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看微生物来源分析(SourceTracker)如何解决

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浏览:- 发布日期:2017-06-22 09:21:17【

好了铺(zhuang)垫 (bility) 完毕,今天给大家分享一下微生物(微生物多样性/宏基因组)是如何解答哲学终极三问。简单来说,我是什么微生物,我来源于(Source)哪儿,我会花落(Sink)谁家?

上图为研究北京PM2.5和PM10污染情况下的空气微生物来源,B图展示了1月份不同时间段PM2.5以PM10样本中微生物主要来源于陆地、粪便、淡水、海洋的比例。C图展示了5种不同类型样本(北京PM2.5、北京PM10、GRIP high-altitude研究、Milanurban研究、New York Subway研究)的微生物来源比例, 可见大多微生物均来源于陆地,而来源于海洋的较少。[1]

满满的干货来啦

SourceTracker[2]就是一款来探寻Sink样本污染源或者来源的软件。SourceTracker分析是基于贝叶斯算法,根据Source来源样本以及Sink样本的群落结构分布,来预测Sink样本的来源。

首先实验收集了办公楼、医院(NICU重症儿监护室)、科研实验室的三类样本,以此作为污染(或者说Sink)样本,并将已有发表的环境微生物(人体皮肤、口腔、肠道以及温和土壤)的数据库作为来源(Source)样本,分析Sink样本的污染源。

上图a、b、c分别为饼状图、柱状图以及面积图结果展示。

从图中分析结果可得结论:科研实验室样本主要的污染源(来源)为肠道,而土壤来源占比最少; 而NICU新生儿重症监护室样本主要污染源(来源)为皮肤(大胆猜测一下,是否NICU婴儿样本主要来源于母体皮肤呢?),而几乎没有微生物来源于肠道; 办公楼区域样本主要污染源(来源)为皮肤,几乎没有微生物来源于肠道。

微生物来源分析应用场景:

1) 研究空气污染,通过SourceTracker分析探寻室内空气微生物的污染来源;

2)研究微生物的移植情况,通过SourceTracker分析探寻微生物来源;

微生物来源分析SourceTracker使用方法

使用SourceTracker软件的分析步骤如下

一、过滤OTU

OTU在样本中有分布的数目比上总的样本个数,如果比例低于1%,则将该OTU去除。

二、mapping文件准备

需要准备一个mapping文件,2列必不可少: Env和SourceSink,范例如下:

三、运行SourceTracker软件

R --slave --vanilla --args -i filtered_otu_table.txt -m map.txt -o sourcetracker_out< $SOURCETRACKER_PATH/sourcetracker_for_qiime.r

在上述三个步骤后,得到的结果范例文件:

上图展示了8个样本中微生物的来源分布情况,饼图中的面积代表微生物来源的比例。面积越大,代表比例越大。Unknown代表未知的来源分类。

怎么样,看到这里各位老师有没有很心动呢?以上的应用场景只是我们的一个抛砖引玉, 如果微生物来源分析紧贴您的研究需求,就请快快联系我们吧!!

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