微生物专题 | 如何快速打开不讲“人话”的16S测序分析报告?

物种累积箱形图可以作为对样本量是否充分的判断箱形图位置急剧上升表明样本量不足，需要增加抽样量；反之，则表明抽样充分，可以进行数据分析。

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 图2  物种累积箱形图

横坐标为样本量；纵坐标为抽样后OTU数目。结果反映了持续抽样下新OTU（新物种）出现的速率。在一定范围内，随着样本量的加大，若箱形图位置表现为急剧上升则表示群落中有大量物种被发现；当箱形图位置趋于平缓，则表示此环境中的物种并不会随样本量的增加而显著增多。

生物学重复好与坏，可通过多种分析结果体现，最常用的就是降维分析，包括PCoA、PCA、NMDS分析。图中，横坐标表示一个主成分，纵坐标表示另一个主成分，百分比表示主成分对样本差异的贡献值；图中的每个点表示一个样本，同一个组的样本使用同一种颜色表示，根据点与点之间的距离判断样本与样本之间的相似性，距离越近相似性越高，越容易聚在一起。同一种颜色的样本（同一组），距离越近，生物学重复越好。

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 图3 基于WeightedUnifrac 距离PCoA 分析

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 图4 PCA分析

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 图5 NMDS分析

三种分析的计算方式各不相同，可根据实际情况选择其中一种用于文章展示，PCoA是基于Weighted Unifrac 距离和Unweighted Unifrac 距离进行分析，PCA是基于欧式距离进行分析，NMDS是基于Bray-Curtis 距离进行分析的非线性模型，其设计目的是为了克服线性模型（包括PCA、PCoA）的缺点，更好地反映生态学数据的非线性结构，所以NMDS是一种更适用于生态学研究的排序方法。

每个样本大致能鉴定到多少种菌群（OUT），可以通过《Alpha多样性统计表》找到答案，表格第二列Observed_otus就是直观展示样本中OUT的数目，即鉴定到菌群的数目。

其它各列指数都是用于分析样本内的微生物群落的丰富度和多样性，数值越大表明群落丰富度和多样性越高，各项指数的含义如下所示：

●Observed_species：直观观测到的物种数目（也即是 OTU 数目）

●Shannon：样品中的分类总数及其占比。群落多样性越高，物种分布越均匀，Shannon 指数越大

●Simpson：表征群落内物种分布的多样性和均匀度

●Chao1：估计群落样品中包含的物种总数

●ACE：估计群落中 OTU 数目

●Goods_coverage：测序深度指数

●PD_whole_tree：群落内物种的亲缘关系

●simpson 有3种展示形式，即 Simpson’s Index（D），Simpson’s Index of Diversity（1 - D）和 Simpson’s Reciprocal Index（1 / D），它们对于反映群落多样性的效果相近但是计算的结果形式不同；本分析使用 Simpson’s Index of Diversity（1 - D）

其次，各样本微生物群落的丰富度和多样性也可以通过RankAbundance图体现：

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 图5 各样本Rank Abundance 曲线

Rank Abundance曲线中，横坐标为按OTUs丰度排序的序号，纵坐标为对应的OTUs的相对丰度，每个样本曲线的延伸终点的横坐标位置为该样本的物种数量，不同的样本使用不同的颜色的折线表示。如果曲线平滑下降表明样本的物种多样性高，如果曲线断崖式下降表明样本中的优势菌群所占比例很高，多样性较低。

春游题海

通过以上5点分析内容，你是否已经快速了解16S测序数据好坏呢？如果您有任何疑问欢迎在文末留言哦。

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