教程 | [下篇] 规模化物种同源基因分析 - orthofinder

写在前面

  • 软件的使用

  • 结果的解读

运行

准备文件

#在一个合适的路径，创建个人工作文件； mkdir test && cd test

准备所需物种的蛋白文件
统一后缀为(.pep/.fasta/.fa/.faa/.fas 均是Orthofinder可以识别的后缀)
注意：如果基因组具有可变剪切转录本，需要提取最长转录本进行（TBtools可）

运行主程序

#暂时退至上一层目录cd ..#运行主程序orthofinder -f test/ -M msa -a 40 #非conda安装,主程序运行使用orthofinder.py

可见用到的参数并不多，正是Orthofinder使用简单的原因。
主要用到相关参数介绍：

#-a 分析所用到的线程#-f 指定文件夹（存放我们所有物种的序列） #-M 推断基因树的方法 可选：msa 和 dendroblast （默认 dendroblast）dendroblast不依赖多序列比对，基于Blast评分方法聚类的方法，更节约时间。但相对多序列比对（msa）还是准确性差一点。#-S 序列比对的方法 可选：Diamond 和 blast (默认Diamond)diamond相对于blast比对速度更快，准确性也有保证#-T 建树的方法 可选：fasttree, raxml, raxml-ng, iqtree (默认fasttree)建树的精准度/耗时 raxml > iqtree > fastree; 如果追求更高的精准度可以使用 iqtree。# 此处应有误，最准确应该是raxml，也是最慢的 - CJ

结果解读

#进入运行路径cd test#可以发现产生了 OrthoFinder/Results_Jun12cd OrthoFinder/Results_Jun12ls -1tr #查看结果文件

进入结果文件查看，主要包含以下文件夹情况。

  • Orthogroup_Sequences 该文件夹包含了每个同源基因集合，各物种的同源基因序列。

  • Orthogroups 同源组信息的目录

Orthogroups.GeneCount.tsv #每个物种在每个同源基因集合所具有的基因数目Orthogroups.tsv #每个物种在每个同源基因集合的基因IDOrthogroups_UnassignedGenes.tsv #每个物种在每个同源基因集合的基因ID（包括未分配同源组的基因）Orthogroups.txt #OrthoMCL的输出格式Orthogroups_SingleCopyOrthologues.txt #单拷贝的同源基因集合

  • Single_Copy_Orthologue_Sequences 该文件包含了单拷贝的直系同源基因核酸序列。后续需要若需要构建时间分歧进化树，使用的序列。

  • MultipleSequenceAlignments 多序列比对的文件。

  • WorkingDirectory 运行程序的文件夹。

  • Species_Tree 物种树文件夹

Orthogroups_for_concatenated_alignment.txt #构建进化树所用到的同源基因集合SpeciesTree_rooted.txt #有根物种树文件SpeciesTree_rooted_node_labels.txt#具有Node信息的树文件；导进查看树文件的软件即可，大致了解到物种关系。

  • Phylogenetic_Hierarchical_Orthogroups 输出文件以 N0.tsv，N1.txt，N2.tsv，… 为格式。分别指以物种树 N0，N1，N2，… 节点为标准推断出的Hierarchical Orthogroups（不考虑基因复制，从古老祖先进化的一组直系同源基因）。

  • Orthologues

cd Orthologues#Orthologues_Athaliana#Orthologues_Slycopersicum#Orthologues_Csinensis#Orthologues_Vvinifera###cd Orthologues_Athaliana#Athaliana__v__Csinensis.tsv#Athaliana__v__Slycopersicum.tsv#Athaliana__v__Vvinifera.tsv

进入该目录，可以具有各物种的子目录。子目录内又包括了两个物种间的同源基因集合比较的文件。

  • Gene_Trees 该文件存放同源基因树。

  • Resolved_Gene_Trees 该文件存放重定根的同源基因树。

  • Gene_Duplication_Events 统计支持度大于50%的复制事件，支持度是指复制后两个基因副本未被丢失的比例。

SpeciesTree_Gene_Duplications_0.5_Support.txt #物种的分支上具有基因复制事件的数量（50％支持度的）展示如下图Duplications.tsv #列出复制事件具体情况

  • Comparative_Genomics_Statistics 该目录主要包括了基因组比较的统计

Statistics_PerSpecies.tsv #统计每个物种的情况Statistics_Overall.tsv #基于同源基因集合（Orthogroups）统计情况Orthogroups_SpeciesOverlaps.tsv #物种间共享的同源基因集合OrthologuesStats_one-to-one.tsv #物种对间一一对应的直系同源基因数量OrthologuesStats_one-to-many.tsv #物种对间多对一的直系同源基因数量OrthologuesStats_many-to-one.tsv #物种对间一对多的直系同源基因数量OrthologuesStats_many-to-many.tsv #物种对间多对多的直系同源基因（在物种形成后的基因复制事件）OrthologuesStats_Totals.tsv #包括多重性的每个物种对的直系同源基因总数（即上述数量的总和）Duplications_per_Species_Tree_Node.tsv #物种树每个分支发生的复制次数Duplications_per_Orthogroup.tsv #每个物种对共享的同源群数目

  • Log.txt 记录文件~

  • Citation.txt 引用信息~

写在最后

Emmm，这位师妹整体进步速度还不错，应该也是差不多研二转生信数据分析，研三毕业时已经可以独立完成植物基因组项目，也是其毕业论文。今天的稿件，我压了两个月，主要原因是一直找不到时间排版。碰巧这会在测试过几天培训的虚拟机。有时候，最难的是在限定的计算资源下，完成一些原本应该是高占用资源的项目，比如基因组组装。
Anyway，稿件终于还是放出来了。前面跟师妹还约了另外的稿件，感兴趣的朋友，就等着吧。

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