让您的科研更简单
    Make Your Research Easier

    服务电话: 400-1580-780  0571-86495259 
    Email:service@sinoprotein.com
    QQ:2533813840
    您当前的位置: 杭州ag8亚游集团生物技术有限公司 >>  行业动态 >>  零基础16S/ITS/18S扩增子测序分析图表解读大全:箱线图、散点图、热图、曼哈顿图、火山图、韦恩图、三元图、网络图
    联系我们

    杭州ag8亚游集团生物技术有限公司

    地址:浙江省杭州市西湖区西园八路11号数字信息产业园D座3层

    电话:0571-86495259
               400-1580-780
    邮箱:service@sinoprotein.com

    零基础16S/ITS/18S扩增子测序分析图表解读大全:箱线图、散点图、热图、曼哈顿图、火山图、韦恩图、三元图、网络图

    作者:admin 来源:未知 发布时间:2017-09-12 点击数:

     宏基因组学目前的主要研究方法包括:微生物培养组学、16S/ITS/18S扩增子、宏基因组、宏转录组、宏蛋白组和宏代谢组,其中以扩增子研究最为广泛。本文章以数据分析中常用的8种图为例,包括:箱线图、散点图、热图、曼哈顿图、火山图、维恩图、三元图和网络图等。将结合较新的16S扩增子相关文献,来理解宏基因组16S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。通过结合具体实例来详细讲解,定能让你对此类文章理解更顺畅,读起来顺风顺水。

     

    1箱线图Alpha多样性

    箱形图(Box-plot)又称为盒须图、盒式图或箱线图,是一种用作显示一组数据分散情况资料的统计图,如基因、OTU、多样性等。在宏基因组领域,常用于展示样品组中各样品Alpha多样性的分布。

     

     

     

     

    2散点图:Beta多样性,PCoA, CCA

    利用平面展示所有基因或样品,将复杂的关系具体化为坐标点。学习降维的思想,将大数据表转换样品低维的坐标,用距离来表示样品或组间差异。包括限制性CCA/CPCoA和非限制性主坐标轴分析PCA/PCoA的结果解读。非限制性PCoA,展示样品间最大差异;限制性PCoA,也叫CCA,展示组间间最大差异。

    PCoA(principal co-ordinates analysis)是一种研究数据相似性或差异性的可视化方法,通过一系列的特征值和特征向量进行排序后,选择主要排在前几位的特征值,PCoA 可以找到距离矩阵中最主要的坐标,结果是数据矩阵的一个旋转,它没有改变样品点之间的相互位置关系,只是改变了坐标系统。通过PCoA可以观察个体或群体间的差异。

    PCoA:图中每一个点代表一个样本,相同颜色的点来自同一个分组,两点之间距离越近表明两者的群落构成差异越小。

    3热图:差异菌、OTU及功能

    热图用于大数据表数据和关系的可视化展示,方便人快速阅读和发现规律。热图在非常小的区域展示了大量的基因表达/细菌丰度数据,即可以快速比较组间的变化,同时还可以显示组内每个样品的的丰度,以及组内各样品间的重复情况。基于表达或丰度数据计算样品间的相关系数,并采用热图展示及聚类;组间差异比较的基因或OTU用热图呈现。

    右侧Y轴标签为OTU;X轴为样本名称;主图区中深浅的色块,代表每组样品每个菌相对丰度的值。

     

    4曼哈顿图:差异OTU或Taxonomy

    曼哈顿图在GWAS研究中比较常用。

    X轴一般为染色体编号,且每个基因组SNP位点沿染色体序列排列;在16S扩增子或宏基因组中则为OTU按Taxonomy某一级别排序。

    Y轴为该位点相关的统计显著性Pvalue值,由于pvalue值范围是从0-1,且越小越好,直接展示非常密集于0附近,很难区分。如何使越近0的显著数值变大,且而容易区分开,log10变换是非常好的方法,直接把关注的高显著性(Pvalue趋近零)值高位显示,远离整体,目标一目了然。

    图中水平线一般为设定的不同显著性水平阈值,方便读出每个点的显著性水平;或只添加一条显示性阈值,高于则显著。

    近几年,在宏基因组领域,尤其是差异OTU结合分类学结果,采用Manhattan plot展示有非常好的效果,倍受推崇。

     

     

    WT和mutant间差异OTU分布在那些菌目(Zgadzaj,et.al., 2016)

    X轴OTU按分类学目水平(order)字母顺序排列显示;

    Y轴为-log10(Pvalue):将pvalue转换为越显著越大,便于观察;

    主图区的每个圆点或圈代表1个OTU,大小代表其相对丰度。

     

    5火山图:差异OTU数量及变化规律

    在统计学上,火山图是一种类型的散点图,被用于在大数据中快速鉴定变化。由于它的形成像火山喷发的样子,所以被称为火山图。

    火山图展示差异OTU数量及变化规律

     

    6韦恩图:比较组间共有和特有OTU或分类单元

    Venn Diagram,也称维恩图、韦恩图、文氏图,用于显示元素集合重叠区域的图示。Venn图展示多组间共有和特有OTU/基因/分类单元。

    植物防御激素突变体改变根细菌群体(Lebeis, et al. 2015)

    三种水杨酸(SA)下调突变体sid2, pad4和双突DEPS材料中差异科水平共有和特有情况;左图为共同富集的科、右图为共同下调的科。

     

    7三元图:三组比较特有或共有OTU

    三元图:展示组特异或共有富集的OTU、丰度、数量等;美观大方,再怎么多用也不过分。

     大麦根部土壤、根际和根不同生态位间差异OTU(Bulgarelli, et al. 2015)

    图中的点代表每个OTU,点的大小代表OTU的相对丰度。以Soil为对照,根和根际均富集的OTU标为青色(RR OTUS);在Root中特异显著富含的标为蓝色(Root OUTs);在Rhizosphere中特异富集的OTU标为粉色。

     

    8网络图:节点OTU或类Venn比较

    网络图的制作工具、应用、实战,包括展示共丰度网络、多组间共有、特点的类韦恩图结果(但更高大上)。以OTU共丰度网络为例,常用的工具有MENA, LSA, SparCC和 CoNet四种网络构建方法,可视化的部分常用Cytoscape。微生物相关网络,主要用于查结点OTU,定义相关性较高的子网络模块。

    图中每一个点代表一个菌种,存在相互关联的物种用连线相连,线的粗细和颜色的深浅都表示其相关性的高低。