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qiime2分析16S rDNA V4区

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
qiime2分析16S rDNA V4区

2023年版本

以ZNP-ISO32.0作为例子

1. 进入docker qiime容器操作qiime

docker start qiime

docker attach qiime

2.创建manifest表格。在excel中编辑好,直接整个文件粘贴到服务器的manifest文件。

sample-id

forward-absolute-filepath

reverse-absolute-filepath

PAB

/data/16S/2022ZNEPVpatent/PAB-ISO32_LN2-220902-P1_P220707D-0123B_1.R1.fq.gz

/data/16S/2022ZNEPVpatent/PAB-ISO32_LN2-220902-P1_P220707D-0123B_1.R2.fq.gz

PCD

/data/16S/2022ZNEPVpatent/PCD-ISO32_LN2-220902-P1_P220707D-0124B_1.R1.fq.gz

/data/16S/2022ZNEPVpatent/PCD-ISO32_LN2-220902-P1_P220707D-0124B_1.R2.fq.gz

3. 数据导入

qiime tools import --type 'SampleData [PairedEndSequencesWithQuality]' --input-path manifest --output-path XXX.qza --input-format PairedEndFastqManifestPhred33V2

4.碱基质量可视化
qiime demux summarize --i-data XXX.qza --o-visualization XXX.qzv

将XXX.qzv拖入qiimeView

该操作的目的是确定剪切的位置,20分以上为合格质量分数

左右双端分别剪切到对应的最小值,剪切起始点设置为引物序列长度R1(19 na),R2(20 na)

5.Dada2降噪

nohup qiime dada2 denoise-paired \
--i-demultiplexed-seqs XXX.qza \
--p-trim-left-f 19 \
--p-trunc-len-f 248 \
--p-trim-left-r 20 \
--p-trunc-len-r 236 \
--o-representative-sequences rep-seqs-dada2.qza \
--o-table table-XXX.qza \
--o-denoising-stats stats-XXX.qza &

备注:XXX.qza为输入数据,已经经过了质量控制

rep-seqs-dada2.qza为代表序列

stats-XXX.qza降噪效果数据输出

table-XXX.qza为Feature表

6.Feature表的可视化

6.1 metadata创建

第一行是id,与manifest保持一致,其余都是样品的信息,随意,一定要注意不能只有一列数字!

sample-id

day

compound

PAB

10

TCPP

PCD

10

TCPP

6.2 feature表可视化

qiime feature-table summarize --i-table table-XXX.qza --o-visualization table.qzv --m-sample-metadata-file metadata

17W作为rarefaction深度

7. 降噪效果可视化

qiime metadata tabulate --m-input-file stats-XXX.qza --o-visualization stats-XXX.qzv

8. Alpha Rarefaction and Selecting a RarefactionDepth

qiime diversity alpha-rarefaction \
--i-table table-XXX.qza \
--p-max-depth 170000 \
--m-metadata-file metadata \
--o-visualization alpha-rarefaction.qzv

结合“feature表可视化”判断,以13W作为定量深度。

9.Taxonomicclassification

9.1分类

nohup qiime feature-classifier classify-sklearn --i-reads rep-seqs-dada2.qza --i-classifier /data/16S/silva-138-99-515-806-nb-classifier.qza --o-classification ./taxonomy.qza &

9.2可视化(可以忽视)

qiime metadata tabulate --m-input-file ./taxonomy.qza --o-visualization taxonomy.qzv

10. 定量

nohup qiime feature-table filter-samples --i-table table-XXX.qza --p-min-frequency 170000 --o-filtered-table ./table_17W.qza &

可视化

qiime taxa barplot --i-table table_17W.qza --i-taxonomy taxonomy.qza --m-metadata-file metadata --o-visualization 1taxa_barplot17W.qzv

2025.10版本

教程:Gut-to-soil axis tutorial 💩🌱 - Microbiome marker gene analysis with QIIME 2

1.安装

下载:

docker pull quay.io/qiime2/amplicon:2025.10

安装

docker run --name=qiime2_202510 -it -v /ZYdata1/ys2022/qiime2:/home 4eb6b7a3b07d

运行

docker start qiime2_202510

docker attach qiime2_202510

2.导入数据

qiime tools import --type 'SampleData[PairedEndSequencesWithQuality]' --input-path fq-manifest.tsv --output-path demux.qza --input-format PairedEndFastqManifestPhred33V2

fq-manifest.tsv:

sample-idforward-absolute-filepathreverse-absolute-filepath
GLU/home/Xujr202508/raw_fq/*R1.fq.gz/home/Xujr202508/raw_fq/*R2.fq.gz
LB
MSM

3. 去引物515F/806R

qiime cutadapt trim-paired --i-demultiplexed-sequences demux.qza --p-front-f GTGYCAGCMGCCGCGGTAA --p-front-r GGACTACNVGGGTWTCTAAT --o-trimmed-sequences demux-trimmed.qza --verbose

输出:demux-trimmed.qza

4. Summarize demultiplexed sequences

qiime demux summarize \
--i-data demux-trimmed.qza \
--o-visualization demux.qzv

This allows you to determine how many sequences were obtained per sample, and also to get a summary of the distribution of sequence qualities at each position in your sequence data.


5.Sequence quality control and feature table construction

qiime dada2 denoise-paired \
--i-demultiplexed-seqs demux-trimmed.qza \
--p-trim-left-f 0 \
--p-trunc-len-f 210 \
--p-trim-left-r 0 \
--p-trunc-len-r 210 \
--o-representative-sequences asv-seqs.qza \
--o-table asv-table.qza \
--o-denoising-stats denoising-stats.qza \
--o-base-transition-stats base-transition-stats.qza

6. Feature table and feature data summaries

qiime feature-table summarize \
--i-table asv-table.qza \
--o-visualization table.qzv

确定测序深度为6w

#qiime feature-table tabulate-seqs \
# --i-data asv-seqs.qza \
# --m-metadata-file asv-frequencies.qza \
# --o-visualization asv-seqs.qzv

#7. Filtering features from a feature table

#qiime feature-table filter-features \
# --i-table asv-table.qza \
# --p-min-samples 2 \
# --o-filtered-table asv-table-ms2.qza

#qiime feature-table filter-seqs \
# --i-data asv-seqs.qza \
# --i-table asv-table-ms2.qza \
# --o-filtered-data asv-seqs-ms2.qza

8. Taxonomic annotation

qiime feature-classifier classify-sklearn \
--i-classifier SILVA138.2_SSURef_NR99_uniform_classifier_V4-515f-806r.qza \
--i-reads asv-seqs.qza \
--o-classification taxonomy.qza

9. Taxonomic analysis

qiime taxa barplot \
--i-table asv-table.qza \
--i-taxonomy taxonomy.qza \
--m-metadata-file sample-metadata.tsv \
--o-visualization taxa-bar-plots.qzv

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