Introducción a tema de trabajo

-Tapetes de cianobacterias bentónicas

-Producción de toxinas → Causa incierta

-¿Relación con comunidad bacteriana?

Objetivo

Determinar la composición y abundancia bacteriana de tapetes bentónicos de cianobacterias y su relación con la presencia y biosíntesis de cianotoxinas

Quiblier et al., 2013.

Determinar diversidad y abundancia de la comunidad bacteriana

-Metagenética del gen 16S rRNA

-Secuencias agrupadas en OTUs mediante DADA2

-Bases de datos (.txt):

i.Abundancia de cada especie por sitio

ii.Asignación/Clasificación taxonómica

iii.Metadatos de los sitios

→ Graficar Barplots de diversidad

Importar archivos

#Importar archivo de texto delimitado por comas
otu = read.delim("C:/Users/asans/Desktop/Table_DADA2.txt", row.names = 1)
tax = read.delim("C:/Users/asans/Desktop/Taxonomy_DADA.txt",row.names = 1)
meta = read.delim("C:/Users/asans/Desktop/Metadata.txt", row.names = 1)

#Importante definir primer columna como nombres de filas
#Transformar en matrices
otu_mat <- as.matrix(otu)
tax_mat <- as.matrix(tax)

Comparación de tablas

Sin nombres de fila definidos


Con nombres de fila definidos

Phyloseq

phyloseq() = importar, almacenar, analizar y graficar secuencias agrupadas en OTUs

#Instalar phyloseq
if(!requireNamespace("BiocManager")){
  install.packages("BiocManager")
}
BiocManager::install("phyloseq")
library(phyloseq)

Convertir a objetos de phyloseq

Integración estructurada de datos

OTU = otu_table(otu_mat, taxa_are_rows = TRUE) #Error-nombres

TAX = phyloseq::tax_table(tax_mat) #Error-matriz

Muestras = sample_data(meta)
PhySQ <- phyloseq (OTU, TAX, Muestras)
PhySQ

Barplot-Diversidad a nivel de Orden

  1. Preparar datos para visulaización (gráfica)

dplyr() = Simplifica lenguaje de procesos de filtrado y transformación de datos/variables

#Instalar dplyr 
install.packages("dplyr") 
library(dplyr)
PS_o <- PhySQ %>%
  tax_glom(taxrank = "Order") %>%   #Agrupa OTUs a nivel de orden
  transform_sample_counts(function(x) {x/sum(x)} ) %>%  #Abundancia relativa
  psmelt() %>%   #Convertir en data frame largo
  filter(Abundance > 0.05) %>% #Conserva taxones con abundancia>5%
  arrange(Order) 

PS_o

Barplot-Diversidad a nivel de Orden

  1. Crear Barplot ggplot2 () = graficar datos
#Instalar ggplot2
install.packages("ggplot2")
library(ggplot2)
BPo<- ggplot(PS_o, aes(x = Name, y = Abundance, fill = Order)) + 
  geom_bar(stat = "identity",position = "fill") + 
  scale_fill_viridis_d(option = "turbo")  + 
  theme(axis.title.x = element_blank(), 
        axis.title.y = element_text(size = 8),        
        legend.text = element_text(size = 7), 
        strip.text.x = element_text(size = 6)) +
  guides(fill = guide_legend(keywidth = 0.7,keyheight = 0.5)) +
  ylab("Abundancia relativa (Phyla > 5%) \n") +
  ggtitle("Abundancia_Orden") +
  facet_grid(~Cuenca, scales = "free", space='free')

BPo

Barras

BPo<- ggplot(PhySQ, aes(x = Name, y = Abundance, fill = Order)) + 
  geom_bar(stat = "identity",position = "fill") + #
    # stat (cálculo estadístico)
    # -> "count" = cantidad de observaciones 
    # -> "identity" =valores proporcionados
  
    # position (disposición de barras)
    # -> "stack" = valor real
    # -> "fill" = abundancia relativa (porcentaje)

Comparación


position = “stack” (valor real)

position = “fill” (porcentaje)

Color

Características texto gráfica

  theme(axis.title.x = element_blank(), 
        axis.title.y = element_text(size = 8), 
        legend.text = element_text(size = 7), 
        strip.text.x = element_text(size = 6)) +
  guides(fill = guide_legend(keywidth = 0.7,
                             keyheight = 0.5)) +
  ylab("Abundancia relativa (Phyla > 5%) \n") +
  ggtitle("Abundancia_Orden") +

Agrupar por cuenca

  facet_grid(~Cuenca, scales = "free", space='free')

Sin agrupar

Agrupados

Otros análisis

phylseq() y otros paquetes

-Tabla de diversidad alfa (Shannon,Simpson,Fisher)

-Cluster diversidad beta (Jaccard, Bray-Curtis)

-Heatmaps

-PCA

Referencias

Quiblier, C., Susanna, W., Isidora, E. S., Mark, H., Aurélie, V., & Jean-François, H. (2013). A review of current knowledge on toxic benthic freshwater cyanobacteria–ecology, toxin production and risk management. Water research, 47(15), 5464–5479. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.06.042