研究微生物多样性的大咖们在查看文献时，不知您是否和小编一样总能发现一些像进化树一样的圈图，而且有的大文章中还不止出现一次，比如下文案例解析一中，作者更是一口气做了4个这样的圈图，对此，你了解多少呢？
接下来小编带大家一起走进这种圈图的小世界。
这种图学名叫做“进化分支图”，是16S研究LEfSe分析里的一种常见的结果展现形式。
LEfSe (LDA Effect Size)是一种用于发现高维生物标识和揭示基因组特征的软件分析，能够在组与组之间寻找具有统计学差异的生物标识（Biomarker），即组间差异显著的物种。该算法强调的是统计意义和生物相关性。
图1 16S LEfSe进化分支图
以上图为例：
在进化分支图中，由内至外辐射的圆圈代表了由门至属（种）的分类级别，在不同分类级别上的每一个小圆圈代表该水平下的一个分类，小圈圈的直径大小代表其相对丰度大小。
着色原则：无显著差异的统一着色为黄色，差异显著的Biomarker跟随分组色进行着色，例如红色节点代表在红色分组中起到重要作用的微生物类群。
图中也会展示各Biomarker对应的物种名。
案例分析一
青霉素LDP对小鼠肠道微生物的影响
本文利用16S测序，以服用低剂量的青霉素(LDP)破坏小鼠的肠道微生物，研究LDP使用时间对小鼠肠道微生物及微生物的改变对代谢表现的影响。正常小鼠中，乳杆菌属（Lactobacillus）占优势，随着小鼠逐渐增长，其相对丰度相对减少。LDP小鼠中，Lactobacillus丰度水平明显低于对照小鼠，且在其他物种中也存在显著差异，LDP对多个物种都有影响，可以显著降低理研菌科（Rikenellaceae）、分支丝状杆菌（Candidatus Arthromitus，SFB)的丰度。本文也利用宏基因组测序KEGG分析了代谢通路，研究证实了抗生素的使用对肠道微生物结构的破坏及其对宿主代谢的影响。
图2 使用LDP的小鼠及对照小鼠LEfSe进化分支图
案例分析二
肠道微生物可以影响宿主表型
转基因小鼠的表型差异一直难以被控制，许多案例中都表明，肠道微生物菌群是造成这种差异的原因之一。本文选用小鼠的IgA高水平和低水平表型差异，利用16S V4测序结合LEfSe分析研究了小鼠的肠道微生物菌群差异及与IgA水平的关系。两种表型的小鼠肠道微生物菌群存在明显差异，其中，低水平小鼠中，β变形菌（Betaproteobacteria）占主要优势，而低水平小鼠中厚壁菌门（Firmicutes）等占主要优势。文章将低水平IgA小鼠的粪便中移植到高水平IgA小鼠体内，发现高表达IgA小鼠表现出IgA表达水平降低。本文揭示了肠道微生物可以影响宿主表型这一理论。
图3 IgA低水平小鼠的Biomarker LEfSe分析 （a）和 IgA高水平小鼠的Biomarker LEfSe分析（b）
案例分析三
灵长类动物孕期高脂肪饮食
影响其后代肠道微生物结构
肠道微生物是一个独特的生态系统，在动物机体代谢过程中发挥着重要的作用，对肥胖也有直接的影响。作者利用16S技术研究了日本猕猴Macaca fuscata孕期高脂肪饮食对其后代肠道微生物的影响。通过LEfSe进化分支图观察到，高脂肪饮食和正常饮食猕猴后代之间微生物群落存在明显的差异，其中，螺旋体属(Spirochaetes)可以作为正常饮食猕猴的肠道微生物的Biomarker，而产芽胞菌(Erysipelotrichi)、拟杆菌（Bacteroidetes）是高脂肪饮食泥猴的肠道微生物的Biomarker。新出生个体过早的给予高脂肪饮食，可以导致肠道正常微生物弯曲杆菌（Campylobacter）丰度的降低，本文指出了合理膳食对塑造良好肠道菌群微生物环境的重要性。
图 4 不同饮食猕猴后代肠道微生物结构
CTD：正常饮食组 HFD:高脂肪饮食组
蓝色为在HFD起到重要作用的显著差异菌群，黄色为在CTD中起到重要作用的显著差异菌群。
参考文献
Cox LM, Yamanishi S, Sohn J,et al. Altering the intestinal microbiota during a critical developmental window has lasting metabolic consequences. Cell. 2014, 158(4): 705-721.
Moon C, Baldridge MT, Wallace MA,et al. Vertically transmitted faecal IgA levels determine extra-chromosomal phenotypic variation. Nature.2015, 521(7550): 90-3.
Ma J, Prince AL, Bader D,et al. High-fat maternal diet during pregnancy persistently alters the offspring microbiome in a primate model. Nat Commun. 2014, 5: 3889.
接下来小编带大家一起走进这种圈图的小世界。
这种图学名叫做“进化分支图”，是16S研究LEfSe分析里的一种常见的结果展现形式。
LEfSe (LDA Effect Size)是一种用于发现高维生物标识和揭示基因组特征的软件分析，能够在组与组之间寻找具有统计学差异的生物标识（Biomarker），即组间差异显著的物种。该算法强调的是统计意义和生物相关性。
图1 16S LEfSe进化分支图
以上图为例：
在进化分支图中，由内至外辐射的圆圈代表了由门至属（种）的分类级别，在不同分类级别上的每一个小圆圈代表该水平下的一个分类，小圈圈的直径大小代表其相对丰度大小。
着色原则：无显著差异的统一着色为黄色，差异显著的Biomarker跟随分组色进行着色，例如红色节点代表在红色分组中起到重要作用的微生物类群。
图中也会展示各Biomarker对应的物种名。
案例分析一
青霉素LDP对小鼠肠道微生物的影响
本文利用16S测序，以服用低剂量的青霉素(LDP)破坏小鼠的肠道微生物，研究LDP使用时间对小鼠肠道微生物及微生物的改变对代谢表现的影响。正常小鼠中，乳杆菌属（Lactobacillus）占优势，随着小鼠逐渐增长，其相对丰度相对减少。LDP小鼠中，Lactobacillus丰度水平明显低于对照小鼠，且在其他物种中也存在显著差异，LDP对多个物种都有影响，可以显著降低理研菌科（Rikenellaceae）、分支丝状杆菌（Candidatus Arthromitus，SFB)的丰度。本文也利用宏基因组测序KEGG分析了代谢通路，研究证实了抗生素的使用对肠道微生物结构的破坏及其对宿主代谢的影响。
图2 使用LDP的小鼠及对照小鼠LEfSe进化分支图
案例分析二
肠道微生物可以影响宿主表型
转基因小鼠的表型差异一直难以被控制，许多案例中都表明，肠道微生物菌群是造成这种差异的原因之一。本文选用小鼠的IgA高水平和低水平表型差异，利用16S V4测序结合LEfSe分析研究了小鼠的肠道微生物菌群差异及与IgA水平的关系。两种表型的小鼠肠道微生物菌群存在明显差异，其中，低水平小鼠中，β变形菌（Betaproteobacteria）占主要优势，而低水平小鼠中厚壁菌门（Firmicutes）等占主要优势。文章将低水平IgA小鼠的粪便中移植到高水平IgA小鼠体内，发现高表达IgA小鼠表现出IgA表达水平降低。本文揭示了肠道微生物可以影响宿主表型这一理论。
图3 IgA低水平小鼠的Biomarker LEfSe分析 （a）和 IgA高水平小鼠的Biomarker LEfSe分析（b）
案例分析三
灵长类动物孕期高脂肪饮食
影响其后代肠道微生物结构
肠道微生物是一个独特的生态系统，在动物机体代谢过程中发挥着重要的作用，对肥胖也有直接的影响。作者利用16S技术研究了日本猕猴Macaca fuscata孕期高脂肪饮食对其后代肠道微生物的影响。通过LEfSe进化分支图观察到，高脂肪饮食和正常饮食猕猴后代之间微生物群落存在明显的差异，其中，螺旋体属(Spirochaetes)可以作为正常饮食猕猴的肠道微生物的Biomarker，而产芽胞菌(Erysipelotrichi)、拟杆菌（Bacteroidetes）是高脂肪饮食泥猴的肠道微生物的Biomarker。新出生个体过早的给予高脂肪饮食，可以导致肠道正常微生物弯曲杆菌（Campylobacter）丰度的降低，本文指出了合理膳食对塑造良好肠道菌群微生物环境的重要性。
图 4 不同饮食猕猴后代肠道微生物结构
CTD：正常饮食组 HFD:高脂肪饮食组
蓝色为在HFD起到重要作用的显著差异菌群，黄色为在CTD中起到重要作用的显著差异菌群。
参考文献
Cox LM, Yamanishi S, Sohn J,et al. Altering the intestinal microbiota during a critical developmental window has lasting metabolic consequences. Cell. 2014, 158(4): 705-721.
Moon C, Baldridge MT, Wallace MA,et al. Vertically transmitted faecal IgA levels determine extra-chromosomal phenotypic variation. Nature.2015, 521(7550): 90-3.
Ma J, Prince AL, Bader D,et al. High-fat maternal diet during pregnancy persistently alters the offspring microbiome in a primate model. Nat Commun. 2014, 5: 3889.
