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基于R microeco包的微生物组多组学数据统计分析与可视化全流程解决方案
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月08日 来源:Nature Protocols 16
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针对微生物组研究中实验设计复杂性和多组学数据(如扩增子测序、宏基因组测序、非靶向代谢组学)分析难题,研究人员开发了基于R microeco包的标准化分析流程。该方案涵盖数据预处理、核心菌群分析、α/β多样性、差异丰度检验(采用参数化群落模拟评估方法性能)、机器学习及关联分析,构建了可扩展的6小时快速分析体系,为微生物组多组学研究提供全面技术支撑。
微生物研究领域正面临实验设计复杂化和海量多组学数据并行的双重挑战。R语言microeco包为此量身打造了一套"从原始数据到科学发现"的全流程解决方案,涵盖三大主流组学数据类型:
对于扩增子测序(Amplicon sequencing)数据,分析流程如同精密的分子流水线:从数据标准化(Normalization)开始,逐步解析核心菌群(Core taxa)、α多样性(Alpha diversity)指数、β多样性(Beta diversity)距离矩阵。在差异丰度分析环节,创新性地引入参数化群落模拟(Parametric community simulation)技术,像"算法试金石"般客观评估不同检验方法的性能表现。
宏基因组(Metagenomic)数据分析则聚焦生物信息学结果的读取与预处理,好比为复杂的基因碎片搭建"数据立交桥"。而非靶向代谢组学(Nontargeted metabolomics)数据则重点展示其与微生物丰度的关联分析(Microbial association),如同绘制化学分子与微生物群的"社交网络图"。
这套分析体系最巧妙之处在于灵活组合不同算法模块——就像乐高积木般自由搭建分析管道(Pipeline)。在普通笔记本电脑上,6小时即可完成从原始数据到可视化图表的知识挖掘之旅,为研究者提供了比传统方法更全面、更具扩展性的分析利器。
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