微生物多样研究—关联分析及系统发生进化关系

一、关联分析

1. RDA/CCA分析

RDA或者CCA是基于对应分析发展而来的一种排序方法,将对应分析与多元回归分析相结合,每一步计算均与环境因子进行回归,又称多元直接梯度分析。

此分析是主要用来反映菌群与环境因子之间关系。RDA是基于线性模型,CCA是基于单峰模型。分析可以检测环境因子、样本、菌群三者之间的关系或者两两之间的关系。

1)RDA或CCA模型的选择原则:先用species-sample数据(97%相似性的样本OTU表)做DCA分析,看分析结果中Lengths of gradient 的第一轴的大小,如果大于4.0,就应该选CCA,如果3.0-4.0之间,选RDA和CCA均可,如果小于3.0,RDA的结果要好于CCA。 

2)通过bioenv函数判断环境因子与样本群落分布差异的最大Pearson相关系数,通过最大相关系数得到环境因子子集。

3)将样本物种分布表与环境因子或环境因子子集分别做CCA或者RDA分析。

4)通过类似于ANOVA 的permutest分析来判断CCA或者RDA分析的显著性。


注:图中数字表示样本名,不同颜色或形状表示不同环境或条件下的样本组;箭头表示环境因子;图中蓝色倒三角表示不同的细菌类型;物种与环境因子之间的夹角代表物种与环境因子间的正、负相关关系(锐角:正相关;钝角:负相关;直角:无相关性);由不同的样本向各环境因子做垂线,投影点越相近说明样本间该环境因子属性值越相似,即环境因子对样本的影响程度相当。

2. OTU共表达网络分析

生态学中一般认为功能上关系密切的群落往往表现出丰度的“同升同降”,根据微生物群落丰度信息计算样本中物种之间的相关性,并据此划分不同的共变化组(Co-abundance group,CAG)。

可发现物种间的相互关系、CAG与生理指标或环境因子间的关系。


Network analysis of CAGs

注:上图中一个节点代表一个OTU,同种颜色的节点代表一个CAG。节点间的连线的粗细代表OTU之间的相关性大小,线条越粗,相关性越大,图中只画出了相关性系数大于0.5的连线;红色线条表示正相关,灰色线条表示负相关。OTU共表达网络分析网络图的展示形式多变,一般显示样本间及物种间的关系,计算CAG时样本数须大于18个。

二、系统进化关系

在分子进化研究中,系统发生的推断能够揭示出有关生物进化过程的顺序,了解生物进化历史和机制,可以通过某一分类水平上序列间碱基的差异构建进化树。

newick是树状标准格式文件,可被多种建树软件识别,例如:PHYLIP、TREEVIEW、ARB。

newick格式:

(((SEQ1:0.02120,(SEQ2:0.09111,SEQ3:0.04491)node1:0.00097)node2:0.00194,(SEQ4:0.03160,SEQ5:0.04378)node3:0.00365)node4:0.00188,SEQ6:0.00881)node5:0.00739; 其中括号内聚到一起相似的树枝,冒号后为距离。


Phylogenetic tree

注:进化树中每条树枝代表一个物种,树枝长度为两个物种间的进化距离,即物种的差异程度。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 219,539评论 6 508
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,594评论 3 396
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 165,871评论 0 356
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,963评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,984评论 6 393
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,763评论 1 307
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,468评论 3 420
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,357评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,850评论 1 317
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 38,002评论 3 338
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,144评论 1 351
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,823评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,483评论 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,026评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,150评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,415评论 3 373
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,092评论 2 355

推荐阅读更多精彩内容