OthroFinder-物种同源基因分析工作原理

Orthofinder是做直系同源基因分析时常用软件,除此之外,还可以使用OrthoMCL,今天主要介绍Orthofinder软件的工作流程。 1. Orthofinder发表的工作流程如上图:     1.1 (a)将所有物种的...

Orthofinder是做直系同源基因分析时常用软件,除此之外,还可以使用OrthoMCL,今天主要介绍Orthofinder软件的工作流程。

attachments-2023-06-ydDjmAXi648ab53dd7d84.png

1. Orthofinder发表的工作流程如上图:

    1.1 (a)将所有物种的全部蛋白序列通过序列比对和调用MCL聚类实现同源分类,推断出同源基因集合(Orthogroup);

    1.2 (b)基于每个同源基因集合(Orthogroup)进行构建基因的进化树(Unrooted gene trees);

    1.3 (c/d)基于所有的同源基因的进化树的情况,推断物种的有根树(Rooted species tree)。基于STAG(Species Tree Inference from All Genes)算法从无根基因树上构建无根物种树,再使用STRIDE(Species Tree Root Inference from Gene Duplication Events)算法构建有根物种树;

    1.4 (e)通过有根物种树的情况,重新对基因的树定根(Rooted gene trees);
    1.5 (f-h)对有根物种树基因的复制-丢失-整合分析(duplication-loss-coalescence, DLC),识别同源基因集合或者基因复制事件。

2. Orthofinder操作

    2.1 安装
conda install -c bioconda orthofinder

    2.2 参数介绍

orthofinder -h

    -f 输入文件所在路径,一个物种蛋白质组对应一个文件

    -t <int> 有条件的话,这个参数建议一直使用。该参数参与BLAST搜索、tree推断和gene-tree reconciliation的并行化。这些都是非常耗时的步骤,所以该参数可以设置大一些

    -a <int> Orthofinder除-a涉及的几个步骤外,运行地都相对比较快和高效,所以-a参数不会有大的影响。这个参数在OrthoFinder分析提前计算好的BLAST结果时更有用,但需要提供更大的RAM

    -d 当输入文件是DNA序列时指定该参数

    -M <txt> gene tree 推断软件. Options 'dendroblast' & 'msa' [Default = dendroblast]

    -S <txt> 序列搜索软件[Default = diamond] Options: blast, diamond, blast_nucl, mmseqs, diamond_ultra_sens, blast_gz

    -A <txt> 多序列比对软件, requires '-M msa' [Default = mafft] Options: mafft, muscle

    -T <txt> 物种树推断方法, requires '-M msa' [Default = fasttree] Options: iqtree, fasttree, raxml-ng, raxml

    -s <file> 用户提供的有根物种树

    -o <txt> 非默认的结果文件路径

    2.3 运行命令

orthofinder -f ./ -S diamond -M msa -A mafft -T fasttree -t 20

    -f是输入文件所在路径,所在路径为当前目录;输入文件为物种的所有蛋白序列,每个物种对应一个文件;例如如下五个物种构建物种同源基因分析:

attachments-2023-06-dwHR9WU6648aca7d11203.png

    命令行中没有指定输出结果目录,所以默认在输入文件目录./下创建一个OrthoFinder/Results_Sep14文件夹放结果文件。Sep14是输出的时间,根据实际的时间而变动。

attachments-2023-06-L0tBTbt6648acb0ee57d9.png    最终得到所有结果

attachments-2023-06-4yZHHn1o648acb4b51546.png

    2.4 结果说明

    OrthoFinder 输出结果文件说明

    在实际的分析过程中,Orthogroup是直系同源和旁系同源的共同集合,不能将其简单理解为直系同源。OrthoFinder对Orthogroup的官方解释是: Group of genes descended from single gene in LCA of group of species。而Orthologues和Paralogues则分别是成对物种的直系同源基因家族和旁系同源基因家族。

attachments-2023-06-j4sWaFkS648ac8f9f2be5.png

  • 发表于 2023-06-15 16:15
  • 阅读 ( 2708 )
  • 分类:软件工具

0 条评论

请先 登录 后评论
rzx
rzx

68 篇文章

作家榜 »

  1. omicsgene 658 文章
  2. 安生水 331 文章
  3. Daitoue 167 文章
  4. 生物女学霸 120 文章
  5. 红橙子 78 文章
  6. CORNERSTONE 72 文章
  7. xun 68 文章
  8. rzx 68 文章