PSMC软件分析群体历史有效群体大小步骤(bcftools+PSMC))

PSMC软件分析群体历史有效群体大小流程

1 文件转换

基因组文件格式为.bam,callsnp之后,再转换为.fq.gz格式才能做为PSMC输入文件

bcftools mpileup 和 bcftools call可以进行SNP calling,

bcftools mpileup -Ou -I -f ref.fa .sorted.mardup.bam | bcftools call -c -Ov | vcfutiles vcf2fq -d 10 -D 100 | gzip > dilpoid.fq.gz

需要注意的是mpileup命令虽然也会输出vcf格式文件,但是并不直接进行snp calling。
下面的命令可以生成vcf格式文件

bcftools mpileup -I -f ref.fa .sorted.markdup.bam > mpileup.vcf 

直接 生成的vcf文件内容如下:

mpileup直接生成的vcf文件

里面的每一条记录并不是一个SNP位点,而是染色体上每个碱基的比对情况汇总,这种信息官方称为genotype likelihoods。

call命令才是真正执行SNP calling的程序,基本用法如下

bcftools call mpileup.vcf -c  -Ov -o variants.vcf

在进行SNP calling 时,必须选择一种算法,有两种calling算法可供选择,分别是-c 和 -m 参数。-c参数对应consensus-caller算法,-m参数对应multiallelic-caller算法,后者更适合多种allel和罕见变异的calling。

2 生成psmc.fa和psmc文件

utils/fq2psmcfa -q20 diploid.fq.gz > diploid.psmcfa

psmc -N25 -t15 -r5 -p "4+25*2+4+6" -o diploid.psmc diploid.psmcfa

-p : 64个时间间隔,在计算时需要估计28个参数,将64个时间间隔划分一下,第一个划分了4个时间间隔,在这四个时间间隔估计1个Ne的参数;25*2划分了25组2个时间间隔,每两个时间间隔估计一个和Ne有关的参数。

3 画图

生成psmc文件之后开始画图

perl utils/psmc_plot.pl -u 2e-09 -g 1 -p sample_plot sample.psmc

-u为突变率,-g为世代间隔
-u 的说明是 absolute mutation rate per nucleotide [2.5e-08]
注意,这里填的是per generation per site的mutation,不是per year per site 的mutation,否则会导致PSMC曲线平移一个数量级。

4 不同物种绘制在同一个图中

cat sample1.psmc sample2.psmc sample3.psmc > combine.psmc 

psmc_plot.pl -u mutation_rate -g generation  -M 'sample1,sample2,sample3' combine_plot combine.psmc

-u 一般根据文献来看用什么,不过突变率一般哺乳动物不会相差很大,-g时代间隔就是从个体出生到他的孩子出生的时间,可以根据经验定

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