微生物组-扩增子16S分析第9期(报名直播课免费参加线下2020.8)
福利公告:為了響應學員的學習需求,經過易生信培訓團隊的討論籌備,現(xiàn)決定安排擴增子16S分析、宏基因組、Python課程和轉錄組的線上直播課。報名參加線上直播課的老師可在1年內選擇參加同課程的一次線下課?。期待和大家的線上線下會晤。
目前可以通報的信息:
轉錄組線上直播時間:2020/07/17-2020/07/19
宏基因組線上直播時間:2020/07/24-2020/07/26
擴增子線上直播時間:2020/08/14-2020/08/16
報名鏈接:http://www.ehbio.com/Training/
在廣大粉絲的期待下,《生信寶典》聯(lián)合《宏基因組》在北京于2020-08-14到 2020-08-16推出《擴增子16S分析》專題培訓第九期(線上課已開通,可以報名,線下課程時間待定),為大家提供一條走進生信大門的捷徑、為同行提供一個擴增子分析實戰(zhàn)學習和交流的機會、助力學員真正理解分析原理和完成實戰(zhàn)分析,獨創(chuàng)四段式教學(3天集中授課+自行練習2周+集中講解答疑+上課視頻回看反復練習),“教—練—答—用”四個環(huán)節(jié)統(tǒng)一協(xié)調,真正實現(xiàn)獨立分析大數(shù)據(jù)。
關于學習生物信息學分析的重要性,請閱讀《生物信息9天速成班—成為團隊中不可或缺的人》。
課程簡介
宏基因組/微生物組是當今世界科研最熱門的研究領域之一,為加強本領域的技術交流與傳播,推動中國微生物組計劃發(fā)展,中科院青年科研人員創(chuàng)立“宏基因組”公眾號,目標為打造本領域純干貨技術及思想交流平臺。成立兩年,分享專業(yè)技術原創(chuàng)文章1800+篇,關注人數(shù)90,000+,累計閱讀量14,000,000+。
請詳細閱讀課程簡介,如果以下內容您全精通,不必參加此培訓。
本課程一共3天,每天6節(jié)課,共18節(jié)課,全部課程均理論與實戰(zhàn)結合(只要課上講的內容,都是要帶你親自實現(xiàn)的分析)。從分析平臺搭建、Linux和R基礎、圖表解讀和繪圖實戰(zhàn)、擴增子分析標準流程、功能預測、差異統(tǒng)計分析以及各類高級分析(進化樹、網(wǎng)絡、環(huán)境因子、隨機森林、Adaboost和來源追溯等),和CNS級圖片編輯和排版。3天時間,老司機帶您完成自學需要3個月甚至是3年的崎嶇之路,助力您真正玩轉擴增子分析。
課程大綱
每節(jié)課1小時一個主題,理論結合實戰(zhàn),學懂原理,實戰(zhàn)操作,全是老司機多年經驗和代碼的無私分享。下面是課程安排,如11代表第一天第一節(jié)課,26代表第二天第六節(jié)課,41為兩周后的線上集中視頻答疑。
| 11 | 分析平臺搭建 | Win10:git、R、Rstudio、R包、STAMP、AI等 |
| 12 | Linux基礎 | 簡介、優(yōu)勢、常用操作、序列處理、軟件安裝等 |
| 13 | R基礎 | 發(fā)展史、生物學中應用、ggplot2繪圖、模板 |
| 14 | 圖表解讀 | 常用16種圖表意義、使用場景 |
| 15 | 結果可視化 | 16種圖表的數(shù)據(jù)整理和在線繪制 |
| 16 | 發(fā)表級圖版制作 | Adobe Illustrator制作CNS標準圖版 |
| 21 | 擴增子介紹 | 背景知識、分析原理、科學問題 |
| 22 | 擴增子分析流程 | vsearch+usearch跨平臺分析流程 |
| 23 | STAMP統(tǒng)計分析 | 玩轉樣本篩選、差異比較和統(tǒng)計圖表保存 |
| 24 | 多樣性分析 | R語言實現(xiàn)多樣性、物種組成和差異比較圖表 |
| 25 | QIIME2 | Linux平臺QIIME2私人定制流程 |
| 26 | 網(wǎng)絡分析 | 文章解讀,實戰(zhàn)網(wǎng)絡繪制和屬性比較 |
| 31 | PICRUSt功能預測 | KEEG功能組成預測和統(tǒng)計繪圖 |
| 32 | Faprotax,Bugbase | 細菌元素循環(huán)和表型層面功能挖掘 |
| 33 | 機器學習 | 隨機森林分類回歸,重現(xiàn)兩篇Nature分析、來源追溯 |
| 34 | 進化分析 | 序列篩選、比對、進化樹構建和美化 |
| 35 | 環(huán)境因子 | 文章解讀,高分文章重現(xiàn) |
| 36 | 研究熱點展望 | 總結、把握研究熱點、展望技術發(fā)展趨勢 |
| 37 | 考試50題 | 自評學習效果、知識點回顧 |
| 41 | 答疑-線上 | 答疑、考試內容串講 |
教程內容簡介如下:
一、生信基礎知識和技巧
還在為沒有Linux服務器而無法分析擴增子數(shù)據(jù)而苦惱嗎?其實你的個人電腦就是擴增子分析的利器。易生信團隊獨創(chuàng)實現(xiàn)了跨平臺的分析流程,在大家的Windows筆記本上可以輕松實現(xiàn)擴增子領域的絕大多數(shù)分析,第一節(jié)課帶你輕松在自己的本本上搭建數(shù)據(jù)分析平臺。
圖1. 易生信首創(chuàng)基于Win10優(yōu)化的擴增子分析流程,筆記本秒變大數(shù)據(jù)分析平臺
推薦使用Windows10系統(tǒng),8G及以上內存分析更流暢。 我們也會分享給大家在Linux上配置整個分析流程的代碼 (Mac跟Linux類似,無須區(qū)別對待,但部分軟件可能安裝方式不同,未做深入測試,不建議參加培訓時使用)。
同時講解生物學家必要掌握的Shell和R語言基礎知識,保證你高效、穩(wěn)定的使用擴增子分析平臺。
圖2. Shell和R學習大綱,首創(chuàng)Rstuio中鼠標點擊可完成Shell腳本和R語言分析,既打開生信的大門,又不會增加生物學家時間成本
二、圖表解讀和繪制
針對很多老師缺少系統(tǒng)的生信背景,看不懂分析文章圖表,更對繪制各式圖表手足無措。
我們推出過如下兩個系列,共16篇原創(chuàng)文章,對8種圖形進行講解和R語言繪圖。
擴增子圖表解讀-理解文章思路
擴增子統(tǒng)計繪圖-沖擊高分文章
但這些只是入門,在培訓上,我們將結合發(fā)表高水平文章,進一步講解16種常用分析圖型結果的原理和使用范圍,讓您不僅讀懂圖,更知道如何應用于自己的研究,并親自輕松完成繪圖。
針對大家使用R語言繪圖學習時間成本較高的問題,易生團隊針對常用16種圖開發(fā)了免費繪圖網(wǎng)站,一鍵出圖,更可鼠標點選參數(shù)修改圖形的個性樣式。
圖3. 16種常用圖形的繪制。可使用我們的在線繪圖工具實現(xiàn)。
為了讓各種統(tǒng)計圖片實現(xiàn)出版級的組圖,特開設了一節(jié)Adobe Illustrator修圖排版課,講述基本使用技巧,輕松掌握精髓,讓你文章圖版檔次向CNS看齊,輕松成為實驗室的修圖和拼圖達人。
圖4. AI排版本子圖為CNS出版級組圖示例(Science, 2016封面文章)
三、擴增子基礎和分析流程
圖5. 典型的擴增子結構模型圖
擴增子背景知識
背景:國際微生物組(人類HMP、環(huán)境EMP)計劃、中國微生物組計劃
研究對象:人、動物、植物、環(huán)境
研究方法:培養(yǎng)組學、擴增子測序 (最常用)、宏基因組、宏轉錄組、宏蛋白組、宏代謝組、宏表觀組等
宏基因組學的研究熱點:微生物多樣性、宏基因組、培養(yǎng)組、腸菌與疾病、MWAS
擴增子基本原理:細菌/古菌 16S、真菌18S/ITS結構、引物選擇等
實驗設計:樣品制備和建庫中的誤區(qū)
文章套路:擴增子分析SCI文章的物種組成、功能預測常用套路
主流方法優(yōu)缺點比較:QIIME、QIIME2、mothur、Usearch-unois3、dada2等方法
擴增子分析流程
之前我們發(fā)布了基于QIIME(引用16000+)+USEARCH(引用10000+)組合的史上最詳細中文擴增子分析流程,累計閱讀10000+。
擴增子分析流程-把握分析細節(jié)
同時在去年也推出了2018年正式接檔QIIME的最新流程QIIME2的官方中文幫助文檔,累計閱讀5萬+。
QIIME2中文教程-把握分析趨勢
想使用QIIME和QIIME2的小伙伴可直接點擊上方鏈接學習。課上也會帶大家用服務器操作,分享最新私人定制流程。
但上面兩種分析流程仍有很多缺點,如需要Linux服務器,安裝和操作復雜,學習時間成本過高等不足。
易生信團隊組織宏基因組、生信寶典的一線生信專家,為廣大生物學家,定制了一套安裝部署簡單、鼠標點擊編程、支持主流操作系統(tǒng)、學習成本低、又靈活的擴增子分析流程,助力生物學家輕松分析數(shù)據(jù),更專注生物學現(xiàn)象的挖掘。
圖6. 擴增子分析流程金字塔,數(shù)據(jù)量從下向上逐漸減少
擴增子流程如下:
實驗設計的編寫
Illumina測序數(shù)據(jù)的質控:fastqc, mulitqc
質控流程:雙端序列合并、切除barcode和引物、質控
生成OTU/ASV:序列去冗余、聚類clust_otu生成OTU或unoise3去噪生成ASV(Amplicon Sequence Variants)
OTU篩選:嵌合體生成原理及去除方法、去除線粒體、葉綠體和宿主非特異擴增污染、生成代表性序列和OTU表
物種注釋及進化樹構建
常用Alpha多樣性指數(shù)計算
常用Beta多樣性距離矩陣計算
現(xiàn)在你可以在自己筆記本或臺式機上輕松分析擴增子啦!并且支持最新的去噪生成ASV方法,想自己親自分析的朋友,快來北京參加擴增子專題培訓班吧!
圖7. 常用宏基因組統(tǒng)計作圖軟件STAMP & LEfSe
引用過千次的STAMP繪制Extended barplot大家應該很常見,帶你半小時速成。LEfSe引用超2700次,它的柱狀圖和圈圖隨處可見,但服務器超級難用,即上傳痛苦,又要久等。我們?yōu)閷W員定制了國內專享服務器,隨時為你服務。有服務器的伙伴還可以獲得安裝和使用的教程,在自己的服務器上可重復計算,不受網(wǎng)絡和地域限制自己隨時隨地使用。
四、可重復計算和統(tǒng)計繪圖
對于可重復計算要求比較高、對細節(jié)有進一步分析要求的學員,我們還會教大家當前最頂級的R語言統(tǒng)計分析框架,讓你零基礎輕松實現(xiàn)可重復計算,滿足頂級文章的代碼公開和網(wǎng)頁可重復要求(這些資源在生信公司是價格幾十萬的絕密流程代碼,一般人是沒有機會見到的)。
圖8. 數(shù)10種高質量圖的R源代碼實現(xiàn)可重復計算
在自己電腦上輕松修改輸入文件、參數(shù)。可全程記錄分析過程,保證從數(shù)據(jù)到發(fā)表級圖形的可重復計算,讓團隊分析水平上升到大牛級別。
Alpha多樣性各種指數(shù):Shannon、Chao1、Observed OTU、PD whole tree等,并配合Anova,LSD統(tǒng)計;
Beta多樣性各種距離矩陣:Bray Curtis、Jaccard、Weighted Unifrac、Unweighted Unifrac等結果的樹狀圖、箱線圖、散點圖展示樣品間差異;并配合Adonis, Anosim, MRPP統(tǒng)計
有監(jiān)督的主坐標軸分析 (CCA/RDA),展示組間差異,anova.cca統(tǒng)計
DESeq/edgeR/t.test/wilcoxon統(tǒng)計組間差異,計算Pvalue和FDR
熱圖、曼哈頓圖、火山圖展示兩組間比較差異分類單元、OTU/ASV
韋恩圖、三元圖、網(wǎng)絡圖展示兩組及多組間相同與不同
五、功能預測和機器學習
學習PICRUSt分析原理、常用結果展示樣式及文章解讀。實戰(zhàn)進行官網(wǎng)、本地、在線分析,并對結果進行整理,方便STAMP、LEfSe以及R分析。下圖為預測結果經STAMP快速分析的結果展示,學員可以在老師帶領下35分鐘內完成以上分析。
圖9. 功能預測結果使用STAMP統(tǒng)計和可視化
對于不滿足用KEGG功能預測和統(tǒng)計結果的小伙伴,我們還進一步講解FAPROTAX (2016, Science)的分析,適合研究環(huán)境、元素循環(huán)的同行;此外還有BUGBASE分析,實現(xiàn)細菌代謝、厭氧性、革蘭氏分類等表型預測,適合醫(yī)學領域的同行使用。
圖10. 重現(xiàn)兩篇Nature文章機器學習分類和回歸分析
上圖:Wilck-2017-Nature,采用Adaboost進行分類和測試集驗證準確率。
下圖:Subramanian-2014-Nature,采用隨機森進行回歸、交叉驗證、測試集檢驗模型準確率和熱圖展示特征OTUs時間序列變化。
高分文章離我們并不是遙不可及,在你的本本上,1個小時輕松重現(xiàn)每一個子圖的分析和繪制。讀懂這兩類分析的結果。
六、網(wǎng)絡和環(huán)境因子分析
圖11. 兩組網(wǎng)絡比較、以及網(wǎng)絡屬性比較(Wang-2018-Gut)
還以為隨便畫個網(wǎng)絡就能當文章的主圖嗎?這個時代早已成為歷史。現(xiàn)在的高分文章,至少要求多網(wǎng)絡比較,標配網(wǎng)絡屬性比較。在這里有微生物所微生物網(wǎng)絡研究方向的博士,帶你進入網(wǎng)絡的世界,四步走實現(xiàn)即美觀又有意義的網(wǎng)絡分析:讀懂網(wǎng)絡——繪制單個網(wǎng)絡——繪制多個網(wǎng)絡——網(wǎng)絡屬性比較及可視化。這么前沿的技術,估計世界范圍內只有這里會教你。
圖12. 環(huán)境因子分析(Metcalf-2016-Science)
環(huán)境因子分析是很多研究的標配,常用的Vegan包引用過萬次就知道它的重要性。但平時看到的圖不是低分文章,就是不夠美觀。易生信團隊精選Rob Knight團隊2016年Science雜志中經典環(huán)境因子分析為例,讓你的分析和可視化一步到位,向CNS看齊。
往期精彩回顧
主講教師
主講老師包括中科院微生物所、遺傳發(fā)育所、基因組所、生物物理所等多名本領域一線技術專家。
劉永鑫 中科院遺傳發(fā)育所 工程師
劉永鑫,博士。2008年畢業(yè)于東北農業(yè)大學微生物學專業(yè),2014年于中國科學院大學獲生物信息學博士學位,2016年中科院遺傳發(fā)育所博士后出站留所任工程師。目前主要研究方向有微生物組數(shù)據(jù)分析、方法開發(fā)和科學傳播。目前以第一作者(含共同)或微生物組數(shù)據(jù)分析負責人在Science、Nature Biotechnology、Cell Host & Microbe 等雜志發(fā)表論文20余篇,引用千余次。作為中國唯一單位代表參與微生物組分析平臺QIIME 2開發(fā)。受邀以第一作者和/或通訊作者(含共同)在Protein & Cell、Current Opinion in Microbiology、遺傳 等雜志發(fā)表微生物組研究方法綜述。2017年7月創(chuàng)辦“宏基因組”公眾號,目前分享本領域相關原創(chuàng)文章1800余篇,代表作品有《微生物組圖表解讀、分析流程和統(tǒng)計繪圖》、《QIIME2中文教程》等系列,關注人數(shù)9萬+,累計閱讀1400萬+。
陳同 易漢博基因科技 CEO
陳同,博士,2015畢業(yè)于中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所,生物信息專業(yè)博士,在Cell Stem Cell(IF=23.2,第一作者兼封面文章)、Nucleic Acids Research X 2、Protein & Cell、Stem Cells and Development?等高水平雜志以第一作者或主要作者發(fā)表文章,運營有數(shù)萬人關注的《生信寶典》微信公眾號,給你不一樣的學習生信體驗。
周欣 中科院微生物所 博士在讀
周欣,中科院微生物碩博連續(xù)在讀博士生(5年級),曾在加拿大農業(yè)與農業(yè)食品部-渥太華研究發(fā)展中心微生物生物信息研究組聯(lián)合培養(yǎng)一年。熟悉高通量擴增子和宏基因組數(shù)據(jù)的處理及下游差異統(tǒng)計分析工作。目前主要研究方向為植物病害(土傳病害)相關的微生物組學研究。在宏基因組公眾號發(fā)表《再這么配培養(yǎng)基,你的細菌都被毒死了!》、《VSEARCH操作實戰(zhàn)-免費使用價值萬元的USEARCH》、《iTOL快速繪制顏值最高的進化樹!》等。
助教團隊
十余名中國科學院、清華、北大博士(含在讀),輪值講師和助教,輔助學員學習和矯正培訓過程中不足的點。
授課模式
本課程以講解流程和實際操作為主,采用獨創(chuàng)四段式教學:
第一階段 3天集中授課;
第二階段 自行練習2周;
第三階段 在線直播答疑;
第四階段 培訓視頻繼續(xù)學習;
實現(xiàn)教-練-答-用四個環(huán)節(jié)的統(tǒng)一協(xié)調。
培訓時間
2020-08-14到 2020-08-16(線上講解實戰(zhàn),線下開放待定)
每天早9點到晚6點,半封閉式教學 (最后1小時為集中討論時間,最后一天會稍微提前一些,多留出時間討論,也方便老師乘車返回)
報到時間:上課當天
授課地點
北京市西城區(qū)鼓樓西大街41號院1號樓223
課程價格
1. 開課兩周前報名 4500 元/人 (住宿自行解決,提供培訓期間午餐)
2. 名額有限,每次課程報名滿40人后自動關閉報名通道
3. 提供易漢博基因科技實習機會或工作機會
注意事項 *
1. 需自備筆記本電腦。推薦使用win10系統(tǒng),4G以上內存。如果使用其它操作系統(tǒng),以培訓軟件能安裝運行為主。
2. 課程實踐根據(jù)需要會提供云計算平臺。
3. 培訓班所有數(shù)據(jù),文檔為內部資料,僅供參閱,未經允許不得翻印外傳登刊。
4. 上課期間禁止錄音,錄像。
5. 成功付款的學員,若臨時有緊急事情不能到來的,可申請延期,更換后續(xù)培訓班;也可申請退款。
6. 若臨時有事不能參加,請?zhí)崆奥?lián)系。開課前兩周退報,預付款全退。開課前兩周內,預付款退800元,開課前一周內,預付款退500,開課前兩天,預付款不退。
7. 不可先延期再退款。
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易生信同時推出多門相關課程,連報優(yōu)惠——同時選2門課,95折;三門課9折,4門及以上85折。還可與團購同時優(yōu)惠!推薦擴增子(入門)+宏基因組(進階)按順序學習,祝你分析水平更上一層樓,成為實驗中不可或缺的人,趕快報名吧!。
訪問 http://www.ehbio.com/Training/ 或點擊閱讀原文跳轉報名頁
總結
以上是生活随笔為你收集整理的微生物组-扩增子16S分析第9期(报名直播课免费参加线下2020.8)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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