16S測序分析(六)用PICRUSt預測菌群KEGG代謝通路

導讀

PICRUSt (Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States) 的原理基于已測細菌基因組的16S rRNA全長序列,推斷它們的共同祖先的基因(同源基因)功能譜,對Greengenes數據庫中其它未測物種的基因功能譜進行推斷,構建古菌和細菌域全譜系的基因功能預測譜,最后,將測序得到的菌群組成“映射”到數據庫中,對菌群代謝功能進行預測。

文獻:
Predictive functional profiling of microbial communities using 16S rRNA marker gene sequences. Nature Biotechnology 2013

一、數據準備

1 QIIME2 DADA2分析的輸出文件

1.1 rep-seqs.qza ## 代表性序列
1.2 table.qza ## 代表性序列豐度表,如下:

(導出qza文件的方法將在下面介紹)

2. Greengene細菌模板數據

下載地址:https://docs.qiime2.org/2019.1/data-resources/

下載得到gg_13_5_otus.tar.gz(最新版,大小為304M)后將其解壓得到97_otus.fasta(最新版,大小約為139M),文件獲取如下:

二、工作流程

1. 格式轉換

將97_otus.fasta命名為gg_13_5_97_otus.fasta,并將其格式轉化成QIIME2 qza格式

qiime tools import \
 --type 'FeatureData[Sequence]' \
 --input-path gg_13_5_97_otus.fasta \
 --output-path gg_13_5_97_otus.qza

2. 聚類

參考QIIME2官方文檔:https://docs.qiime2.org/2018.8/tutorials/otu-clustering/

qiime vsearch cluster-features-closed-reference \
 --i-sequences rep-seqs.qza \
 --i-table table.qza \
 --i-reference-sequences gg_13_5_97_otus.qza \
 --p-perc-identity 0.97 \
 --p-threads 10 \
 --output-dir picrust/closed_ref_97_otu

3. 將qza格式轉換biom格式

qiime tools export --input-path closed_ref_*_otu/clustered_table.qza --output-path closed_ref_*_otu/

4. 將biom格式轉成tsv格式

biom convert --to-tsv -i feature-table.biom -o feature-table.tsv

這樣就得到了OTU豐度表feature-table.tsv。接下來用PICRUSt(網址:http://huttenhower.sph.harvard.edu/galaxy/)進行在線菌群代謝功能預測,步驟如下:

三、PICRUSt預測菌群KEGG通路

1 上傳數據

1.1 點擊上傳控件

1.2 選擇上傳格式和需要上傳的本地文件;點擊Start開始上傳;點擊Close返回

2 數據標準化

按如下操作:

3 KEGG代謝通路預測

按如下要求操作:

4 功能分類

按如下要求操作:

5 下載預測結果

6 菌群KEGG預測結果

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