新年成長禮2|細菌基因組分析常用軟體整理(含下載連結)

2021-02-26 密碼子實驗室

   假期快到了，對於許多熱愛學習的小夥伴來說，又是一個默默成長然後在春天驚豔所有人的絕佳機會。而我們的工作就是成就你的願望。

在年關將至的這幾天，小編會陸續為大家帶來一系列總結性的材料，希望對大家有用。還沒關注小編的趕緊點擊上方【密碼子實驗室】關注哦。

 

今天為大家帶來第二份禮！（往期內容查看公眾號獲取）

想要學習細菌基因組分析的小夥伴趕緊看過來。

細菌基因組分析最基礎、最核心的部分是獲得完整準確的組裝序列（包括染色體和質粒），其次進行組分分析，即通常所說的基因注釋、移動元件分析等，接下來可以根據研究目的選擇方法進行比較基因組研究，最後挖掘並關聯結果，解答科學問題，當然，過程中可能會涉及到實驗或其他組學方法。下面給大家整理了各分析模塊所需的軟體、資料庫，記得收藏哦。

1、序列質控

FastQC

用途：對Fastq文件的測序質量進行統計

優點：既可圖形化界面運行，又可命令行運行

下載地址：http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/

Seqprep

用途：去序列接頭

缺點：需要配置接頭序列

下載地址：https://github.com/jstjohn/SeqPrep

Sickle

用途：測序質量剪切

下載地址：https://github.com/najoshi/sickle

Smrtanalysis

用途：三代數據質控

下載地址：

https://s3.amazonaws.com/files.pacb.com/software/smrtanalysis/2.3.0/smrtanalysis_2.3.0.140936.run

Trimmomatic

用途：用於數據質控

下載地址：http://www.usadellab.org/cms/index.php?page=trimmomatic

2、基因組組裝

Celera Assembler

用途：對組裝結果進行序列成環判斷、基因組序列及質粒序列區分

下載地址：http://sourceforge.net/projects/wgs-assembler/files/wgs-assembler/wgs-8.3/

Flye

用途：ONT真菌精細圖組裝

優點：組裝效果很好，準確可靠

下載地址：https://github.com/fenderglass/Flye

GapCloser

用途：二代組裝結果中gap區域的填補

下載地址：https://sourceforge.net/projects/soapdenovo2/files/GapCloser/bin/r6/GapCloser-bin-v1.12-r6.tgz/download

GATK

下載地址：https://software.broadinstitute.org/gatk/

HGAP

用途：用於三代測序數據組裝

下載地址：https://programs.pacificbiosciences.com/e/1652/l-1652-2018-10-02-3y7d24/3y7d3d/535674923?h=84WaWkTsxWK_kzKnYXObNhuJzPkCJNLksE-0vt9JhEs

proovread2.12

用途：對組裝結果進行序列成環判斷、基因組序列及質粒序列區分

下載地址：https://github.com/BioInf-Wuerzburg/proovread

SMRT Analysis

用途：對組裝結果進行序列成環判斷、基因組序列及質粒序列區分

下載地址：https://github.com/PacificBiosciences/SMRT-Analysis/wiki/SMRT-Pipe-Reference-Guidev2.3.0

Unicycler

用途：ONT細菌完成圖組裝軟體

優點：二+三混合組裝，組裝效果很好，準確可靠

下載地址：ttps://github.com/rrwick/Unicycler

Velvet

用途：用於二代測序數據組裝

下載地址：https://www.ebi.ac.uk/~zerbino/velvet/

3、基因組質量評估

BUSCO

用途：評價基因組組裝質量

CheckM

用途：bins質量評估/基因組組裝質量評估

下載地址：https://github.com/Ecogenomics/CheckM

QUAST

用途：QUAST可直接統計fasta文件中的序列長度、GC含量、N50等指標，提供組裝結果的基本信息。若在評估時額外輸入另一個已存在的參考基因組，這時除了統計基本指標外，還會將組裝結果與參考序列進行比較，包括長度、GC含量、對齊程度等，為基因組的組裝質量評估提供更多的參考內容

下載地址：http://quast.bioinf.spbau.ru/

Bwa

用途：二代矯正

4、基因組組分分析

Augustus

用途：真菌基因預測

優點：從頭預測，能夠偵測在序列資料庫中缺少同源片段的編碼區

下載地址：http://augustus.gobics.de/

Barrnap

用途：rRNA預測

下載地址：https://github.com/tseemann/barrnap/archive/0.8.tar.gz

BLAST+

用途：多類資料庫注釋比較分析等

局限性：速度慢

下載地址：ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/executables/blast+/2.3.0/ncbi-blast-2.3.0+-x64-linux.tar.gz

Blast2go

用途：GO注釋

局限性：依賴於mysql和NR注釋

CGView

用途：圈圖繪製

下載地址：http://wishart.biology.ualberta.ca/cgview/download.html

Circos

用途：圈圖繪製

地址：http://circos.ca/

CRISPRFinder

用途：預測crispr

地址：http://aclame.ulb.ac.be/Tools/Prophinder/

Cufflinks

用途：真菌基因預測

優點：基於轉錄組預測，輔助預測

下載地址：https://www.plob.org/tag/cufflinks/

Diamond

用途：多類資料庫注釋比較分析等

優點：速度快，將預測基因的蛋白序列與各功能資料庫進行Diamond 比對

下載地址：https://github.com/bbuchfink/diamond/releases/download/v0.8.35/diamond-linux64.tar.gz

Genewise

用途：真菌基因預測

優點：同源預測，預測同源片段的編碼基因

下載地址：https://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/genewise/

Infernal

用途：RNA注釋

Islander

用途：基因組島預測

下載地址：https://bioinformatics.sandia.gov/islander/download.html

IslandPath-DIMOB

用途：基因組島預測

下載地址：http://www.pathogenomics.sfu.ca/islandviewer/

Minced

用途：CRISPR-Cas系統預測

下載地址：https://sourceforge.net/projects/minced/

Phage_Finder

用途：前噬菌體預測

下載地址：http://phage-finder.sourceforge.net/

PHAST

用途：預測前噬菌體

下載地址：http://phast.wishartlab.com/

Prokka

用途：基因預測

下載地址：https://github.com/tseemann/prokka

PromPredict

用途：啟動子預測

下載地址：http://nucleix.mbu.iisc.ernet.in/prompredict/download.html

RepeatMasker

用途：散在重複序列預測

Rfam  cmsearch

用途：sRNA 預測

Tandem Repeats Finder

用途：串聯重複序列預測

下載地址：http://tandem.bu.edu/trf/trf.html

Tmhmm

用途：跨膜蛋白預測

下載地址：http://www.cbs.dtu.dk/services/software.php

TRF

用途：串聯重複序列分析

下載地址：https://tandem.bu.edu/trf/trf.download.html

antiSMASH

用途：次級代謝產物合成基因簇分析

下載地址：https://dl.secondarymetabolites.org/releases/4.0.2/antismash-4.0.2.tar.gz

HMMER

用途：蛋白結構比對分析

下載地址：http://eddylab.org/software/hmmer/hmmer-3.1b2.tar.gz

SignalP

用途：分泌蛋白預測

下載地址：http://www.cbs.dtu.dk/cgi-bin/sw_request?signalp+4.1

5、比較基因組分析

MUMmer

用途：SNP目標基因組和參考基因組比對

下載地址：http://mummer.sourceforge.net/

SSU-ALIGN

用途：多序列比對

下載地址：http://eddylab.org/software/ssu-align/

TrimAl

用途：比對位點提取

下載地址：https://sourceforge.net/projects/trimal/?source=navbar

IQ-TREE

用途：構建進化樹

下載地址：http://www.iqtree.org/#download

MAFFT

用途：多序列比對

下載地址：https://mafft.cbrc.jp/alignment/software/linux.html

MEGA

用途：構建進化樹

下載地址：https://www.megasoftware.net/

ModelFinder

用途：構樹模型選擇

下載地址：http://www.iqtree.org/#download

CD-hit

用途：泛基因組/基因家族分析

下載地址：https://github.com/weizhongli/cdhit/tree/V4.8.1

GET_HOMOLOGUS

用途：泛基因組/基因家族分析

下載地址：https://github.com/eead-csic-compbio/get_homologues/releases/tag/v3.2.3

MMseqs2

用途：泛基因組/基因家族分析

下載地址：https://mmseqs.com/latest/mmseqs-osx-avx2.tar.gz

OrthoFinder

用途：泛基因組/基因家族分析

優點：經典，引用量大

局限性：速度慢，常用於真核生物如植物比較基因組

下載地址：https://github.com/davidemms/OrthoFinder/releases/tag/2.3.7

OrthoMCL

用途：泛基因組/基因家族分析

局限性：速度慢，常用於真核生物如植物比較基因組

下載地址：https://orthomcl.org/common/downloads/software/v2.0/orthomclSoftware-v2.0.9.tar.gz

PGAP

用途：泛基因組/基因家族分析

下載地址：https://jaist.dl.sourceforge.net/project/pgap/PGAP-1.2.1/PGAP-1.2.1.tar.gz

Usearch

用途：泛基因組/基因家族分析

下載地址：http://www.drive5.com/usearch/

Circos

用途：共線性分析

下載地址：http://circos.ca/software/download/

Lastz

用途：indel/共線性/SV區域比對

優點：常用區域比對軟體

下載地址：http://www.bx.psu.edu/miller_lab/dist/README.lastz-1.02.00/README.lastz-1.02.00a.html

6、資料庫

CARD

用途：CARD_DB，以找到耐藥性相關基因的名稱，所耐受的抗生素種 類等信息

地址：https://card.mcmaster.ca/

COG

用途：COG資料庫，編碼蛋白系統進化關係

地址：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/COG/

DFVF

用途：DFVF資料庫，真菌毒力因子資料庫，收集了來自85個屬的228個真菌菌株所產生的2058個致病基因

地址：https://academic.oup.com/database/article/doi/10.1093/database/bas032/436515

GO

用途：GO資料庫，一套國際標準化的基因功能描述的分類系統

地址：http://www.geneontology.org/

KOG

用途：KOG資料庫，針對真核生物的直系同源資料庫

地址：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/COG/

P450

用途：P450資料庫，一類亞鐵血紅素—硫醇鹽蛋白的超家族

地址：http://p450.riceblast.snu.ac.kr/index.php?a=view

PHI

用途：PHI資料庫，病原與宿主互作資料庫

地址：http://www.phi-base.org/

TCDB

用途：TCDB資料庫，轉運蛋白分類資料庫

地址：https://www.researchgate.net/publication/33768103_TCDB_a_membrane_transport_protein_classification_database

7、分析工具包

CLC Genomics Workbench

用途：二代和三代基因組質控、拼接、注釋等

優點：無需編程，簡單易用，每季度進行更新

局限性：需要購買License

地址：https://digitalinsights.qiagen.com/

 

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    5.PC電腦上如何繪製高水平的基因組圈圖？

    6.如何使用BRIG繪製比較基因組圈圖？

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