QIIME2简介和Docker安装

学术   2024-12-05 08:38   上海  

QIIME 2 简介

QIIME 2 是一款用于微生物组数据分析的强大工具,广泛应用于微生物生态学、公共卫生、土壤和海洋微生物研究等领域。它采用模块化设计,包含丰富的插件系统,研究人员可以灵活选择合适的分析方法。QIIME 2 相比其前身 QIIME 1 具备更高的灵活性和可复现性,每个分析步骤都可以被跟踪、验证、共享。这种特性大大提高了科研过程的透明度,确保了分析结果的可靠性和可复用性。用户可以通过命令行操作,也可以在 Jupyter Notebook 中进行分析,充分利用其丰富的可视化功能,从而快速发现微生物群落中的趋势和模式。

QIIME 2的优势

① 易安装:曾经QIIME的安装让无数生信人竞折腰,QIIME 2采用Conda软件包管理器,没有管理员权限也可以轻松安装;同时发布了Docker镜像、VirtualBox虚拟机等下载即可运行;
② 使用方式多样:支持命令行模式(q2cli),也支持图型用户界面q2studio;还有Python用户喜欢的Artifact API(类似IPython notebook);不安装软件也可以在网页中查看和交互探索数据结果图表;
③ 分析可重复:全新定义了文件系统,即包括分析数据、也包括分析过程和结果,每一步的结果均可追溯分析过程,方便检查和重复;
④ 可视化增强:QIIME后发制人,引用量超越早它一年发表的mothur,就是其可视化方面的优势,现可视化结果更加多样、美观,采用全新可交互式图形系统,探索数据更方便。


QIIME 2 Docker 安装教程

了便于在不同操作系统中快速配置和部署 QIIME 2,Docker 提供了一种轻松的安装和运行方式。Docker 可以隔离环境,解决依赖问题,并确保各类应用的兼容性。通过 Docker 部署 QIIME 2,既无需担心环境依赖问题,又确保了各操作系统中的一致性,使科研人员能专注于微生物组数据分析的核心工作。以下是使用 Docker 安装 QIIME 2 的步骤:


1. 安装 Docker

先,需要确保系统已安装 Docker。若尚未安装,可以在 Docker 官方网站找到适合各操作系统的安装指导;


2. 下载 QIIME 2 Docker 镜像

QIIME 2 官方提供了 Docker 镜像,可以通过以下命令来拉取最新的 QIIME 2 镜像:

docker pull quay.io/qiime2/<distribution>:latest

# 需将<distribution>替换为amplicon,metagenome,pathogenome或tiny中的任意一个,此处以扩增子镜像为例:

docker pull quay.io/qiime2/amplicon:2024.10


3. 查看已加载镜像

docker images


4.创建并运行 QIIME 2 容器

取镜像后,可以使用以下命令创建并运行容器:

docker run -t -i quay.io/qiime2/amplicon:latest

·-t 和 -i 选项允许以交互模式进入容器。


5. 绑定本地目录(可选)

方便在本地和容器间共享数据,可以绑定本地目录。

#将本地目录 /path/to/local/folder 挂载到容器的 /data 目录,命令如下:

docker run -t -i --name qiime2-container -v /path/to/local/folder:/data quay.io/qiime2/amplicon:latest

# 将当前目录挂载到容器的 /data 目录,命令如下:

docker run -t -i --name qiime2-container -v $PWD:/data quay.io/qiime2/amplicon:latest


6. 进入QIIME 2 命令行环境

容器内,可以直接使用 QIIME 2 的命令。例如,执行以下命令查看 QIIME 2 版本:

qiime --version


7.退出容器

入exit 或使用快捷键ctrl+D


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【课程】《细菌与真菌扩增子测序:零基础到高级分析的全流程实战》聚焦于细菌和真菌的扩增子测序,使用16S rRNA基因、18S rRNA基因及ITS序列等测序数据基于QIIME2等软件进行微生物菌群多样性、组间差异等分析。课程不仅教授扩增子的分析流程和实操部分,还包含理论指导和结果解读。整套分析流程经过Docker封装后,能够直接在个人电脑的Windows系统或Linux系统中使用,非常适合零基础或未系统接触全套分析的研究人员学习和自主挖掘数据。

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