编译|mummer2circos画环状细菌基因组圈图

用户1075469

发布于 2024-04-12 14:57:14

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mummer2circos 是一个用于绘制细菌基因组的圈图（circos 图）的工具。它基于 BLAST 或 NUCMER/PROMER 的比对结果，生成 SVG 和 PNG 格式的图像，可以直观地展示基因组的结构和特征。

安装

方法一: 用 conda

先下载 yaml 文件，发现直接装 conda 直接 conda 装不行，因为依赖于 blast 等，测试环境 windows，在 wsl2 上经过多次尝试，耗费时间很久，能 docker 还是 docker

许久还在转圈。。。

conda install -c bioconda -c conda-forge mummer2circos

方法二：Docker 或类似的 Singularity 等容器方法

# Docker
windows下先根据官方说明安装docker desktop,然后打开，发现登陆账户由于国内网络原因很折腾，直接wsl命令行进行。
sudo docker pull metagenlab/mummer2circos:1.4.2
# Singularity
# 准备镜像
singularity build mummer2circos.simg docker://metagenlab/mummer2circos:1.4.2
# 运行
singularity exec mummer2circos.simg mummer2circos -r <reference.fna> -q <query.fna>  -l

比对方法

全基因组比对可以使用三种不同的方法完成：Megablast、Nucmer 或 Promer
使用参数 -a 指示要使用的方法。Nucmer 是默认选项。 mummer2circos -l -a promer ...

简单图

-r 参考 fasta
-q 其他 fasta 与参考 fasta 进行比较
-l 建造圆形地块的修补选项基因组轨迹根据输入查询 FASTA 文件的顺序进行排序

sudo docker run --rm -v /home/:/data -it metagenlab/mummer2circos:1.4.2
(base) mambauser@8561c1b8f8de:/data$ mummer2circos -l -r source/mummer2circos/examples/genomes/NZ_CP008827.fna -q source/mummer2circos/examples/genomes/*fna -f
14:07:36 INFO Genomes will be aligned with:     nucmer
14:07:36 INFO Reference genome: source/mummer2circos/examples/genomes/NZ_CP008827.fna
14:07:36 INFO running nucmer: nucmer -b 200 -c 65 -g 90 -l 20 -p circos_tmp/CP006659 source/mummer2circos/examples/genomes/NZ_CP008827.fna source/mummer2circos/examples/genomes/CP006659.fna
...
14:09:08 INFO Query genome 10/10: source/mummer2circos/examples/genomes/NZ_FO834906.fna
14:09:08 INFO Track file list ['CP006659.heat', 'KpFR_13.heat', 'NZ_CP008827.heat', 'NZ_CP008929.heat', 'NZ_CP012426.heat', 'NZ_CP012745.heat', 'NZ_CP014647.heat', 'NZ_CP015822.heat', 'NZ_CP016811.heat', 'NZ_FO834906.heat']
14:09:08 INFO Plotting heatmap type plot...
14:09:27 INFO Circos plot generated sucessfully, see nucmer2circos.svg & nucmer2circos.png
14:09:27 INFO Circos files saved in circos_data:
        - main configuration file:              circos.config
        - Contigs definition:                   circos_contigs.txt
        - GC skew:                              circos_GC_skew.txt
        - GC content:                           circos_GC_content.txt
        - Heatmap track 1:                      CP006659.heat
        - Heatmap track 2:                      KpFR_13.heat
        - Heatmap track 3:                      NZ_CP008827.heat
        - Heatmap track 4:                      NZ_CP008929.heat
        - Heatmap track 5:                      NZ_CP012426.heat
        - Heatmap track 6:                      NZ_CP012745.heat
        - Heatmap track 7:                      NZ_CP014647.heat
        - Heatmap track 8:                      NZ_CP015822.heat
        - Heatmap track 9:                      NZ_CP016811.heat
        - Heatmap track 10:                     NZ_FO834906.heat
14:09:27 INFO The plot can be modified (to change color scales, remove or add tracks...) by modifining the file "circos.config" and excuting the command "circos -conf circos.config"

工作目录下，3 种格式的图片已经生成啦！

-c 更紧实的环

加上基因轨

参考 Fasta 文件染色体（和最终质粒）的标题应与 GenBank 文件的位点加入相同。请参阅示例文件 NZ_CP008828.fna。

LOCUS NZ_CP008828 15096 bp DNA CON 16-AUG-2015

mummer2circos -l -r genomes/NZ_CP008827.fna -q genomes/*.fna -gb GCF_000281535_merged.gbk

标记特定基因

给定感兴趣的蛋白质的 FASTA 文件，在圆形图上标记每个氨基酸序列的 BBH（小编注：BBH (Best Bidirectional Hit) 是一种用于比较蛋白质序列之间相似性的方法）
fasta 标头用作标签（请参阅示例文件 VF.faa）

mummer2circos -l -r genomes/NZ_CP008827.fna -q genomes/*.fna -gb GCF_000281535_merged.gbk -b VF.faa

# 显示沿染色体（和质粒）的映射深度

深度文件可以使用SamTools Depth从 BAM 文件生成
.depth 文件中使用的标签应与 Fasta 标头相同（请参阅示例文件）
深度大于中位数 2 倍的区域被裁剪到该限制并着色为绿色（处理高度重复的序列）。
深度低于中位深度一半的区域以红色着色。

mummer2circos -l -r genomes/NZ_CP008827.fna -q genomes/*.fna -gb GCF_000281535_merged.gbk -b VF.faa -s GCF_000281535.depth

根据坐标文件添加标签

结构：LOCUS 启动子终止子标签（见 labels.txt）
标签不能包含空格

mummer2circos -l -r genomes/NZ_CP008827.fna -q genomes/NZ_FO834906.fna -gb GCF_000281535_merged.gbk -b VF.faa -s GCF_000281535.depth -lf labels.txt

显示两个基因组之间的联系

mummer2circos -r genomes/NZ_CP012745.fna -q genomes/*.fna -gb GCF_000281535_merged.gbk -b VF.faa -s GCF_000281535.depth -lf labels.txt

One More Thing

如果你有耐心翻到最后的话，P.S.豆豆小编表示软件里的这个脚本 mummer2circos/GC.py 非常实用，计算 GC 和 GC skew 这两个在比较基因组中经常使用，之前使用 bedtools 计算的，非常值得学习！

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原始发表：2024-03-29，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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