rhizosphere, root, and nodule bacterial communities. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(49), pp.E7996-E8005.猜你喜欢10000菌群分析 宝宝与猫狗 梅毒狂想曲 提DNA发Nature Cell专刊 肠道指挥大脑系列教程微生物组入门 Biostar 微生物组 宏基因组专业技能学术图表 高分文章 生信宝典 不可或缺的人一文读懂宏基因组 寄生虫益处 进化树必备技能提问 搜索 Endnote文献阅读 热心肠 SemanticScholar Geenmedical扩增子分析图表解读 分析流程 统计绘图16S功能预测 PICRUSt FAPROTAX Bugbase Tax4Fun在线工具16S预测培养基 生信绘图科研经验云笔记 云协作 公众号编程模板: Shell R Perl生物科普: 肠道细菌 人体上的生命 生命大跃进 细胞暗战 人体奥秘 写在后面为鼓励读者交流、快速解决科研困难我们建立了“宏基因组”专业讨论群目前己有国内外3000 一线科研人员加入。参与讨论获得专业解答欢迎分享此文至朋友圈并扫码加主编好友带你入群务必备注“姓名-单位-研究方向-职称/年级”。PI请明示身份另有海内外微生物相关PI群供大佬合作交流。技术问题寻求帮助首先阅读《如何优雅的提问》学习解决问题思路仍末解决群内讨论问题不私聊帮助同行。学习16S扩增子、宏基因组科研思路和分析实战关注“宏基因组”
