QIIME2进阶二_元数据及数据导入QIIME2

本节主要讲解如何将元数据与数据导入生物信息分析软件QIIME2，实现数据导入与检查。

本实战教程将使用来自人源化(humanized)小鼠的一组粪便样品，展示16S rRNA基因扩增子数据的“典型”QIIME 2分析。本教程旨在探讨人源化小鼠的遗传背景影响微生物群落的假设。今天，我们先从示例元数据及数据的导入开始介绍。

01元数据(Metadata)

在开始任何分析之前，熟悉元数据很重要。在本研究中，元数据文件包含7列。

即使mouse ID看起来像一个数字，我们也会使用＃q2_type指令指定它是分类型数据。整个教程将使用示例元数据。让我们运行我们的第一个QIIME 2命令，来总结和探索元数据。

qiime metadata tabulate
--m-input-file metadata.tsv
--o-visualization metadata.qzv

输出结果文件：metadata.qzv

文件注释：元数据可视化后生成的交互式表格可在网页中查看，也可按任意列排序。

02数据导入QIIME 2(Importing data into QIIME 2)

在QIIME 2中，所有数据都被构造为特定语义类型的对象。

示例样品使用EMP 515f-806r引物扩增，并在Illumina MiSeq上用2x150bp试剂盒测序。使用的引物覆盖的高变区长290bp，因此，对于150bp的读数，我们的序列将略微过短，无法在下游进行配对末端分析。因此，我们将使用单端序列。将序列导入为SampleData [SequencesWithQuality]，这是拆分后的单端序列格式。如果想导入双端序列，将指定语义类型SampleData [PairedEndSequencesWithQuality]。

教程将使用样本清单格式(manifest format)导入序列，这是一种在QIIME 2中导入拆分样本数据的通用方法。普通用户常用的下机数据格式为.fastq文件，需要创建一个清单文件，然后使用qiime tools import命令手动输入。清单文件是一个文本文件（.tsv或.txt格式），它将示例标识符映射到fastq.gz或fastq的绝对文件路径，其中包含示例的序列和质量数据。清单文件还指示每个fastq.gz或fastq文件中的读取方向。fastq.gz文件位置的绝对文件路径可以包含环境变量（例如$PWD）。

清单文件内容（单端数据）：

使用文件清单导入数据

time qiime tools import
--type"SampleData[SequencesWithQuality]"
--input-format SingleEndFastqManifestPhred33V2
--input-path manifest.tsv
--output-path demux_seqs.qza

命令注释：本教程全篇使用单端数据，用清单文件导入双端数据则使用以下命令。

time qiime tools import --type 'SampleData[SequencesWithQuality]' --input-path manifest.txt --output-path paired-end-demux.qza --input-format PairedEndFastqManifestPhred 3

manifest示例：

使用qiime demux summarize命令检查样本的序列和测序深度（它提供每个样本中序列数及序列质量的信息）

time qiime demux summarize
--i-data demux_seqs.qza
--o-visualization demux_seqs.qzv

输出结果文件：demux_seqs.qzv

上图分为三部分。其中，扩增子一般是混样测序，上部为拆分序列计数统计；中部为样本分布情况，一般根据频率情况选择合适值进行样本过滤；下部分为每个样本的序列量，一般情况下测序深度最小的样本为数据量最少的样本。

交互图分为三部分。其中，上部为每个位置碱基的质量分布交互式箱线图，单端数据只显示forward reads，双端数据则显示forward reads和reverse reads。根据质量图可以判断序列的质量变化情况，在去噪时根据此图选择裁剪位置和长度。一般从质量开始下降部位开始裁剪。样品质量在30以上是比较好的，一般要保证在20以上，低于20要被裁减掉；鼠标悬停在质量交互图上，即可在中部的文字和表格中显示鼠标所在位置碱基质量的详细信息；下部为拆分样本的长度摘要(一般等长测序无差别)。

本文提供分析所需文件与所有输出结果文件，百度网盘下载链接：

https://pan.baidu.com/s/1AkI5nyNhq33oIw8pfVCsEg

提取码：1234

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