Anaconda 安裝 QIIME2 微生物組分析流程軟體，整合 JupyterLab 教學

介紹如何在 Ubuntu Linux 系統上以 Anaconda 安裝 QIIME2 微生物組分析流程軟體，並結合 JupyterLab 與 R 打造整合分析環境。

本篇的測試環境為 Ubuntu Linux 18.04，並已安裝好 Anaconda 的基本環境。

Anaconda 安裝 QIIME2 分析環境

QIIME2 官方文件中建議的安裝方式是透過 Miniconda 來安裝，不過當我們需要將 QIIME2 與其他的環境整合（例如 Jupyter 與 R）在一起時，使用 Anaconda 可能會更方便一些。

以 Anaconda 安裝 QIIME2 的方法其實跟 Miniconda 幾乎一樣，先下載套件定義檔：

# 下載套件定義檔
wget https://data.qiime2.org/distro/core/qiime2-2019.10-py36-linux-conda.yml

然後建立一個 QIIME2 專用的 conda 環境，命名為 qiime2-2019.10：

# 建立 QIIME2 的 Conda 環境
conda env create -n qiime2-2019.10 --file qiime2-2019.10-py36-linux-conda.yml

載入剛建立好的 QIIME2 conda 環境：

# 載入 QIIME2 的 Conda 環境
conda activate qiime2-2019.10

載入了 QIIME2 的 conda 環境後，即可開始使用 QIIME2 的各種指令工具進行微生物組的相關分析了。

若要卸載 QIIME2 的 conda 環境，可以執行：

# 卸載目前的 Conda 環境
conda deactivate

如果希望一般的環境下執行 QIIME2 相關的指令，可以使用 conda 將 QIIME2 的指令包裝起來執行，透過這樣的方式就可以將任何 QIIME2 的指令稿整合至其他環境中：

# 在 qiime2-2019.10 環境中執行 qiime
conda run --name=qiime2-2019.10 qiime --version

Anaconda 安裝 JupyterLab

建立一個 jupyterlab 專用的 conda 環境：

# 建立新的 Conda 環境
conda create --name myjupyterlab python=3.7

在這個 myjupyterlab 環境中安裝 JupyterLab 套件：

# 在 myjupyterlab 環境中安裝 JupyterLab 套件
conda install --name myjupyterlab --channel conda-forge jupyterlab

安裝好之後，就可以在 myjupyterlab 環境中啟動 JupyterLab 的伺服器了：

# 以 myjupyterlab 環境執行 JupyterLab
conda run --name myjupyterlab jupyter lab

也可以在載入 myjupyterlab conda 環境之後，再啟動 JupyterLab 的伺服器：

# 載入 myjupyterlab Conda 環境
conda activate myjupyterlab

# 執行 JupyterLab
jupyter lab

整合 QIIME2 與 JupyterLab

若要在 JupyterLab 環境中執行 QIIME2 相關的指令，最直接的方式就是在終端機中執行指令：

另一種方式是直接在 Jupyter Notebook 中執行外部指令，在 Jupyter Notebook 中可以用驚嘆號（!）執行單一行指令：

! conda run --name=qiime2-2019.10 qiime --version

或是以 %%bash 執行 bash shell 指令稿：

%%bash
date
conda run --name=qiime2-2019.10 qiime --version

QIIME2 Jupyter 伺服器擴充功能

除了直接以呼叫外部指令的方式之外，Jupyter 也可以透過伺服器擴充功能（server extension）來使用 QIIME2 的 Python 模組。

首先建立一個 QIIME2 + JupyterLab 用的 conda 環境，並將 QIIME2 所需套件安裝至其中：

#  建立 QIIME2 + JupyterLab 用的 Conda 環境
conda env create --name qiime2jupyter --file qiime2-2019.10-py36-linux-conda.yml

在這個 conda 環境中，加裝 JupyterLab 相關套件：

# 安裝 JupyterLab
conda install --name qiime2jupyter --channel conda-forge jupyterlab

載入此 conda 環境：

# 載入 QIIME2 + JupyterLab 的 Conda 環境
conda activate qiime2jupyter

啟用 QIIME2 的 Jupyter 伺服器擴充功能：

# 啟用 QIIME2 的 Jupyter 伺服器擴充功能
jupyter serverextension enable --py qiime2 --sys-prefix

Jupyter 伺服器擴充功能只需要設定一次，設定好之後，即可按照正常的方式啟動 JupyterLab：

# 啟動 JupyterLab
jupyter lab

在此環境之下，我們就可以直接引入 qiime2 這個 Python 模組，透過 QIIME2 的 Artifact API 使用各種分析工具了。

較詳盡的範例可以參考 Moving Pictures 教學範例的 Python API 版本。

參考資料：Anaconda、QIIME2、Bioinformatics with Python Cookbook