2020-09-18
宏基因組（Metagenome）和宏轉(zhuǎn)錄組（Metatranscriptome）是通過鳥槍法測序技術(shù)（Shotgun sequencing），結(jié)合全微生物組關(guān)聯(lián)分析（Microbiome-Wide Association Studies，MWAS）的策略，分別從DNA/RNA水平，全面精細(xì)地展示整個(gè)微生物群落的物種組成譜、功能代謝譜、表達(dá)譜，進(jìn)而從原理上闡明微生物群落在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮作用的根本機(jī)制。
對于數(shù)據(jù)量和信息量都非常龐大的宏組學(xué)研究而言，選對分析軟件至關(guān)重要。歷經(jīng)多年發(fā)展，目前能用于宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組分析的軟件已然數(shù)不勝數(shù)，對于分析者而言，可謂“甜蜜的煩惱”！
那么，在琳瑯滿目的分析方法中，究竟哪些才是當(dāng)前宏組學(xué)的“網(wǎng)紅”呢？我們特意花時(shí)間整理了以下推薦軟件，大家走過路過千萬不要錯(cuò)過哦~
★ FastQC ★
FastQC能全方位評(píng)估測序產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量，并通過網(wǎng)頁形式展示圖形化報(bào)告，是測序數(shù)據(jù)質(zhì)控的經(jīng)典工具。
https://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/
★ fastp ★
fastp是新近發(fā)表的測序質(zhì)控軟件，能對數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行全方位質(zhì)控，并生成人性化的報(bào)告。與FastQC相比，fastp運(yùn)行速度快，功能多，號(hào)稱“all in one, one for all”。生成的報(bào)告中，所有的圖表都是使用JavaScript動(dòng)態(tài)繪制，交互功能非常強(qiáng)大。
https://github.com/OpenGene/fastp
★ BMTagger ★
對于存在宿主等污染的宏基因組/宏轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)，可以使用BMTagger軟件將質(zhì)控后的高質(zhì)量序列與宿主基因組參考序列比對，并舍棄匹配上宿主的序列，以此來盡可能地去除宿主污染序列。
ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/pub/agarwala/bmtagger/
★ SortMeRNA ★
對于宏轉(zhuǎn)錄組或RNA類的宏病毒組數(shù)據(jù)，SortMeRNA是去除測序結(jié)果中殘余的核糖體RNA（rRNA）序列的不二之選。
http://bioinfo.lifl.fr/RNA/sortmerna/
★ Kraken2 ★
Kraken2是Kraken的升級(jí)版本，可以通過使用精準(zhǔn)k-mer匹配，對非拼接序列實(shí)現(xiàn)高精度且快速的物種注釋。Kraken2可同時(shí)適用于原核與真核微生物的識(shí)別，因而具有廣泛的應(yīng)用。
http://ccb.jhu.edu/software/kraken2/
★ MEGAHIT ★
MEGAHIT是一款基于無損壓縮的Succinct de Bruijn graphs（SdBG）的快速組裝工具，因其具有內(nèi)存消耗小、計(jì)算速度快、低錯(cuò)誤率、安裝便捷、較長的重疊群長度等優(yōu)點(diǎn)，在來源較復(fù)雜、數(shù)據(jù)規(guī)模較大的宏基因組序列的快速組裝上優(yōu)勢明顯，是一款應(yīng)用廣泛的主流組裝軟件。拼接組裝時(shí)，可以根據(jù)樣品和數(shù)據(jù)特性，選擇meta-large或meta-sensitive等組裝模式。
https://hku-bal.github.io/megabox
★ Minimap2 ★
DNA/mRNA序列快速比對神器，相較于BWA-MEM、Bowtie2等常用比對工具比對速度更快，內(nèi)存占用更少，可適用于二代、三代測序數(shù)據(jù)。
https://lh3.github.io/minimap2/
★ DIAMOND ★
目前除了BLASTP之外最流行的蛋白比對軟件，比對速度快、內(nèi)存占用少、靈敏度高，可謂集萬千優(yōu)點(diǎn)于一身。
http://github.com/bbuchfink/diamond
★ Blast2lca ★
對于基于拼接序列的物種注釋，由于并非所有Contigs序列都具有足夠的長度和特異性，它們可能會(huì)在注釋比對時(shí)，同時(shí)匹配上多條參考序列，而這些匹配的參考序列又可能分屬于不同的物種分類單元；為使分析嚴(yán)謹(jǐn)可靠，同時(shí)又不丟失生物學(xué)意義，可以采用Blast2lca軟件的“最近共同祖先（Lowest Common Ancestor，LCA）”算法，將參考序列分化為不同物種分枝前的最后一級(jí)共同分類，作為目標(biāo)序列的物種分類注釋信息。該算法的原理與MEGAN軟件相同，是物種注釋的主流方法。
https://github.com/emepyc/Blast2lca
★ MetaGeneMark ★
MetaGeneMark是專門用于預(yù)測原核微生物和宏基因組基因序列的老牌軟件，可以識(shí)別組裝得到的Contigs序列中的開放閱讀框，并預(yù)測其中的編碼區(qū)域，從而獲得對應(yīng)的基因和蛋白序列，運(yùn)算速度快。
http://exon.gatech.edu/GeneMark/
★ MetaWRAP ★
MetaWRAP是一款整合了質(zhì)控、拼接、分箱（Binning）、提純、評(píng)估、物種注釋、豐度估計(jì)、功能注釋和可視化的分析流程，納入超140個(gè)工具軟件，可一鍵安裝。MetaWRAP流程整合了CONCOCT、MaxBin、MetaBAT等三款分箱工具以及提純和重組裝算法，能提供出色的分箱組裝效果，從而有助于從宏基因組數(shù)據(jù)挖掘單菌基因組信息。
https://github.com/bxlab/metaWRAP
以上就是我們精心整理的宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組的常用軟件推薦，在此給大家拋磚引玉啦~這些軟件，也都已經(jīng)包含在派森諾新宏組學(xué)分析流程中了哦，歡迎大家嘗鮮體驗(yàn)！
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