擴增子分析QIIME2-1簡介和安裝

時間 2019-11-16

標籤擴增分析 qiime2 qiime 簡介安裝简体版

原文原文鏈接

QIIME2是微生物組分析流程QIIME(截止17.7.13被引7771次)的全新版(不是升級版)，採用python3全新編寫，並於2018年1月全面接檔QIIME，是表明末來的分析方法標準(大牛們制定方法標準，咱們跟着用就行了)。

安裝

安裝方法比較簡單，參照官網：https://docs.qiime2.org/2017.8/install/native/#install-miniconda

附1. 核心概念

原文連接：https://docs.qiime2.org/2017.8/concepts/

想要深刻理解QIIME2的分析過程，QIIME定義的基本概念須要瞭解一下。

1. 數據文件: 人工產品 (artifacts)

QIIME2爲了使分析流程標準化，分析過程可重複，制定了統一的分析過程文件格式.qza；qza文件相似於一個封閉的系統，裏面包括原始數據、分析的過程和結果；這樣保證了文件格式的標準，同時能夠追溯每一步的分析，以及圖表繪製參數。這一方案爲實現未來可重複的分析提供了基礎。好比文章投稿，同時提供分析過程的文件，別人能夠直接學習或重複實驗結果。

2. 數據文件：可視化(visualizations)

QIIME2生成的圖表結果文件類型，以.qzv爲擴展名，末尾的v表明visual；它同qza文件相似，包括分析方法和結果，方便追溯圖表是如何產生的；惟一與qza不一樣的，它是分析的終點，即結果的呈現，不會在流程中繼續分析。可視化的結果包括統計結果表格、交互式圖像、靜態圖片及其它組合的可視化呈現。這類文件可使用QIIME2 qiime tools view命令查看，不安裝程序也可在線 https://view.qiime2.org 導入顯示；

3. 語義類型(Semantic types)

QIIME2每步分析中產生的qza文件，都有相應的語義類型，以便程序識別和分析，也避免用戶引入不合理的分析過程(如使用末標準化的OTU表進行多樣性分析)。瞭解分析各步的結果，才能對分析有更深刻和全面的認識。

4. 插件(Plugins)

QIIME2中的某個特定功能即爲插件，好比拆分樣品、Alpha多樣性分析等。插件每一個人均可以開發，系列已經由社區開發了標準化分析的插件，其餘用戶按其標準開發的特定分析，並可與團隊聯繫發佈，或整合入平臺。

5. 方法和可視化

方法是對QIIME2定義的輸入格式進行操做的過程，併產生標準格式的輸出，以方便後續分析，輸入和輸出均爲qza文件；可視化是對定義的標準輸入，產生統計表格或可視化圖形，方便用戶解讀，輸入爲qza格式，輸出爲qzv，文件不只包括結果，還包括處理的分析命令和參數，方便重複和檢查分析過程是否準確。

附2. Glossary 名詞解釋

Action 方法或可視化的動做

A general term for a method or visualizer.

Artifact 本流程定義的文件格式，存儲數據和分析結果

Data that can be used as input to a QIIME method or visualizer, or that can be generated as output from a QIIME method. Artifacts typically have the extension .qza when written to file.

Method 對Artifact分析的方法

An action that takes some combination of artifacts and parameters as input, and produces one or more artifacts as output. These output artifacts could subsequently be used as input to other QIIME 2 methods or visualizers. Methods can produce intermediate or terminal outputs in a QIIME analysis.

Parameter 參數，軟件或方法中可調整的部分

A primitive (i.e., non-artifact) input to an action. For example, strings, integers, and booleans are primitives. Primitives are never output from an action.

Pipeline 流程，一系統分析方法的串聯

A combination of actions. This is not yet implemented.

Plugin 插件，可擴展的功能

A plugin provides microbiome (i.e. domain-specific) analysis functionality that is accessible to users through a variety of interfaces built around the QIIME 2 framework. Plugins can be developed and distributed by anyone. In more technical terms, a plugin is a Python 3 package that instantiates a qiime2.plugin.Plugin object, and registers actions, data formats, and/or semantic types that become discoverable in the QIIME 2 framework.

Result 分析結果

A general term for an artifact or visualization. A result is produced by a method, visualizer, or pipeline.

Visualization 可視化，把數據繪製成圖表方便查看和分析規律

Data that can be generated as output from a QIIME visualizer. Visualizations typically have the extension .qzv when written to file.

Visualizer 可視化工具，將結果可視化的軟件

An action that takes some combination of artifacts and parameters as input, and produces exactly one visualization as output. Output visualizations, by definition, cannot be used as input to other QIIME 2 methods or visualizers. Visualizers can only produce terminal output in a QIIME analysis.

附3. 經常使用的語義類型semantic types

原文連接：https://docs.qiime2.org/2017.8/semantic-types/

FeatureTable[Frequency]: 頻率，即Feature表(OTU表)，爲每一個樣品中對應OTU出現頻率的表格

FeatureTable[RelativeFrequency]: 相對頻率，OTU表標準化爲百分比的相度丰度

FeatureTable[PresenceAbsence]: OTU有無表，顯示樣本中某個OTU有或無的表格

FeatureTable[Composition]: 組成表，每一個樣品中OTU的頻率

Phylogeny[Rooted]: 有根進化樹

Phylogeny[Unrooted]: 無根進化樹

DistanceMatrix: 距離矩陣

PCoAResults: 主成分分析結果

SampleData[AlphaDiversity]: Alpha多樣性結果，來自樣本自身的分析

SampleData[SequencesWithQuality]: 帶質量的序列，要求有質量值，要求序列名稱與樣品存在對應關係，如爲按樣品拆分後的數據格式