[发明专利]一种16S测序和ITS测序数据关联分析方法及系统

说明书

本发明是关于一种16S测序和ITS测序数据关联分析方法及系统。该方案包括对细菌样本进行16S测序和对真菌样本进行ITS测序，获取16S测序数据和ITS测序数据。根据所述16S测序数据和所述ITS测序数据进行alpha多样性分析，beta多样性分析，物种分析，环境因子关联分析，并可视化展示分析结果。该方案提供16S与ITS测序数据关联分析方法，分析方法提供了系统、全面的分析思路，可对比细菌、真菌对环境变化等分组差异的响应规律，在研究细菌与真菌的物种关系网络，揭示物种间的关联互作机制发挥重要作用。

技术领域

本发明涉及数据处理和分析领域，尤其涉及一种16S测序和ITS测序数据关联分析方法及系统。

背景技术

自然界中，细菌与真菌广泛共存，共同构成微生物群落的主体。随着微生物群落研究的普及，对群落内部细菌和真菌的同步细致探究，也越来越重要。由于生态位差异，细菌和真菌对环境刺激等的响应不同，为了开展全面系统的微生物研究，需要同时分析细菌和真菌。

又由于可能存在底物竞争、分泌抗生素等，细菌与真菌之间也存在一定的相互作用。有研究表明，16S、ITS、18S两两之间，16S与ITS的相关程度最高，暗示真菌与细菌间存在较强的关联。因此，对各样本同时开展16S与ITS测序的两组学分析，可以进一步扩大微生物群落的研究范围、拓展微生物驱动和响应机制的研究深度。

目前主要是对16S测序数据和ITS测序数据的单独分析，尚未有方法可以将两组学的测序数据进行全面、系统的关联分析，因此发明人经研究开发提供本发明方法，克服现有技术中的问题。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种16S测序和ITS测序数据关联分析方法及系统，从而解决单一组学数据无法全面分析的缺陷，也将两组学数据结合实现挖掘数据关联关系的互作机制。

根据本发明，提供一种16S测序和ITS测序数据关联分析方法。该方法包括：

对细菌样本进行16S测序，获取16S测序数据，所述16S测序数据为16S OTU丰度表和16S物种丰度表；对真菌样本进行ITS测序，获得ITS测序数据包括ITS OTU丰度表和ITS物种丰度表；所述物种丰度表，为各分类水平物种丰度表，具体包括门水平丰度表，纲水平丰度表，目水平丰度表，科水平丰度表，属水平丰度表，种水平丰度表；

根据所述16S测序数据和所述ITS测序数据进行alpha多样性分析，具体包括：alpha多样性指数比值差异分析和alpha多样性person相关性分析，并可视化展示分析结果；

根据所述16S测序数据和所述ITS测序数据进行beta多样性分析，具体包括：beta多样性统计检验、Mantel test分析和Procrustes test分析，并可视化展示分析结果；

根据所述16S测序数据和所述ITS测序数据进行物种分析，具体包括：物种分布分析、sPLS分析和SparCC分析，并可视化展示分析结果；

根据所述16S测序数据和所述ITS测序数据进行环境因子关联分析，并可视化展示分析结果。

优选的，所述alpha多样性指数比值差异分析具体分析方法为：根据所述16S测序数据和所述ITS测序数据，计算16S与ITS alpha多样性各类型指数的比值，再针对alpha多样性各类型指数比值，使用R语言Vegan包进行比值的统计检验，计算各类型指数比值在分组间的差异程度，并将数据结果通过盒型图可视化展示；所述统计检验具体为，当比较组分组数等于2时使用welch’s t检验，当比较组分组数大于2时使用Tukey HSD检验。

所述alpha多样性person相关性分析具体分析方法为：根据所述16S测序数据和所述ITS测序数据，使用R语言psych包进行alpha多样性各类型指数的pearson相关性分析，并基于每个样本的alpha多样性各类型指数，绘制相关性散点图可视化展示结果；