6. 基於OTUs的距離計算

2021-02-13 生信小札記

## 簡介

生態相似性(Ecological resemblance)以計算樣方之間的群落組成相似程度或相異程度(距離)為基礎，是處理多元生態數據的基本方法之一。在群落數據分析中，對於兩個共享相同物種的群落，如果所有物種的豐度也一致，那麼這兩個群落就具有最高的相似程度(或最低距離0)，常用其反映Beta多樣性。

**數據樣式**：常見OTU豐度表，列為樣本，行為OTU，交叉區域為每種OTU在各樣本中的豐度。

otu_table  <-  read.delim("16S-amplicon-analysis/otutab.txt",   header=T, sep="\t", row.names=1, stringsAsFactors = FALSE)
Transp_otu <- t(otu_table )library(vegan)
jacc_dis <- vegdist(Transp_otu , method = 'jaccard', binary = TRUE)jacc_sim <- 1 - jacc_dis
eucl_dis <- vegdist(Transp_otu, method = 'euclidean') otu_chord <- decostand(Transp_otu, method = 'normalize')chord_dis <- vegdist(otu_chord, method = 'euclidean') otu_hell <- decostand(Transp_otu, method = 'hellinger')hell_dis <- vegdist(otu_hell, method = 'euclidean') bray_dis <- vegdist(Transp_otu, method = 'bray')bray_sim <- 1 - bray_dis
bray_dis<- as.matrix(bray_dis)write.table(bray_dis, "bray_curtis_distance.txt",   col.names = FALSE, sep = '\t', quote = FALSE)
Beta多樣性研究中，最常見的是用Weighted Unifrac 距離或者Unweighted Unifrac 距離來衡量兩個樣本間的相異係數，其值越小，表示這兩個樣本在物種多樣性方面存在的差異越小，常常直接進行熱圖可視化或利用對角線熱圖在同一面熱圖上展示差異度。
library(phyloseq)
otu_table  <-  read.delim("16S-amplicon-analysis/otutab.txt",   header=T, sep="\t", row.names=1, stringsAsFactors = FALSE)tree <- read_tree('otu_tree.tree')
physeq <- phyloseq(otu_table(otu, taxa_are_rows = TRUE),   phy_tree(tree)) wei_unif_dis <- distance(physeq, method = 'wunifrac')
unwei_unif_dis <- distance(physeq, method = 'unifrac')
除熱圖外，Weighted Unifrac 距離或者 Unweighted Unifrac 距離還可以通過箱線圖直觀的反映組內物種多樣性的中位數、離散程度、最大值、最小值、異常值。同時，亦通過T-test檢驗，wilcox秩和檢驗和anova檢驗(TukeyHSD對組間進行檢驗)，分析組間物種多樣性差異是否顯著。

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