与上图一样,横坐标代表随机抽取的序列数量;纵坐标代表的是反映物种多样性的Shannon指数。
样本曲线的延伸终点的横坐标位置为该样本的测序数量,如果曲线趋于平坦表明测序已趋于饱和,增加测序数据无法再找到更多的OTU;反之表明不饱和,增加数据量可以发现更多OTU。
其中曲线的最高点也就是该样本的Shannon指数,指数越高表明样品的物种多样性越高。
Q: Shannon指数怎么算的? A: Shannon指数公式:
其中,Sobs= 实际测量出的OTU数目;ni= 含有i 条序列的OTU数目;N = 所有的序列数。
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2.4.3 Rank-Abundance曲线
用于同时解释样品多样性的两个方面,即样品所含物种的丰富程度和均匀程度。 物种的丰富程度由曲线在横轴上的长度来反映,曲线越宽,表示物种的组成越丰富;
物种组成的均匀程度由曲线的形状来反映,曲线越平坦,表示物种组成的均匀程度越高。
一般超过20个样本图就会变得非常复杂而且不美观,所以一般20个样本以下会做该图,图片保存为结果目录中rank.pdf。
横坐标代表物种排序的数量;纵坐标代表观测到的相对丰度。
样本曲线的延伸终点的横坐标位置为该样本的物种数量,如果曲线越平滑下降表明样本的物种多样性越高,而曲线快速陡然下降表明样本中的优势菌群所占比例很高,多样性较低。
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2.5 Alpha多样性(样本内多样性)
Alpha多样性是指一个特定区域或者生态系统内的多样性,常用的度量指标有Chao1 丰富度估计量(Chao1 richness estimator) 、香农 - 威纳多样性指数(Shannon-wiener diversity index)、辛普森多样性指数(Simpson diversity index)等。 计算菌群丰度:Chao、ace;
计算菌群多样性:Shannon、Simpson。
Simpson指数值越大,说明群落多样性越高;Shannon指数越大,说明群落多样性越高。表中显示前10个样本,如果样本大于10个,详见结果目录中的alpha_div.txt。
Q: 能不能解释下每个指数(如chao1、shannon)?
A: Chao1:是用chao1 算法估计群落中含OTU 数目的指数,chao1 在生态学中常用来估计物种总数,由Chao (1984) 最早提出。Chao1值越大代表物种总数越多。
Schao1=Sobs+n1(n1-1)/2(n2+1)
其中Schao1为估计的OTU数,Sobs为观测到的OTU数,n1为只有一条序列的OTU数目,n2为只有两条序列的OTU数目。
Shannon:用来估算样品中微生物的多样性指数之一。它与 Simpson 多样性指数均为常用的反映 alpha 多样性的指数。Shannon值越大,说明群落多样性越高。
Ace:用来估计群落中含有OTU 数目的指数,由Chao 提出,是生态学中估计物种总数的常用指数之一,与Chao1 的算法不同。
Simpson:用来估算样品中微生物的多样性指数之一,由Edward Hugh Simpson ( 1949) 提出,在生态学中常用来定量的描述一个区域的生物多样性。Simpson 指数值越大,说明群落多样性越高。 辛普森多样性指数=随机取样的两个个体属于不同种的概率 =1-随机取样的两个个体属于同种的概率
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Alpha多样性指数差异箱形图
分别对 Alpha diversity 的各个指数进行秩和检验分析(若两组样品比较则使用 R 中的wilcox.test 函数,若两组以上的样品比较则使用 R 中的 kruskal.test 函数),通过秩和检验筛选不同条件下的显著差异的 Alpha Diversity指数。