基于jellyfish,GenomeScope评估基因组大小

在对一个基因组进行组装之前,都要对其进行基因组survery,判断其大小,杂合度等;常用方法有流式,或者基于二代测序k-mer估计

软件安装

## 安装jellyfish
conda  install jellyfish

## 安装genomescope
git clone https://github.com/schatzlab/genomescope

简单使用

jellyfish 统计kmer频数

jellyfish count  -m 21 -s 20G -t 20 -o 21mer_out  -C  <(zcat test_1.fq.gz) <(zcat test_2.fq.gz)
# -m k-mers的K
# -s Hash大小, 根据文件大小确定
# -t 线程
# -o 输出前缀
# -C 统计正负链
jellyfish histo -o 21mer_out.histo 21mer_out

上述得到kmer频数结果\color{red}{*.histo}

GenomeScope进行绘图并统计

Rscript  genomescope.R kmer.histo 21 150 test

#   参数
21: kmer大小
150: reads长度
test:输出结果

结果

运行GenomeScope后主要查看一下两个结果

  • summary.txt
  • plot.png
vi summary.txt
GenomeScope version 1.0
k = 21

property                      min               max
Heterozygosity                0.117342%         0.119832%
Genome Haploid Length         599,017,010 bp    599,199,173 bp
Genome Repeat Length          319,371,964 bp    319,469,086 bp
Genome Unique Length          279,645,046 bp    279,730,086 bp
Model Fit                     90.2117%          98.3323%
Read Error Rate               0.17102%          0.17102%

上述结果统计了基因组大小,重复片段,杂合度等等

plot.png 为可视化结果,如下

蓝色区域是实际观测到的kmer分布,红色线条下方是一些频数很低的kmer,这些kmer被认为是测序错误,黑色线条下方被认为是可靠的kmer数据,只拿这部分数据来评估基因组的大小,垂直的虚线认为是kmer的几个峰值,黄色线条下方的区域认为是非重复区域的大小。

只有一个主峰,说明该物种杂合度不高,基因组大小(G)计算方法为:
G = Knum/Kdepth
其中 Kdepth 为K-mer的期望测序深度,Knum为K-mer的总数。 通常将K-mer深度分布曲线的峰值作为其期望深度。

基因组的杂合性和使得来自杂合片段的K-mer深度较纯合区段降低50%。如果目标基因组有一定的杂合性,会在k-mer深度分布曲线主峰位置(c)的1/2处(c/2)出现一个小峰。杂合度越高,该峰越明显。

网页版GenomeScope

除了linux版本外,还提供了网页版本 http://genomescope.org/
打开后,将jellyfi的结果直接拖拽后即可;

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