# QIIME2 - ITS (*Internal transcribed spacer*) 🍄 Neste tutorial 🗒 você vai aprender 🤓 a processar e analisar dados de sequenciamento *high throughput* do ITS (*Internal transcribed spacer*), utilizando um *pipeline open source* chamado 🔗[Qiime](https://qiime2.org/) *|chime|* (*Quantitative Insights Into Microbial Ecology*). Atualmente ele está na sua versão 2020.2, mas no nosso servidor temos instalada a última do ano passado (2019.10) ✅ que é mais estável. ## Colaboradores * :female-scientist::female-technologist: MSc. Kelly J. Hidalgo Martinez Microbióloga Doutoranda em Genética e Biologia Molecular Instituto de Biologia - UNICAMP :iphone: Whastapp: +5519981721510 :mailbox_with_mail: Email: khidalgo@javeriana.edu.co * :male-scientist::male-technologist: Victor Borin Centurion Biomédico Doutorando em Genética e Biologia Molecular Instituto de Biologia - UNICAMP :iphone:Whastapp: +5519982349780 :mailbox_with_mail: Email: vborincenturion@yahoo.com.br * :male-scientist::male-technologist: Dr. Tiago Palladino Delforno Biólogo :mailbox_with_mail: Email: tiago.palladino@gmail.com --- ## Requisitos **Importante**:exclamation: Não comece este tutorial 🗒 se você ainda não leu e praticou com anteriores, listados aqui: 1. Não preparou seu 💻 para trabalhar no servidor? então vai em 🔗 [Preparativos para começar](https://) (Obrigatório) 2. Já tem uma ideia de que é a tela preta e como se navega nela? não? então vai em 🔗 [UNIX Shell - Linux](https://) (Obrigatório) 3. Você precisa conhecer o tipo de arquivos com os que vai trabalhar. Em 🔗 [Tipos de arquivos ](https://) encontra essa informação (Obrigatório). 4. Você precisa saber como activar e desactivar ambientes virtuais em Conda para o uso das ferramentas presentes no nosso servidor. Se ainda não passou por aí vai 🔗 [aqui](https://) (Obrigatório). 5. Este turorial 🗒 é uma continuação da parte II do tutorial 🗒 🔗[Control de qualidade e trimagem](https://). Então não dá para você começar aqui ⛔️. Além porque aí você vai aprender bem os parâmetros de qualidade neste tipo de dados. Vai lá primeiro então. Usando Qiime2 você consegue fazer o controle de qualidade também, mas sempre é bom conhecer diversos jeitos e ferramentas. 6. Para entender um pouco da estrutura do ITS e de barcoding 🔗[vai aqui](https://). ## Alguns tips interessantes antes de começar Não esqueça de ter presentes estes tips 💁🏻‍♀️ * O tip mais importante é você ser sempre crítico 🤓 no que você está fazendo, **não** se trata de cópiar e colar comando 🙄, tente entender o que você está fazendo, que por trás de cada processo, o que está acontecendo 🤔. Este tutorial 🗒 é só um exemplo, mas tem muitos parâmetros para ser trocados segundo seus dados. * Lembra da tecla [Tab] :keyboard: ? para autocompletar nomes de pastas 📁 e/ou arquivos e evitar erros de digitação. * Com a seta para cima você pode voltar nos comandos que você já usou anteiormente. * Lembre-se que a linha de comando é sensível a maiúsculas e minúsculas. * Todo comando/programa tem um menu de ajuda **help**. `comando --help` * Na linha de comando o simbolo `#`, significa que não vai ser executado, e é usado para deixar mensagens. * Para descarregar 🔽 arquivos desde o servidor não esqueça de usar 🔗[Filezilla](https://) **Recomendação** :exclamation: Não só se limite a cópiar e colar o comando 🙄, tente entender que está acontecendo e quais são as partes do comando 🤓. --- ## Vamos lá! :beginner: No tutorial 🗒 de **Control de qualidade e trimagem** você aprendeu como ver gráficamente a qualidade das *reads* e a filtrar aquelas com baixa qualidade, para levar as melhores para os análises *downstream*. Bem, agora vamos continuar trabalhando com essas sequências de boa qualidade e sem primers para avaliar a diversidade taxonômica das amostras exemplo. ### Pasta de trabalho Lembre-se que a sua 📁 de trabalho é `/data/usuário/its_tutorial` ```coffeescript= ## Confira onde você está pwd ``` Se não estiver em `/data/usuário/its_tutorial`, então use os comandos aprendidos para entrar na pasta. Precisa lembrar comandos? 🔗[Vai aqui!](https://) ### Ativar o qiime2 no conda Se tiver dúvidas sobre como ativar ambientes no conda, 🔗[vai aqui](https://). ```coffeescript= source /opt/Miniconda3/bin/activate qiime2-2019.10 ``` ## 4 Importar os arquivos `.fq` como *"artefato"* dentro do Qiime Para importar os arquivos com as sequências já limpas e prontas para trabalhar dentro do Qiime2, é preciso criar um arquivo `.txt` onde vamos a colocar o nome das amostras, e os caminhos da 📁 onde estão os arquivos `.fq` forward e reverse. O arquivo vai ser chamado `ManifestFile.txt`. Que é um artefato (`.qza`)? 🔗[Glosario qiime2](https://docs.qiime2.org/2020.2/glossary/). Por enquanto posso te adiantar que esse tipo de arquivo não pode ser "lido" por nenhum tipo de programa. Para conseguir visualizar o conteúdo destes arquivos é preciso transformar ele para um arquivo tipo *visualization* (`.qzv`). ```coffeescript= # Abra o editor de texto nano nano ManifestFile.txt ``` Você pode copiar e colar o texto embaixo, mas leve em conta que, o arquivo `ManifestFile.txt` é um arquivo de texto separado por tabs, e só vai funcionar desse jeito, então verifique que ficou correto ✅. ```coffeescript= ## Colunas separadas por tab sample-id forward-absolute-filepath reverse-absolute-filepath amostra1 $PWD/03.CleanData/amostra1_r1_paired.fq.gz $PWD/03.CleanData/amostra1_r2_paired.fq.gz amostra2 $PWD/03.CleanData/amostra2_r1_paired.fq.gz $PWD/03.CleanData/amostra2_r2_paired.fq.gz amostra3 $PWD/03.CleanData/amostra3_r1_paired.fq.gz $PWD/03.CleanData/amostra3_r2_paired.fq.gz amostra4 $PWD/03.CleanData/amostra4_r1_paired.fq.gz $PWD/03.CleanData/amostra4_r2_paired.fq.gz ``` Deve ficar assim: ![](https://i.imgur.com/0c3oVtv.png) ```coffeescript= ## Para sair Ctrl + x ## Para salvar S Enter ``` Antes de rodar o primeiro comando no qiime2, vamos aprender algumas generalidades sobre a estrutura dos comandos do qiime2. 1) Sempre começam com a palavra qiime 2) Enseguida se coloca a ferramenta a ser usada, p.e. tools, dada2, feature-classification, etc). Para conhecer todas as possibilidades do qiime2 vai no 🔗[site](https://docs.qiime2.org/2019.10/) ou digite `qiime --help` na linha de comando. 3) A continuação é necessário colocar o comando a ser rodado dessa ferramenta e finalizar com `\`. A barra invertida significa que você pode escrever na linha de embaixo sem rodar o comando. 4) Posteriormente tem que colocar os parâmetros do comando que você quer usar. Alguns parâmetros são **obrigatórios**. Outros tem valores **default**, ou seja mesmo que você não coloque o parâmetro ele vai ser usado com o valor por *default* da ferramenta. Para saber quais são os parâmetros obrigatórios e os que tem valores default basta com digitar (comando genêrico) `qiime ferramenta comando --help` 🆘 5) Por último um dos parâmetros a colocar é o 📁 de saída, onde serão colocados todos arquivos de saída do comando Tranquil@ agora mesmo pode parecer confuso, mas na medida que você vai usando os comando do qiime2, você vai conseguir "*pegar o jeito*" 😀 Agora sim o comando para importar os arquivos de sequências dentro do qiime2 ```coffeescript= ## Primeiro crie um diretório para colocar o "artefato" gerado com todas as amostras mkdir 04.ImportedReads ## Importar como artefato em qiime2 qiime tools import \ --type 'SampleData[PairedEndSequencesWithQuality]' \ --input-path ManifestFile.txt \ --output-path 04.ImportedReads/reads_trimmed.qza \ --input-format PairedEndFastqManifestPhred33V2 ## Visualização qiime demux summarize \ --i-data 04.ImportedReads/reads_trimmed.qza \ --o-visualization 04.ImportedReads/reads_trimmed.qzv ``` Use a plataforma qiime2 view para 👀 arquivos `.qzv` [Qiime2 View](https://view.qiime2.org) ![](https://i.imgur.com/OxYCWm5.png) ![](https://i.imgur.com/2hERtWz.png) --- **Uma pausa nos comando para entender uns conceitos muito importantes!!** Vamos revisar alguns conceitos importantes... **OTU *(Operational Taxonomic Unit)*:** É uma definição operacional utilizada para classificar grupos de indivíduos próximos. Tipicamente são sequências agrupadas de acordo com sua semelhança uns com os outros (geralmente 97% de similaridade). Se ainda não consegue entender, tente pensar que uma OTU é como uma caixa, pode ter nome (espécie conhecida) ou não (espécie desconhecida) e dentro dela se encontram todos os indivíduos similares (normalmente mínimo 97% de similaridade). **ASV (*Amplicon Sequence Vatiant*):** É o termo usado para se referir a sequências de DNA individuais. Aqui já não pode pensar que são caixinhas, porque as ASVs não se agrupam por similaridade. Este conceito considera que uma sequência é diferente de outra só com a variação de uma base nucleotídica. **Mas por qué tem dois conceitos diferentes?** Bom, porque os pesquisadores observaram que nem sempre duas espécies são diferentes porque suas sequências são 3% dissimalares. Tem casos onde tem sequências que são menos de 3% diferentes entre se e são espécies diferentes. Dito isto, agora vamos a entender a diferença no tipo de clusterização para cada um (ver figura). ![](https://i.imgur.com/7XCpybb.png) Figura baseada na figura S1 in *Callahan et al. 2016* A figura mostra uma visão geral do processo de metabarcoding, com os vieses principais que afetam potencialmente a acurácia do sequenciamento. Na amostra **(A)** estão presentes várias espécies com biomassa diferente (indicada pelo tamanho da bolinha) e haplótipos distintos (indicados pela cor). Após a extração de DNA, o gene *barcode* é amplificado usando PCR (B), que pode distorcer a abundância das sequências, e também poderia não amplificas os taxa devido ao viés do iniciador ou à profundidade de sequenciação insuficiente no caso de taxa sub-representada/rara (rosa - sp.5). No processo de high-throughput sequencing (C), muitas novas variantes da sequência falsa são geradas devido a erros de sequenciamento, formação de quimera e mistura de amostras multiplexadas. O impacto desses erros geralmente pode ser reduzido pela rigorosa filtragem de qualidade e pelo agrupamento de seqüências semelhantes em OTU. Normalmente, apenas a sequência mais abundante em uma OTU é considerada e usada para identificar as respectivas espécies (centroides), o que, por sua vez, significa que as informações sobre diversidade genética são perdida. (D) No qiime2 se usam estratégias de ***denoising*** para remover seqüências afetadas por erro de um conjunto de dados e reativar as seqüências de haplótipos reais presentes em uma amostra. O denoising consegue discriminar entre um erro do sequenciamento ou de amplificação na PCR e uma espécie diferente (diferença de no minimo uma base nucleotica). O baseamento é se a sequencia estiver muito representada (abundante) o mais provável é que seja uma sequencia certa, mas se a sequencia estiver em baixa abundância provavelmente é devido a um erro de PCR ou de sequenciamento. Em resumo usando o conceito de OTU, neste exemplo se considerariam só 3 OTUs ou espécies diferentes, enquanto que usando a abordagem de denoising é possivel obter 5 ASVs ou espécies diferentes. --- **Continuemos com os comandos...** ## 5 Denoising, joining reads e remoção de chimeras com DADA2 DADA2 é um programa que é capaz fazer o *denoising*, unir as sequencias (R1+R2) e eliminar as chimeras. Além, com ele você também poderia fazer o controle de qualidade. Se você quiser explorar todas possibilidades que o DADA2 oferece digite `qiime dada2 --help` 🆘 Dependendo do tipo de sequencias que você tenha deve escolher entre `denoise-paired` (sequencias paired-end illumina), `denoised-pyro` (sequencias single-end por pirosequenciamento) e `denoise-single` (sequencia single-end illumina). No nosso caso, nossas sequencias são paired-end obtidas em plataforma Illumina. Você também pode ver todos os parâmetros que oferece o comando `denoised-paired`. Digitando `qiime dada2 denoise-paired --help`. Por enquanto para nosso exemplo e como a gente já fez o controle de qualidade, não vamos usar os parâmetros para trimagem das sequencias. ```coffeescript= ## Rodar DADA2 qiime dada2 denoise-paired --i-demultiplexed-seqs 04.ImportedReads/reads_trimmed.qza \ --p-trunc-len-f 0 \ --p-trunc-len-r 0 \ --output-dir 05.Dada2Output ``` Os arquivos de saída desse comando são * **denoising_stats.qza**: Este arquivo contém as estatísticas do processo, ou seja, quantas sequencias ficaram depois de unir o R1+R2, remover as chimeras e fazer o *denoising*. Mas ele **NÃO PODE SER ABERTO**, por ser de tipo `.qza`. Tem que ser transformado a `.tsv`. * **representative_sequences.qza**: Neste arquivo estão cada uma das sequencias representativas encontradas nas amostras. Para aceder as sequencias é preciso transformar a `.fasta` * **table.qza**: nesta tabela se encontram cada um dos ASVs e as frequências deles. Para convertir o arquivo de saída das estatisticas do denoising de `.qza` para `.tsv` ```coffeescript= qiime tools export --input-path 05.Dada2Output/denoising_stats.qza --output-path 05.Dada2Output ## Ver o arquivo nano 05.Dada2Output/stats.tsv ## Completar seu arquivo QC_controle.xlsx!! ``` Para convertir o arquivo de saída das sequencias representativas`.qza` para `.fasta` ```coffeescript= qiime tools export --input-path 05.Dada2Output/representative_sequences.qza --output-path 05.Dada2Output/ ``` O arquivo de saída vai ser chamado de `dna-sequences.fasta` ## 6 Asignar taxonomia aos ASVs **Lembre-se**:exclamation: Não só se limite a cópiar e colar o comando 🙄, tente entender que está acontecendo e quais são as partes do comando 🤓. Para asignar a taxonomia tem que usar uma base dados **(db)** "treinada" (adaptada para Qiime2). Nos já temos a **db** pronta. Para 👀 quais **db** temos disponivéis: ```coffeescript= ls /home/bioinfo/Documentos/Databases/Fungos ``` Full ITS - fungi only (`classifier_sh_refs_qiime_ver8_99_s_02.02.2019_ITS.qza`) Full ITS - all eukaryotes (`classifier_sh_refs_qiime_ver8_99_s_all_02.02.2019_ITS.qza`) Você vai ver o listado de **db** disponivéis no nosso servidor. Principalmente usamos a **db** Silva que é mais atualizada e acurada. Vai encontrar o *release 132*. **Cuide de escolher bem sua db.** Agora vamos para o comando de assignação da taxonomia. ```coffeescript= ## Criar um novo diretório para a classificação taxonômica mkdir 06.TaxonomyClassification ## Run qiime feature-classifier classify-sklearn \ --i-classifier /home/bioinfo/Documentos/Databases/Fungos/classifier_sh_refs_qiime_ver8_99_s_02.02.2019_ITS.qza \ --i-reads 05.Dada2Output/representative_sequences.qza \ --o-classification 06.TaxonomyClassification/taxonomyclassification.qza ``` Se der este `[Errno 28] No space left on device`. A explicação do erro é que qiime2 enquanto vai rodando comandos vai criando arquivos temporais e a :file_folder: onde se estão armazenando está lotado, por tanto vamos a criar uma 🆕 📁 para esses temporais (**ISTO SÓ PRECISA SER FEITO SE SAIR E SÓ SERÁ A PRIMEIRA VEZ QUE VOCE FOR RODAR ESTE COMANDO**). Você pode arrumar com os seguintes comandos e instruções: ```coffeescript= ## Primeiro precisa desativar o ambiente virtual do qiime2 conda deactivate ## crie uma pasta chamada tmp/ CUIDADO crie ela na sua pasta principal /data/usuário cd .. mkdir tmp ## Agora vamos a avisar pro qiime qual é a nova pasta pros arquivos temporais. Lembrando que sempre que está a palavra usuário é para ser substituida como o seu nome de usuário export TMPDIR=/data/usuário/tmp/ ## Conferir echo $TMPDIR ## Tem que mostrar o caminho para a nova pasta criada. ## Agora roda de novo o comando de asignação da taxonomia. ``` Converta o arquivo `taxonomyclassification.qza` para `taxonomyclassification.qzv` ```coffeescript= qiime tools export \ --input-path 06.TaxonomyClassification/taxonomyclassification.qza --output-path 06.TaxonomyClassification ``` ## 7 Avaliação com *BLAST* O desempenho da classificação taxonômica é difícil de avaliar sem uma referência, no entanto é bom você fazer uma verificação básica comparando as atribuições taxonômicas com os principais acertos do BLASTn para determinados ASVs. Primeiro é necessário transformar o arquivo `representative_sequences.qza` de saída do **Dada2** e abrir no 🔗[Qiime2 View](https://view.qiime2.org). ```coffeescript= qiime feature-table tabulate-seqs --i-data 05.Dada2Output/representative_sequences.qza \ --o-visualization 05.Dada2Output/representative_sequences.qzv ``` representative_sequences.qzv ![](https://i.imgur.com/j21PhEF.png) Este arquivo facilita fazer o "*blast*" de determinados ASVs no banco de dados NCBI nt. Ao comparar esses hits do BLAST com a atribuição taxonômica dos ASVs (etapa 10), você pode ter certeza de que as atribuições taxonômicas funcionaram corretamente. É uma boa idéia selecionar ~ 5 ASVs para BLAST para essa validação, que deve ser de grupos taxonomicamente diferentes, como diferentes filos, de acordo com o classificador taxonômico. ## 8 Metadata Crie um arquivo de metadata chamado `sample-metadata.txt`. Nesse arquivo você vai colocar o máximo de informação que permita descrever e diferenciar suas amostras. ```coffeescript= ## Crie o arquivo com o editor de texto nano nano sample-metadata.txt ## Coloque quantas colunas (variavéis) você quiser que descrevam suas amostras. Aqui o exemplo para o dataset exemplo do tutorial sample-id SampleName StageOfTreatment Local Season #q2:types categorical categorical categorical categorical amostra1 AFA AnaerobicFilter Factory Autumn amostra2 STW SepticTank School Winter amostra3 AFS AnaerobicFilter Factory Summer amostra4 STS SepticTank School Spring ## A segunda fila é para classificar as variavéis segundo sua natureza (p.e. categorical ou numerical) ``` Se deve ver assim: ![](https://i.imgur.com/Ynftm1l.png) ## 9 Barplot 📊 Você pode construir vários gráficos dentro do qiime2, entre eles 📊. Para dar uma primeira olhada na composição taxonômica de seus dados. No entanto para publicações e trabalhos é melhor construir os gráficos com outras ferramentas como o **software R**. ```coffeescript= ## Crie um diretório para guardar os gráficos mkdir 08.Graphs ## Make a barplot qiime taxa barplot \ --i-table 05.Dada2Output/table.qza \ --i-taxonomy 06.TaxonomyClassification/taxonomyclassification.qza \ --m-metadata-file sample-metadata.txt \ --o-visualization 08.Graphs/taxa_barplots.qzv ``` :bar_chart: on Qiime2 View ![](https://i.imgur.com/ldzBG2R.png) ## 10 Rarefaction curves 📈 Para construir as curvas de rarefação é importante normalizar as amostras todas ao mesmo tamanho, para isto você pode transformar o arquivo `table.qza` para `table.qzv`, e usando o Qiime2 View pode abrir o arquivo e explorar diferentes informações ```coffeescript= qiime feature-table summarize \ --i-table 06.Dada2Output/table.qza \ --o-visualization 06.Dada2Output/table_summary.qzv \ --m-sample-metadata-file sample-metadata.txt ``` table_summary.qzv ![](https://i.imgur.com/4VjJv5P.png) ![](https://i.imgur.com/2zpLak5.png) Com este arquivo pode ser visualizado o número de ***features*** (ASVs) finais em cada amostra (aba *interactive sample detail*). ![](https://i.imgur.com/dJJWjG8.png) Para este caso a amostra com menor número de *features* é amostra2 com 105941. Então vamos a cortar a essa profundidade para as curvas de rarefação. Com este comando você pode construir as curvas de rarefação usando diferentes mêtricas de alfa diversidade, como "obseved_otus", "chao1", "shannon" e "simpson". ```coffeescript= ## Crie um diretório para armazenar as curvas de rarefação mkdir 09.RarefactionCurves ## Rodar qiime diversity alpha-rarefaction --i-table 05.Dada2Output/table.qza \ --p-max-depth 105941 \ --p-steps 10 \ --p-metrics shannon \ --p-metrics observed_otus \ --p-metrics simpson \ --p-metrics chao1 \ --m-metadata-file sample-metadata.txt \ --o-visualization 09.RarefactionCurves/rarefaction_curves.qzv ``` Como você pode reparar o arquivo de saída já é de tipo `.qzv` (visualização) pra 👀 no Qiime2 View rarefaction_curves.qzv. ![](https://i.imgur.com/PZ9vDOa.png) Todas as amostras atingiram o *plateau* por tanto o esforço amostral foi suficiente para acessar a toda a diversidade microbiana das amostras. ## 11 Análise de alfa e beta diversidade **PARA!** Antes de continuar é **muito importante** você entender que é alfa e beta diversidade, as diferentes mêtricas usadas para a análises e comparações de microbiomas e até testes estatísdicos adequados para este tipo de dados. Aqui só alguns links e referências recomendados para você revisar antes de continuar 🤓 🔗[Alpha and beta diversity metrics](http://www.evolution.unibas.ch/walser/bacteria_community_analysis/2015-02-10_MBM_tutorial_combined.pdf) 📖 Magurran AE. Measuring biological diversity: John Wiley & Sons, 2013. :link: [GUide to STatistical Analysis in Microbial Ecology (GUSTA ME)!](https://sites.google.com/site/mb3gustame/home) **Aqui um resumão do maisss básico** 🤓 **Alfa diversidade** (Dentro das amostras) ***Riqueza de espécies***, quantas espécies ou ASVs diferentes podemos detectar em cada amostra?" *Mêtricas:* Espécies observadas (observed_otus), ACE, Chao1. ***Diversidade de espécies*** (Shannon index) "How different?" Como estão distribuidos (equilibrados) estão os microrganismos entre si? Temos uniformidade de espécies (nível de abundância semelhante) ou algumas espécies dominam mais que outras? *Mêtricas:* Shannon, Simpson. **Beta diversity** (Entre as amostra) Quão diferente é a composição microbiana em um ambiente (amostra) em comparação com outro(a)? A beta diversidade mostra a diferença entre comunidades microbianas de diferentes ambientes (amostras). O foco principal está na diferença nos perfis de abundância taxonômica de diferentes amostras. ***Mêtricas:*** Bray–Curtis dissimilarity - Baseada na abundância ou *read count* - Diferenças das abundâncias microbianas entre duas amostras (p.e. A nível de espécie) Valores desde 0 a 1 0 significa que ambas amostras compartilham a mesma espécie exatamente na mesma abundância. 1 significa que ambas amostras têm espécies e abundâncias totalmente diferentes. Jaccard distance - Baseada na presença ou ausência de espécies (Não leva em conta a informação de abundância) - Diferenças na composição microbiana entre duas amostras 0 significa que ambas amostras compartilham exatamente as mesmas espécies. 1 significa que ambas amostras não tem nenhuma espécie em comum UniFrac - Distâncias filogenéticas (árvore filogenética) - Baseada no comprimento da ramificação compartilhada entre duas amostras ou exclusiva para uma ou outra amostra. unweighted UniFrac: baseado só em distâncias filogenéticas (Não leva em conta a informação de abundância) weighted UniFrac: os comprimentos dos ramos são ponderados por abundância relativa (inclui informações filogenéticas e de abundância) --- ***Continuando...*** Nesta etapa vamos a gerar gráficos e tabelas para interpretar a alfa e beta diversidade do *dataset* analisado. A profundidade deve ser a mesma usada na construção das curvas de rarefação baseada no arquivo `table_summary.qzv` ```coffeescript= qiime diversity core-metrics --i-table 05.Dada2Output/table.qza \ --p-sampling-depth 105941 \ --m-metadata-file sample-metadata.txt \ --p-n-jobs 4 \ --output-dir 10.AlphaBetaDiversity ## Para calcular Chao1 qiime diversity alpha --i-table 05.Dada2Output/table.qza \ --p-metric chao1 \ --o-alpha-diversity 10.AlphaBetaDiversity/chao1_vector.qza ## para calcular Simpson qiime diversity alpha --i-table 05.Dada2Output/table.qza \ --p-metric simpson \ --o-alpha-diversity 10.AlphaBetaDiversity/simpson_vector.qza ``` São varios os arquivos de saída do anterior comando. São de três tipos. * **Vector**: São os valores de uma mêtrica de alfa diversidade para todas as amostras, organizados em uma tabela. As mêtricas que se organizam em vectores são: observed_otus, shannon, evenness, simpson, chao1, faith_pd. * **Matrix**: São matrizes de dissimilaridade de diferenter mêtricas, tais como: bray_curtis, jaccard, unweighted_unifrac, weighted_unifrac. você pode organizar uma tabela com todos os vectores ```coffeescript= # Para organizar uma tabela com todos os indices de alfa diverside e estimadores qiime metadata tabulate --m-input-file sample-metadata.txt \ --m-input-file 10.AlphaBetaDiversity/shannon_vector.qza \ --m-input-file 10.AlphaBetaDiversity/observed_otus_vector.qza \ --m-input-file 10.AlphaBetaDiversity/simpson_vector.qza \ --m-input-file 10.AlphaBetaDiversity/chao1_vector.qza \ --o-visualization 10.AlphaBetaDiversity/alfadiversidade_all.qzv ``` Descarrega o arquivo `alfadiversidade_all.qzv` e vai ver ele no Qiime2 View. ![](https://i.imgur.com/oQpiEnG.png) ## 12 Exportação dos arquivos Os arquivos finaís que você irá precisar são: * `table.qza`, o qual irá se convertir em `Otu_table.tsv`. Por default é chamada assim mas no caso do Qiime2 são ASVs. Esta tabela contém as frequencias de cada ASVs em cada amostra * `taxonomyclassification.qza`, o qual irá se convertir em `Taxonomy_table.tsv`. Esta tabela contém a taxonomia de cada ASV. * `tree.nwk` Os dois primeiros devem ser transformados a `.tsv` para ser usados nas análises seguintes. ```coffeescript= ## Crie um diretório para salvar os arquivos finais mkdir 11.ExportFiles ## Primeiro transformar .qza para .biom qiime tools export --input-path 05.Dada2Output/table.qza \ --output-path 11.ExportFiles/ ## .biom para .tsv biom convert -i 11.ExportFiles/feature-table.biom \ -o 11.ExportFiles/Otu_Table.tsv \ --to-tsv \ --table-type "OTU table" ``` Abra o arquivo gerado `Otu_Table.tsv file` e troque #OTU ID por OTUID. ```coffeescript= ## Abrir o arquivo nano 11.ExportFiles/Otu_Table.tsv ## Depois de trocar o #OTU ID por OTUID, sair [Ctrl + X] ## Deseja salvar as modificações [s] ## Nome do arquivo (o mesmo) [Enter] ``` Agora exporte a tabela de taxonomia ```coffeescript= qiime tools export --input-path 06.TaxonomyClassification/taxonomyclassification.qza \ --output-path 11.ExportFiles/taxonomy ``` Abrir o arquivo gerado `taxonomy.tsv`, troque Feature ID por OTUID ```coffeescript= nano 11.ExportFiles/taxonomy/taxonomy.tsv ## Depois de trocar o Feature ID por OTUID, sair [Ctrl + X] ## Deseja salvar as modificações [s] ## Nome do arquivo (o mesmo) [Enter] ``` Estes arquivos serão usados para nosso tutorial 🗒 de 🔗[análises de microbiomas usando o *software R*.](https://) # Final `QC_controle.xlsx` | SampleID | Raw_reads | Post_trim_primers | Perda até aqui| Post_QC_Trim | Perda até aqui | % Perda | Artefato | filtered | Denoised | merged_reads|non-chimeric | Perda até aqui | % perda total | | -------- | --------- | ------ | ----------------- | --------- | --------- |:---------:| --------- | ---------- | ------ | -------- | ---------- | ------ | ------------ | ---------- | ---------------- | ------------ | |sample1|||||||||||||| |sample2|||||||||||||| |sample3|||||||||||||| |sample4|||||||||||||| --- ## FERRAMENTAS ⚒️ IMPORTANTES PARA AS ANÁLISES DOWNSTREAM 🔗 [RAW GRAPHS:](https://rawgraphs.io/) Para construir gráficos, você precisa formatar as tabelas no formato que o site exige. 🔗 [Microbiome Analyst:](https://www.microbiomeanalyst.ca/) É uma ⚒️ *on-line* para análises de microbiomas. Você precisará as saídas do qiime2 -`Otu_Table.tsv`, `taxonomy.tsv`, `sample_metadata.txt`, `tree.nwk` (optional)-. ## Algumas referências 📄 **Qiime2:** Bolyen E, Rideout JR, Dillon MR, Bokulich NA, Abnet C, Al-Ghalith GA, et al. QIIME 2: Reproducible, interactive, scalable, and extensible microbiome data science. PeerJ Preprints, 2018. 📄 **FASTQC:** Andrews S. FastQC: a quality control tool for high throughput sequence data. 2010. 📄 **Trimmomatic:** Bolger AM, Lohse M, Usadel B. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics 2014; 30. 📄 **Cutadapt:** Martin M. Cutadapt removes adapter sequences from high-throughput sequencing reads. EMBnet. journal 2011; 17: 10-12. 📄 **DADA2:** CCallahan BJ, McMurdie PJ, Rosen MJ, Han AW, Johnson AJA, Holmes SP. DADA2: high-resolution sample inference from Illumina amplicon data. Nature methods 2016; 13: 581. 📄 **SILVA:** Quast C, Pruesse E, Yilmaz P, Gerken J, Schweer T, Yarza P, et al. The SILVA ribosomal RNA gene database project: improved data processing and web-based tools. Nucleic acids research 2012; 41: D590-D596. 📄 **UNITE:** Abarenkov, Kessy, et al. "The UNITE database for molecular identification of fungi–recent updates and future perspectives." New Phytologist 186.2 (2010): 281-285. **FIM** :sparkle: