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MCScanX共线性分析

分析 共线性
2023-06-13 09:13:58 时间

背景

MCScanx:Multiple Collinearity Scan toolkit，MCScanX 是检测基因共线性和进化分析的软件。需要使用基因集进行自身比对。MCScanX 的输入需要两个文件：*.blast 和 *.gff。文件前缀名需要完全一致。*.blast 文件可以直接用 all-vs-all 出结果。首先将预测的蛋白质文件的 fasta文件整合一下。另外的列表文件，需要从 gff 文件中提取获得。一共分为四列，分别是第一列是物种名和染色体编号，第二列是基因号，第三列是起始位置，第四列是终止位置。

网址：https://github.com/wyp1125/MCScanx

一、安装 mscanx

git clone https://github.com/wyp1125/MCScanX.git
cd MCScanx
make

准备输入文件

#下载参考序列与gff文件
#https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/?term=Klebsiella%20pneumoniae
wget https://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/all/GCF/000/240/185/GCF_000240185.1_ASM24018v2/GCF_000240185.1_ASM24018v2_genomic.fna.gz
wget https://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/all/GCF/000/240/185/GCF_000240185.1_ASM24018v2/GCF_000240185.1_ASM24018v2_genomic.gff.gz
wget https://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/all/GCF/000/240/185/GCF_000240185.1_ASM24018v2/GCF_000240185.1_ASM24018v2_protein.faa.gz

#处理gff或者bed格式文件
perl -F'\t' -lane 'next unless $F[2] eq "CDS";print join qq{\t},$F[0],$F[-1]=~s/ID=cds-([^;]+).Parent=.*$/$1/r,$F[3],$F[4]' GCF_000240185.1_ASM24018v2_genomic.gff >ref.gff
grep ">" mgh78578.faa | awk '{print "contig\t"$1"\t"$3"\t"$5}' | sed -e 's/>//' >mgh78578.gff

#合并文件
cat GCF_000240185.1_ASM24018v2_protein.faa mgh78578.faa >all.faa
cat cat ref.gff mgh78578.gff >test/all.gff

二、运行软件

#blast比对
makeblastdb -in all.faa -dbtype prot -out all -parse_seqids
blastp -query all.faa -db all -out all.blast -evalue 1e-10 -num_threads 12 -outfmt 6 -num_alignments 5

#运行结果
mkdir all;
mv all.blast all.gff all
~/biosoft/MCScanX/MCScanX all/all

*.collinearity: 成对的共线性区域

*.tandem: 串联基因

*.html: 共线性可视化的 html 文件，里面有很多小文件，文件名称是根据参考基因组染色体编号来的。

三、下游分析

#过滤duplicate_gene
~/biosoft/MCScanX/duplicate_gene_classifier all/all

#下游分析，将downstream_analyses程序拷贝至结果目录
#案例地址：https://github.com/wyp1125/MCScanx#the-following-is-the-list-of-executable-programs
cp ~/biosoft/MCScanX/downstream_analyses/* .

#1 Detect_syntenic_tandem_arrays
detect_collinear_tandem_arrays -g os_sb.gff -b os_sb.blast -c os_sb.collinearity -o exam1.txt

#2 Dissect_multiple_alignment
dissect_multiple_alignment -g os_sb.gff -c os_sb.collinearity -o exam2.txt

#3 dot_plotter
java dot_plotter -g os_sb.gff -s os_sb.collinearity -c dot.ctl -o exam3.png

#4 dual_synteny_plotter
java dual_synteny_plotter -g os_sb.gff -s os_sb.collinearity -c dot.ctl -o exam4.png

#5 Circle_plotter
java circle_plotter -g os_sb.gff -s os_sb.collinearity -c circle.ctl -o exam5.png

#6 Bar_plotter
java bar_plotter -g os_sb.gff -s os_sb.collinearity -c bar.ctl -o exam6.png

#7 add_kaks_to_synteny.pl
perl add_kaks_to_synteny.pl -i os_sb.collinearity -d cds_file -o exam7

#8 group_collinear_genes.pl
perl group_collinear_genes.pl -i os_sb.collinearity -o exam8.cluster

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