多様性解析 - Yokohide0317/2024_BI-Zissen GitHub Wiki

事前準備（運営側）
  • 草食動物である牛 と 日本人の腸内細菌叢を比較しつつ、多様性解析を行う。
  • 先にデータベースから塩基配列データをダウンロードし、解析を行った。参考までにコマンドを書いておく。
mkdir diverse_tutorial
cd diverse_tutorial

mkdir -p pig/raw-data
mkdir -p human/raw-data

# pig: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject?LinkName=sra_bioproject&from_uid=31211918
for id in {1..5}; do
    fasterq-dump -p SRR2743095${id}
done

for id in {1..5}; do
    mv SRR2743095${id}_1.fastq pig/raw-data/pig-SRR2743095${id}_S${id}_R1_001.fastq
    mv SRR2743095${id}_2.fastq pig/raw-data/pig-SRR2743095${id}_S${id}_R2_001.fastq
done

cd pig/raw-data/
pigz ./*.fastq

cd ../../

# Japanese: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/SRX14256433%5Baccn%5D
for id in {18105021..18105025}; do
    fasterq-dump -p SRR${id}
done

for id in {1..5}; do
    mv SRR1810502${id}_1.fastq human/raw-data/human-1810502${id}_S${id}_R1_001.fastq
    mv SRR1810502${id}_2.fastq human/raw-data/human-1810502${id}_S${id}_R2_001.fastq
done

cd human/raw-data/
pigz ./*.fastq

cd ../

# 以降、Qiime2で解析

多様性解析

  • 運営側から、Qiime2の結果をお配りします。
  • diversity-tutorialの中を確認してください。
cd diversity-tutorial
ls qiime_outputs/

系統解析

mkdir phylogenetic
cd phylogenetic

qiime phylogeny align-to-tree-mafft-fasttree \
    --i-sequences ../qiime_outputs/rep-seqs-dada2.qza \
    --o-alignment aligned-rep-seqs.qza \
    --o-masked-alignment masked-aligned-rep-seqs.qza \
    --o-tree unrooted-tree.qza \
    --o-rooted-tree rooted-tree.qza

cd ../
  • table-dada2.qzvをQiime-Viewで確認します。一番リード数の少ないサンプルを確認します。 -> 25268

様々な多様性解析

mkdir diversity
cd diversity

# α希薄化
qiime diversity alpha-rarefaction \
    --i-table ../qiime_outputs/table-dada2.qza \
    --i-phylogeny ../phylogenetic/rooted-tree.qza \
    --p-max-depth 25268 --p-steps 27 \
    --m-metadata-file ../sample-metadata.tsv \
    --o-visualization alpha-rarefaction.qzv

# 様々な手法での多様性解析
qiime diversity core-metrics-phylogenetic \
    --i-table ../qiime_outputs/table-dada2.qza \
    --i-phylogeny ../phylogenetic/rooted-tree.qza \
    --p-sampling-depth 25268 \
    --m-metadata-file ../sample-metadata.tsv \
    --output-dir core-metrics-results

# α多様性（faith）の可視化
qiime diversity alpha-group-significance \
    --i-alpha-diversity core-metrics-results/faith_pd_vector.qza \
    --m-metadata-file ../sample-metadata.tsv \
    --o-visualization faith-pd-group-significance.qzv

# α多様性（evenness）の可視化
qiime diversity alpha-group-significance \
    --i-alpha-diversity core-metrics-results/evenness_vector.qza \
    --m-metadata-file ../sample-metadata.tsv \
    --o-visualization evenness-group-significance.qzv

# β多様性（unweightedのunifrac）の可視化
qiime diversity beta-group-significance \
    --i-distance-matrix core-metrics-results/unweighted_unifrac_distance_matrix.qza \
    --m-metadata-file ../sample-metadata.tsv \
    --m-metadata-column group \
    --o-visualization unweighted-unifrac-sampletype-significance.qzv \
    --p-pairwise
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