2020-08-17

Mantel test 分析两个距离矩阵之间的相关性

做微生物菌落少不了分析环境因子(pH,有机碳,总氮,盐度等)与菌落的相关性,此时便需要做CCA和Mantel test 分析。有时CCA分析结果可能难以比较,这时候做一下Mantel test 进行分析可以直观的根据所求 r值和显著性水平P值来对环境因子和微生物菌落分布相关性有个大致了解,其具体应用可查看文献【1】【2】​

使用R语言“vegan”包中的​“vegdist”和“mantel”便可解决问题:

一般使用菌落OTU构成表格,行代表样本,列代表不同OTU,对于菌落组成一般使用 Bray-curtis 距离:

otu_bray<-vegdist(otu, method='bray')

所有环境因子组成一矩阵,样本顺序要和菌落组成表中样本顺序相同,对每一个环境因子一般使用euclidean 距离:

env_pH<-vegdist(env$pH, method='euclidean')

得到两个矩阵后便可继续做mantel test:

mantel(otu_bray, env_pH, permutations=999)#做999次重复用来计算P值

 ​当所验证的环境因子之间有相关性时,使用mantel partial test检验,如若pH和TOC有显著地相关性,则可将TOC的矩阵作为控制:

mantel.partial(otu_bray, env_pH, env_TOC, permutations=999)​​

结果一般如下图所示:

Mantel statistic based on Pearson's product-moment correlation 

Call:

mantel(xdis = otu_bray, ydis = env_ph, permutations = 999) 

Mantel statistic r: 0.5099 

      Significance: 0.001 

Upper quantiles of permutations (null model):

   90%    95%  97.5%    99% 

0.0836 0.1128 0.1330 0.1707 

Permutation: free

Number of permutations: 999

【1】​ Hollister EB, Engledow AS, Hammett AJ, Provin TL, Wilkinson HH, Gentry TJ. Shifts in microbial community structure along an ecological gradient of hypersaline soils and sediments. The ISME journal 2010;4:829-38.

【2】​Yang J, Ma La, Jiang H, Wu G, Dong H. Salinity shapesmicrobial diversity and community structure in surface sediments of theQinghai-Tibetan Lakes. Scientific Reports 2016;6.

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