metaphlan 物种分类鉴定

生信喵

一、metaphlan简介
       MetaPhlAn 是用于二代测序物种分类的工具，只需一条命令即可得到宏基因组物种分类的列表，以及相对丰度信息，使用起来非常方便。目前最新版本是 metaphlan3.0。
       metaphlan 是利用快速比对工具 bowtie2 与 Marker 基因集进行比对，而非全基因组序列，因此运行速度非常快。直接输入 kneaddata 质控过滤后的数据，即可快速获得微生物群体中种水平精度的组成，包括细菌、古菌、真核生物和病毒。
       metaphlan 输出的文件格式是一种非常通用的列表格式，非常方便下游软件进行进一步处理。
主页：

1. http://segatalab.cibio.unitn.it/tools/metaphlan/index.html

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帮助文档：

1. https://github.com/biobakery/MetaPhlAn/wiki/MetaPhlAn-3.0

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官方网址：

1. http://huttenhower.sph.harvard.edu/metaphlan3

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二、软件运行
       metaphlan 调用 bowtie2 进行比对，可以输入多种格式结果，例如.fasta, .fastq，bowtie2out 和 sam 等。这里拿之前下载的一个案例 SRS011243 为例。

1. cp ./kneaddata_output/SRS011243.denovo_duplicates_marked.trimmed.1_kneaddata_paired_1.fastq SRS011243_1.fq
   
2. cp ./kneaddata_output/SRS011243.denovo_duplicates_marked.trimmed.2_kneaddata_paired_1.fastq SRS011243_2.fq
   
3. pigz SRS011243_1.fq SRS011243_2.fq
   
4. 
   
5. conda activate mpa
   
6. #检查下环境中metaphlan_database之前下载的，是否解压缩了
   
7. metaphlan --input_type fastq --nproc 12 --bowtie2out metagenome.bowtie2.bz2 SRS011243_1.fq.gz,SRS011243_1.fq.gz -o SRS011243.txt
   
8. #还是在下载数据库
   
9. Downloading http://cmprod1.cibio.unitn.it/biobakery4/metaphlan_databases/mpa_latest
   
10. Downloading http://cmprod1.cibio.unitn.it/biobakery4/metaphlan_databases/mpa_vJan21_CHOCOPhlAnSGB_202103.tar
    
11. #中途断了就加上之前下载好的数据库索引如下
    
12. --index ~/Software/miniconda3/envs/mpa/lib/python3.7/site-packages/metaphlan/metaphlan_databases/mpa_vJan21_CHOCOPhlAnSGB_202103 #加上刚才下载的数据库索引
    
13. #bsub -q fat -n 12 -o %J.log -e %J.err sh meta.sh

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三、结果解读
       默认输出的结果分为两列，用制表符分割，第一列为物种分类 clades，按照物种很累层级进行排列。 每个层级用前缀开头，Kingdom: k__, Phylum: p__, Class: c__, Order: o__, Family: f__, Genus: g__, Species: s__.。第二列是物种对应的相对丰度，不是原始 reads数，所以，每一个层级累积起来总和都为 100%，有些软件输出的是绝对的 reads 数目。

      
       metaphlan 物种分类结果

1. #循环处理
   
2. #一、首先是kneaddata质控
   
3. cat /share/home/xiehs/17.meta/data/hmp/metadata.txt | awk '{if (NR > 1) print $1}' | while read i;do echo "kneaddata  -i1 /share/home/xiehs/17.meta/data/hmp/input/${i}/${i}.denovo_duplicates_marked.trimmed.1.fastq -i2 /share/home/xiehs/17.meta/data/hmp/input/${i}/${i}.denovo_duplicates_marked.trimmed.2.fastq -db /share/home/xiehs/17.meta/database/kneadData_databases/human_genome_bowtie2/Homo_sapiens -o ${i}kneaddata_output --remove-intermediate-output -v -t 12 --trimmomatic /share/home/xiehs/Software/miniconda3/envs/biobakery/share/trimmomatic/ --trimmomatic-options 'ILLUMINACLIP:/share/home/xiehs/Software/miniconda3/envs/biobakery/share/trimmomatic/adapters/TruSeq3-PE.fa:2:40:15 SLIDINGWINDOW:4:20 MINLEN:50' --reorder --bowtie2-options '--very-sensitive --dovetail' --run-fastqc-start --run-fastqc-end" >>kne.sh;done;
   
4. #echo "parallel -j 4 -a kne.sh" >para.sh
   
5. #集群使用32线程
   
6. #bsub -q fat -n 48 -o %J.log -e %J.err sh para.sh
   
7. #二、跑metaphlan鉴定
   
8. 
   
9. cat /share/home/xiehs/17.meta/data/hmp/metadata.txt | awk '{if (NR > 1) print $1}' | while read i;do echo "metaphlan --index ~/Software/miniconda3/envs/mpa/lib/python3.7/site-packages/metaphlan/metaphlan_databases/mpa_vJan21_CHOCOPhlAnSGB_202103 --input_type fastq --nproc 12 /share/home/xiehs/17.meta/illumina/${i}kneaddata_output/${i}.denovo_duplicates_marked.trimmed.1_kneaddata_paired_1.fastq,/share/home/xiehs/17.meta/illumina/${i}kneaddata_output/${i}.denovo_duplicates_marked.trimmed.1_kneaddata_paired_2.fastq --bowtie2out ${i}.bowtie2.bz2 -o ${i}.txt" >>met.sh;done;
   
10. #集群使用12线程
    
11. #bsub -q fat -n 12 -o %J.log -e %J.err sh met.sh
    
12. #结果就是20个txt
    
13. #合并
    
14. merge_metaphlan_tables.py *txt >../merged_abundance_table.txt
    
15. #合并后的物种分类表txt就可以直接去R中处理了。

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