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MycoSNP BWA参考工作流程:创建BWA索引与FASTA文件准备

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### MycoSNP GeneFlow工作流程 #### 1. 工作流程概述 MycoSNP GeneFlow工作流程是一个生物信息学管道,主要用于处理与测序相关的单核苷酸多态性(SNP)分析。它包括三个主要部分,以满足从原始测序数据到最终SNP结果的整个处理流程的需求。这三个组成部分分别是: - MycoSNP BWA参考:主要负责通过屏蔽参考基因组中的重复序列并生成BWA索引文件来准备参考基因组,以供后续的BWA对齐和GATK变异分析使用。 - MycoSNP BWA预处理:涉及将样本测序数据(通常是配对末端的FASTQ文件)与BWA参考索引进行对齐,并确保BAM文件格式正确以供GATK变异分析使用。 - MycoSNP GATK变体:使用GATK工具对齐后的BAM文件进行变异调用,输出包含变异信息的VCF文件。 #### 2. 工作流程细节 ##### 2.1 MycoSNP BWA参考 该工作流程涉及三个主要步骤: - **重复掩码**:利用MUMmer和BEDTools在参考基因组的FASTA文件中识别和屏蔽重复序列。重复序列的屏蔽是确保后续分析准确性的重要步骤,因为它们可能导致错误的比对,从而影响变异检测的可靠性。 - **创建索引和字典**:使用SAMTools和Picard工具分别创建FASTA文件的索引(.fai)和字典(.dict)。索引文件便于快速检索序列信息,而字典文件则用于记录序列名称和长度等信息,这两个工具生成的文件是进行BWA索引和后续分析所必需的。 - **生成BWA索引**:利用BWA工具创建BWA索引文件,该索引文件用于将样本测序数据比对到参考基因组上。 ##### 2.2 MycoSNP BWA预处理 此步骤涉及将样本数据与BWA参考索引对齐,以及格式化BAM文件,确保它们适用于GATK变异分析。这个阶段关注数据的准备和质量控制,包括校正对齐错误、过滤低质量的比对结果以及进行适当的样本排序等。 ##### 2.3 MycoSNP GATK变体 最后一步是使用GATK进行变体调用,将经过预处理的BAM文件转换为包含变异信息的VCF文件。GATK是业内广泛使用的变异检测工具,能够提供高质量的变异分析结果。 #### 3. 工具和版本 在上述流程中,涉及的工具及其版本如下: - **MUMmer**:版本3.23,用于比对序列并识别重复区域。 - **BEDTools**:版本2.29.2,用于处理基因组数据。 - **SAMTools**:版本1.10,用于处理SAM/BAM格式的测序数据。 - **Picard**:版本2.22.9,由Broad Institute开发的一套用于处理高通量测序数据的Java工具集。 - **BWA**:版本0.7.17,广泛使用的基因组序列比对工具,特别适用于次世代测序数据。 - **GATK**:Genome Analysis Toolkit,用于基因组变异分析的工具包,特别擅长变异的检测和注释。 #### 4. 运行要求 虽然具体运行要求未详细提供,但通常这类工作流程需要具备一定的计算资源,包括但不限于: - 一个兼容的Linux环境。 - 足够的RAM和存储空间以处理大型基因组文件。 - 安装有上述提到的软件及其依赖库。 #### 5. 结论 MycoSNP GeneFlow工作流程是基因组学研究中的一项重要工具,它利用当前生物信息学领域最流行的工具和软件,为科学工作者提供了一套完整的SNP分析解决方案。该流程涵盖了从原始数据的预处理到变异调用的每个阶段,使得研究人员能够高效且准确地识别和分析微生物基因组中的单核苷酸多态性。

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处理样本: sample1 开始时间: 2025年 07月 23日 星期三 08:49:02 CST |-- 发现已排序BAM文件 |-- 变异检测... [mpileup] 1 samples in 1 input files [mpileup] maximum number of reads per input file set to -d 250 |-- iSNV过滤(使用samtools mpileup+ivar variants)... [mpileup] 1 samples in 1 input files [mpileup] Max depth set to maximum value (2147483647) Usage: samtools mpileup -aa -A -d 0 -B -Q 0 --reference [<reference-fasta] <input.bam> | ivar variants -p <prefix> [-q <min-quality>] [-t <min-frequency-threshold>] [-m <minimum depth>] [-r <reference-fasta>] [-g GFF file] Note : samtools mpileup output must be piped into ivar variants Input Options Description -q Minimum quality score threshold to count base (Default: 20) -t Minimum frequency threshold(0 - 1) to call variants (Default: 0.03) -m Minimum read depth to call variants (Default: 0) -G Count gaps towards depth. By default, gaps are not counted -r Reference file used for alignment. This is used to translate the nucleotide sequences and identify intra host single nucleotide variants -g A GFF file in the GFF3 format can be supplied to specify coordinates of open reading frames (ORFs). In absence of GFF file, amino acid translation will not be done. Output Options Description -p (Required) Prefix for the output tsv variant file ./isnv.sh: 行 72: -m: 未找到命令 ./isnv.sh: 行 73: -r: 未找到命令 |-- 错误: ivar过滤失败! |-- 警告: iSNV结果文件未生成! 所有样本处理完成! 结果保存在: - VCF文件: vcf_files/ - iSNV结果: isnv_results/ - 日志文件: logs/ (base) jinyu-bt@jinyu-bt:/media/jinyu-bt/5d8c9baf-e4b0-47c3-97b5-9d84ec80108b/TOSutil/data5/reference/bhv-4/sample1_aligned$

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二代reads SNPs,Indels鉴定流程 第一步(质量控制) 使用 fastp 对原始测序数据进行质量过滤,去除低质量的reads和碱基。 fastp -w 32 --detect_adapter_for_pe --cut_front --cut_tail \ --in1 /public/sdb/HuangL/tmp/PycharmProjects/maize_NGS/B73_fastp1.fq.gz \ --in2 /public/sdb/HuangL/tmp/PycharmProjects/maize_NGS/B73_fastp2.fq.gz \ --out1 /home/caocao/PycharmProjects/liu_test/B73.step2.1.fq.gz \ --out2 /home/caocao/PycharmProjects/liu_test/B73.step2.fq.gz \ --report_title "B73" \ --html /home/cao/PycharmProjects/liu_test/B73.html 第二步(比对) 使用 bwa mem 将过滤后的reads比对到参考基因组。 nohup bwa mem -R "@RG\tID:Mo17\tSM:Mo17\tPL:Illumina" -t 32 \ /home/caocao/Reference/Zm-Mo17-REFERENCE-CAU-2.0.fa \ /public/sdb/li_test/B73_fastp1.step1.fq.gz \ /public/sdb/li_test/B73_fastp2.step2.fq.gz \ > /public/sdb/li_test/B73.1.sam 2>/public/sdb/li_test/B73.err & 第三步(转换为BAM格式) 使用 samtools view 将SAM格式转换为BAM格式。 nohup samtools view -@ 32 -b -o /public/sdb/li_test/B73.bam /public/sdb/li_test/B73.sam > /public/sdb/li_test/view.out 2>/public/sdb/li_test/view.err & 第四步(排序BAM文件) 使用 samtools sort 对BAM文件进行排序。 nohup samtools sort -@ 32 -m 2G -T /public/sdb/li_test/tmp -o /public/sdb/li_test/B73.sorted.bam /public/sdb/li_test/B73.bam > /public/sdb/li_test/sort.out 2>/public/sdb/li_test/sort.err & BQSR跳过 第五步(质量控制) 使用 samtools view 进行质量控制,输出高质量的BAM文件。 nohup samtools view -q 20 -b /public/sdb/li_test/B73.sorted.bam > /public/sdb/li_test/B73.output.bam 2>/public/sdb/li_test/B73.error.log & 第六步(索引BAM文件) 使用 samtools index 为BAM文件创建索引。 nohup gatk --java-options "-Xmx10g" MarkDuplicates \ --TMP_DIR /public/sdb/li_test \ --INPUT /public/sdb/li_test/B73.output.bam \ --METRICS_FILE /public/sdb/li_test/B73.markdup_metrics.txt \ --OUTPUT /public/sdb/li_test/B73.sorted.markdup.bam > /public/sdb/li_test/B73.markdup.out 2>/public/sdb/li_test/B73.markdup.err & samtools index -@ 8 /public/sdb/li_test/B73.sorted.markdup.bam 第七步(合并GVCF文件) 使用 gatk HaplotypeCaller 和 CombineGVCFs 合并单个样本的GVCF文件,得到群体水平的变异信息。 .利用gatk中ImportDB与GenotypeVCF子程序对单个样品的gvcf文件进