在泛基因组研究中，结构变异（SVs）的检测是揭示物种内遗传多样性的关键环节。相比单核苷酸多态性（SNPs），结构变异能够解释更多的表型差异和适应性特征。今天我们就来深入探讨泛基因组分析中结构变异的完整分析流程。

数据准备与标准化

在进行比较之前，确保所有基因组的染色体命名一致：

# 使用sed统一染色体命名
sed 's/>chr/>Chr/g' genome1.fa > genome1_standard.fa

注意事项：确保比较的基因组版本一致，染色体数量和质量可控。

基因组比对

1.1 同种基因组比较（使用MUMmer）

# 生成全局比对
nucmer --maxmatch -g 1000 -c 90 -l 40 -t 10 -p 前缀 ref.fa genome1_standard.fa

1.2 同属不同种基因组比较（使用minimap2）

# 长序列比对
minimap2 -x asm5 -t 24 -c ref.fa genome1_standard.fa > 前缀.paf
# -x asm5：基因组间比对预设参数 
# -t 24：使用8线程 
# -c：输出CIGAR字符串
# 基于ragtag进行格式转换
ragtag_paf2delta.py -r ref.fa -q genome1_standard.fa 前缀.paf > 前缀.delta

2. 过滤比对结果

delta-filter  -r -q -i 90 -l 100 前缀.delta > 前缀.1delta
#-q：查询序列锚定 
# r：参考序列锚定 
# -l 最小比对长度 
# -i 最小比对率 
# 上面没写但是实际会用到的：-1 1对1的比对结果；-m 多对多的比对结果

SyRI进行结构变异检测

1. 将比对结果转换为SyRI输入格式：

show-coords -Tclrd  前缀.1delta > alignment.coords

2. 运行SyRI：

syri -c alignment.coords -d 前缀.1delta -r ref.fa -q genome1_standard.fa  --nc 24 --prefix 前缀
# -c .coords文件
# -d delta文件 
# -r 参考基因组序列所在位置 
# -q 查询序列所在位置 
# -nc 线程数 
# --prefix 输出结果前缀 

输出包括：SNPs、插入缺失、倒位、易位等变异；复制区域和重复序列信息；基因组共线性区块

3. plotsr 绘图：

# 整理绘图config文件 
echo -e "##ft = File type (fa:fasta/cl:chromosome_length, default = fa. cl files are fasters)
##lc  =  line colour
##lw  =  line width
##file  name  tags
ref.fa\t参考基因组名字\tft:fa;lw:1.5
genome1_standard.fa\t查询基因组名字\tft:fa;lw:1.5" > genome.txt
###绘图
plotsr --sr 前缀syri.out  --genomes genome.txt -o plotsr.pdf

4. 结果：

变异检测与图形泛基因组构建

获得高质量结构变异后，即可构建泛基因组

1. 变异vcf合并

将每个样本的SVs利用SURVIVOR合并后得到一个涵盖所有样本结构变异的vcf文件。

2.泛基因组图谱构建​ 

基于参考基因组和变异信息的构建方式，在vg软件中输入合并之后的sv-vcf文件和参考基因组序列文件，即可构建出泛基因组文件。

vg construct -r ref.fa -v sv.vcf.gz -a -t 12 -m 100 > pangenome.vg
## -m, --node-max N
## -t, --threads N
## -r, --reference FILE
## -v, --vcf FILE 
## -a, --alt-paths

参考：

https://bdtcd.xetslk.com/s/lIqL9