FAPROTAX1:环境微生物元素循环功能预测与应用详解

31功能预测2-元素循环FAPROTAX1是易生信公司提供的一种针对微生物群落功能注释的工具，主要用于对环境样本，特别是海洋、湖泊等生态系统中的生物地球化学循环过程进行预测。FAPROTAX的理论基础建立在Louca等人于2016年发表的研究上，该研究提出了一种方法来解耦微生物群落的功能和分类，强调了功能注释的重要性。 FAPROTAX的核心是通过一个手动构建的物种分类与功能注释数据库，结合OTU分类表（操作性 taxonomic unit，基于16S rRNA测序的群落单元）进行分析。用户只需要利用易生信提供的Python脚本，即可将OTU表映射到数据库中，从而得到群落的功能预测结果。这种方法的优点是依赖于已验证的培养菌数据，预测精度相对较高，但其覆盖范围可能有限，意味着并非所有微生物都能被准确地归类和预测其功能。 FAPROTAX的结果呈现形式类似于OTU表和KEGG KOs（Kanehisa Genome Encyclopedia的基因组注释系统）表，它是一个功能描述与样本的关联矩阵，便于用户理解和解读。例如，它可以生成样本功能丰度的热图，展示不同组间的功能差异，以及环境因素与功能之间的关系，如通过泡泡图展现环境变量与特定功能的相关性。 在实际应用中，FAPROTAX被用于科学研究，例如PNAS上的一项研究表明，通过FAPROTAX分析，可以揭示人类皮肤微生物的独特性以及哺乳动物系统发育共生现象。在分析时，通常会进行统计显著性校正，如Bonferroni校正，以控制多重比较带来的误差，比如在哺乳动物和人类样本中，P值小于0.05的预测结果会被标记出来，并且会显示动物和人类样本的方差（标准差）作为误差范围。 31功能预测2-元素循环FAPROTAX1是一个实用的工具，能够帮助研究人员深入了解微生物群落的功能特性，尤其是在研究环境中生物地球化学过程，以及在比较不同生物体间的微生物功能多样性方面发挥着关键作用。