18 2017．07

微生物分析系列報導: PICRUSt功能預測提琴圖/箱型圖

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在介紹標題中提到的兩種概念類似的分析圖之前，小編先簡單介紹一種熱門的微生物體分析工具：PICRUSt。它的全名是”Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States”，中文的意思就是”隱性狀態重建群落進化分析”。更白話一點的說法，此項工具是將群落資料裡的隱性特徵以演算法重建，進行物種親緣演化分析，其主要目的為預測樣本中各種gene family的豐度，也可稱之為預測版的metagenomics。

PICRUSt分析後的結果可用來比對KEGG或COG資料庫，進行功能性基因體或是蛋白質體的預測。有別於真正的shotgun metagenomics，PICRUSt只需要成本較低廉的16S核糖體定序結果，即可進行初步的微生物體基因功能預測。如果預測結果中有些有趣的發現，可以選擇基因功能解析度更高、更有利於鑑定新物種的shotgun metagenomics。

介紹完PICRUSt，讓我們回到本篇的主題：功能預測提琴圖(violin plot)和箱型圖(box plot)。提琴圖的基本意義跟箱型圖是一樣的，兩者都可顯示資料的最大值、最小值、四分位數和中位數，然而提琴圖比箱型圖多了一種樣本分布的表示法，以下圖中那些小提琴為例，越寬的地方表示樣本分佈在該區的機率越大，琴身曲線也反映了樣本分佈的均勻程度。為了比對方便，我們也可以把箱型圖和提琴圖疊在一起，就像圖中的每個提琴裡都有個小小的箱型圖。看完以上介紹，以後再看到提琴圖應該會有種熟悉感囉！

[提琴圖與箱型圖] 圖中上方標題是KEGG的功能類別(此圖為Human Diseases)，下方橫軸是該類別裡的基因功能，每一個基因功能都顯示所有分組(右方圖示)的基因相對豐度(左方縱軸數值)。

參考文獻

[1] Predictive functional profiling of microbial communities using 16S rRNA marker gene sequences. (2013) Nature Biotechnology

[2] Characterization of the Gut Microbiome Using 16S or Shotgun Metagenomics. (2016) Frontiers in Microbiology

圖爾思生物科技/ NGS事業部

許方瑜文案
http://www.toolsbiotech.com/

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