MCScanX一般是做基因组之间的共线性
一、MCScanX安装
MCScanX官网http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/#tm
下载MCScanX的安装包MCScanX.zip，可以在linux系统和Mac OS进行编译：
unzip MCscanX.zip
cd MCScanX
make
make报错：
g++ struct.cc mcscan.cc read_data.cc out_utils.cc dagchainer.cc msa.cc permutation.cc -o MCScanX
msa.cc: In function ‘void msa_main(const char*)’:
msa.cc:289:22: error: ‘chdir’ was not declared in this scope
if (chdir(html_fn)<0)
^
make: *** [mcscanx] Error 1
这个错误的原因是，MCScanX 不支持64位系统。如果要在 64位上运行，需要修改下源代码。
只需要给MCScanX 目录下的 msa.h, dissect_multiple_alignment.h, and detect_collinear_tandem_arrays.h 这三个文件内容的最前面添加（#include <unistd.h>）
正确的做法是用vi打开文件，分别在三个文件（ msa.h, dissect_multiple_alignment.h, and detect_collinear_tandem_arrays.h）的最前面添加：
如果还报错，检查安装是的用户，不要是root用户：
不要切换到root安装，普通用户sudo安装就可以.
二、使用方法
MCScanX、MCScanX_h、duplicate_gene_classifier这三个是核心程序，downstream_analyses中包含12个下游分析程序，可以画图构树，还是很方便很强大的
下面以最常用的多物种MCScanX找共线性使用为列：
第一步 blastp（protein-protein BLAST）比对
注意！这里是找at和vv两个基因组组内和组间的共线性,因为想同时知道物种内和物种间的共线性，所以在blast之前把at和vv的基因组cat到一起，既做database，又做query，如果只想知道组间的共线性，那么就任取一个基因组为database，另一个做query
合并 cat at.fa vv.fa >>all.fasta
建库 makeblastdb -in all.fa-dbtype prot -parse_seqids -out all (-logfile allpep.log -title all)
蛋白比对 blastp -query all.fa -db all -out at_vv.blast -evalue 1e-10 -num_threads 16 -outfmt 6 -num_alignments 5
小tips：blast这一步是限速步骤，可以把all.fasta文件cut成多份，同时并行跑节省时间
注意！亲自验证该软件最多只能做5个物种的共线性。。。不管输入再多物种结果只有五个！！
第二步 运行MCScanX
输入文件只有两个，一个是上一步blast得到的at_vv.blast文件，格式如下：
还有一个是at_vv.gff文件，不过跟一般的九列gff文件不同，这里是缩略版本，可以用awk得到，第一列是物种名和染色体编号，第二列是基因号，第三列是起始位置，第四列是终止位置（用tab分割）
准备好这两个文件之后，输入命令行
MCScanX at_vv
注意：at_vv.gff at_vv.blast和at_vv命名需要一致且在同一个文件夹里
其他参数设置
运行速度快（吐槽一下用Sibelia来做植物基因组实在是太慢了。。）
运行成功后得到at_vv.html,at_vv.collinearity,at_vv.tandem输出文件
at_vv.collinearity里记录了共线性信息
可以看到collinear gene的数目和占比以及具体的比对信息
第三步 下游分析及可视化
1、常用的下游分析有：
duplicate_gene_classifier XX （0：singleton（非重复基因）1：dispersed（不是2，3，4的其它重复）2：proximal（染色体附近的重复，但是不相邻）3：tandem（串联重复）4：WGD/segmental（在共线性区域的共线性基因））
dissect_multiple_alignment -g XX.gff -c XX.collinearity -o XX.dis
group_collinear_genes.pl -i XX.collinearity -o XX.collinear.groups
2、可视化：软件自带的分析包不能调颜色，所以推荐用python版的MCscan(JCVI 包)，参考文章其实MCScanX画图也可以很好看
绘图瞬间高大上
这里直接使用下游dot_plotter, dual_synteny_plotter, circle_plotter和bar_plotter 4个java包更便捷
gff和collinearity是上一步的输出，还需要编辑一个control文件，设置需要展示的染色体信息（和gff的第一列一致）
1.dot_plotter
java dot_plotter -g at_vv.gff -s at_vv.collinearity -c dot.ctl -o dot.PNG
**dot.ctl **
2.dual_synteny_plotter
java dual_synteny_plotter -g at_vv.gff -s at_vv.collinearity -c dual_synteny.ctl -o dual_synteny.PNG
**dual_synteny.ctl **
3.circle_plotter
java circle_plotter -g at_vv.gff -s at_vv.collinearity -c circle.ctl -o circle.PNG
circle.ctl
4.bar_plotter
java bar_plotter -g at_vv.gff -s at_vv.collinearity -c bar.ctl -o bar.PNG
bar.ctl
第四步 其他分析
duplicate_gene_classifier、detect_collinear_tandem_arrays、dissect_multiple_alignments对结果做进一步分析，借助其他相关信息，还可以做
origin_enrichment_analysis,family_tree_plotter,add_ka_and_ks_to_collinearity等
三、基因家族复制加倍分析（练习）
官方网站上提供测试代码，还有测试数据，存放在MCScanX安装目录的data目录当中，非常适合初学者练习：
data目录数据：
1.先来运行一下共线性分析（物种内，拟南芥为例第一个例子）
使用拟南芥的测试数据at开头的文件，用了data目录下的两个文件，at.gff 和at.blast 分别为基因的位置信息和blast比对结果：
官方例子：http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/example1.php
sudo ./MCScanX data/at
运行完成之后生成文件如下：
其中at.collinearity 为共线性结果，at.tandem为串联重复基因结果，这两个文件最重要；
2.结合基因家族分析基因加倍与复制
上面做完全基因组共线性分析后，可根据自己的基因家族信息，绘制基因家族圈图：
官方例子：http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/example12.php
代码如下
[http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/family.ctl](http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/family.ctl)
wget [http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/MADS_box_family.txt](http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/MADS_box_family.txt)
sudo java family_circle_plotter -g ../data/at.gff -s ../data/at.collinearity -c family.ctl -f ../data/MADS_box_family.txt -o MADS.circle.PNG
**3.再来运行物种间的共线性分析（第二个例子，Rice (os) and sorghum (sb)共线性分析）
官方例子地址：http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/example7.php
sudo ./MCScanX data/os_sb
运行结果文件：os_sb.collinearity ， os_sb.tandem
结果可视化：
首先，切换到downstream_analyses目录下，然后下载四个绘图控制文件，*ctl，之后就可以利用结果文件绘图了，代码如下：
[http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/dot.ctl](http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/dot.ctl) [http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/dual_synteny.ctl](http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/dual_synteny.ctl) [http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/circle.ctl](http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/circle.ctl) [http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/bar.ctl](http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/bar.ctl) java dot_plotter -g ../data/os_sb.gff -s ../data/os_sb.collinearity -c dot.ctl -o dot.PNG
java dual_synteny_plotter -g ../data/os_sb.gff -s ../data/os_sb.collinearity -c dual_synteny.ctl -o dual_synteny.PNG
java circle_plotter -g ../data/os_sb.gff -s ../data/os_sb.collinearity -c circle.ctl -o circle.PNG
java bar_plotter -g ../data/os_sb.gff -s ../data/os_sb.collinearity -c bar.ctl -o bar.PNG
结果图展示：
当然网站上还有其他示例代码和数据（Examples中），大家可以自行操作练习。
参考文章链接：
https://www.jianshu.com/p/740cb9eccf2b
https://www.omicsclass.com/article/275
https://www.omicsclass.com/article/104
