研究背景

微生物多样性分析中，物种注释是最为关键的步骤。对于微生物多样性分析，常使用16S rRNA基因或ITS序列，利用RDP Classifier (Wang et al., 2007) 等通过朴素贝叶斯算法对序列进行物种注释。功能微生物是指执行某一特定功能的一类微生物群体，比如产甲烷微生物、尿素分解微生物、氨氧化微生物、固氮微生物。与一般性微生物相比，功能微生物与生态位表型具有更直接的联系，更能反映出生态位的功能变化。因此研究功能微生物多样性，对于解析生态位的功能机制具有重要意义。功能微生物多样性研究中，常对某些关键功能基因进行测序分析。与16S rRNA基因或ITS基因相比，功能基因常具有多个不同拷贝，难以作为系统发育的标签基因，无法根据基因序列组成和相似特点直接进行物种注释，所以常用的RDP Classifier等算法无法适用于功能基因物种注释分析。GraftM (Boyd et al., 2018) 是用于功能基因注释的优秀软件，它通过对已知功能基因构建系统发育树 (含物种信息)，然后将查询功能基因定位到系统发育树，根据树上位置和距离，注释查询功能基因物种信息。本文介绍了基于GraftM进行功能微生物的物种注释。

软件和数据库

1. Graftm (0.13.1) ( https://pypi.org/project/graftm/)
2. Bioconda ( https://bioconda.github.io/)
   

实验步骤