做圖片推廣的網(wǎng)站有哪些,建工網(wǎng)和環(huán)球網(wǎng)哪個好,做seo要明白網(wǎng)站內(nèi),wordpress設(shè)置分類標題在進化基因組學研究中#xff0c;直系同源共線性區(qū)塊的精準識別是解析物種進化、全基因組加倍#xff08;WGD#xff09;、染色體重排的核心步驟。傳統(tǒng)方法往往單獨依賴共線性檢測或同源性推斷#xff0c;容易將旁系同源區(qū)塊誤判為直系同源#xff0c;導(dǎo)致后續(xù)分析偏差。 …在進化基因組學研究中直系同源共線性區(qū)塊的精準識別是解析物種進化、全基因組加倍WGD、染色體重排的核心步驟。傳統(tǒng)方法往往單獨依賴共線性檢測或同源性推斷容易將旁系同源區(qū)塊誤判為直系同源導(dǎo)致后續(xù)分析偏差。而OrthoIndex簡稱 OI同源性指數(shù)工具巧妙整合了共線性檢測與同源性推斷的優(yōu)勢通過量化共線性區(qū)塊中直系同源基因?qū)Φ谋壤龑崿F(xiàn)了直系同源共線性區(qū)塊的精準識別與篩選。同時它還提供了可視化、聚類、系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建等一站式功能成為進化基因組學研究的高效工具。01 OrthoIndex 是什么OrthoIndexOI是一個集共線性分析、同源性篩選、可視化、系統(tǒng)發(fā)育分析于一體的工具包核心是計算同源性指數(shù)—— 即一個共線性區(qū)塊中直系同源基因?qū)φ妓型椿驅(qū)Φ谋壤?。它的?yōu)勢在于兼容性強支持 MCscanX、WGDI、JCVI 等主流共線性工具的輸出以及 OrthoFinder、OrthoMCL、Proteinortho 等同源性分析工具的結(jié)果功能全面從共線性篩選、可視化到直系同源基因聚類、系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建覆蓋進化基因組學分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)結(jié)果直觀通過 Ks/OI 著色的點陣圖可直接區(qū)分不同進化事件如 WGD、物種分化產(chǎn)生的共線性區(qū)塊。02 快速安裝多種方式適配不同環(huán)境OrthoIndex 支持 conda/mamba、容器Apptainer/Singularity兩種安裝方式其中 conda/mamba 是最常用的方式。方式 1通過源碼安裝推薦最新版本# 克隆倉庫 git clone https://github.com/zhangrengang/orthoindex.git cd orthoindex # 方式1直接用yaml文件創(chuàng)建環(huán)境推薦mamba速度更快 mamba env create -f OrthoIndex.yaml mamba activate OrthoIndex pip3 install . # 驗證安裝 soi -h # 方式2若yaml文件沖突手動安裝依賴 mamba create -n orthoindex python3.8.8 -y mamba install -y -n orthoindex biopython networkx matplotlib wgdi orthofinder mafft iqtree trimal pal2nal mcl -c conda-forge -c bioconda mamba activate orthoindex pip3 install . soi -h方式 2通過 conda 直接安裝穩(wěn)定版本mamba create -n OrthoIndex mamba install -n OrthoIndex -c conda-forge -c bioconda soi mamba activate OrthoIndex soi -h方式 3容器化安裝無需配置環(huán)境適合集群# 添加SylabsCloud源 apptainer remote add --no-login SylabsCloud cloud.sylabs.io apptainer remote use SylabsCloud # 拉取鏡像 apptainer pull orthoindex.sif library://shang-hongyun/collection/orthoindex:1.2.0 # 驗證 ./orthoindex.sif soi -h03 快速上手_example 數(shù)據(jù)一鍵運行OrthoIndex 提供了示例數(shù)據(jù)可一鍵運行體驗核心功能# 進入示例數(shù)據(jù)目錄 cd orthoindex/example_data/ # 運行示例腳本 sh example.sh示例腳本會完成4 種點陣圖繪制和共線性篩選生成的結(jié)果文件可直接查看不同參數(shù)下的共線性可視化效果。04 核心功能OrthoIndex 的子命令詳解OrthoIndex 的核心功能通過子命令實現(xiàn)輸入soi -h可查看所有子命令usage: soi [-h] {dotplot,filter,cluster,outgroup,phylo,stats} ...主要子命令功能子命令核心功能dotplot繪制 Ks/OI 著色的共線性點陣圖支持染色體聚類、對角線對齊、倍性分析filter根據(jù) OI 值篩選直系同源共線性區(qū)塊默認閾值 0.6cluster將直系同源共線性基因聚類為共線性同源群SOGsoutgroup為 SOGs 添加外類群基因完善系統(tǒng)發(fā)育分析phylo基于 SOGs 構(gòu)建單拷貝 / 多拷貝基因樹支持蛋白 / CDS 序列集成 MAFFT、IQ-TREEstats統(tǒng)計 SOGs 的相關(guān)信息用于系統(tǒng)發(fā)育分析功能 1dotplot—— 可視化共線性最常用dotplot是 OrthoIndex 最常用的功能可繪制Ks 著色、OI 著色、篩選后的共線性點陣圖還能同時輸出 Ks/OI 直方圖、倍性分析圖。核心參數(shù)說明必看參數(shù)作用-s輸入共線性文件MCscanX/WGDI 的.collinearityJCVI 的.anchors-g基因注釋文件GFF/BED 格式需與共線性工具輸入一致-c染色體配置文件CTL 格式與 MCscanX dotplotter 一致--kaksKs 值文件KaKsCalculator/WGDI 輸出--ks-hist輸出 Ks 直方圖--ofdirOrthoFinder 輸出目錄 / OrthoMCL 同源對文件--of-color按 OI 值著色點陣圖--of-ratio按 OI 值篩選共線性區(qū)塊如 0.6 表示保留 OI≥0.6 的區(qū)塊--diagonal將共線性區(qū)塊對齊到對角線優(yōu)化可視化效果--gene-axis用基因數(shù)量而非堿基對作為坐標軸--plot-ploidy繪制相對倍性共線性深度分析圖實戰(zhàn)案例4 種常見的點陣圖繪制AKs 著色的原始共線性點陣圖soi dotplot -s Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.gz -g Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.gff.gz -c Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.ctl --kaks Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.ks.gz --xlabel $Populus~trichocarpa$ --ylabel $Salix~dunnii$ --ks-hist --max-ks 1.5 -o Populus_trichocarpa-Salix_dunnii --plot-ploidy --gene-axis --number-plots該命令會生成Ks 著色的點陣圖 Ks 直方圖 倍性分析圖可觀察到不同進化事件的 Ks 峰如 Ks≈1.5、0.27、0.13。BOrthoFinder 推斷的同源性點陣圖soi dotplot -s Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.orthologs.gz -g Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.gff.gz -c Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.ctl --kaks Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.ks.gz --xlabel $Populus trichocarpa$ --ylabel $Salix dunnii$ --ks-hist --max-ks 1.5 -o Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.o --plot-ploidy --gene-axis --number-plots可觀察到 OrthoFinder 識別的同源性中隱藏的旁系同源區(qū)塊如 Ks≈0.27 的峰。COI 著色的共線性點陣圖soi dotplot -s Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.gz -g Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.gff.gz -c Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.ctl --xlabel $Populus trichocarpa$ --ylabel $Salix dunnii$ --ks-hist -o Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.io --plot-ploidy --gene-axis --number-plots --ofdir OrthoFinder/OrthoFinder/Results_*/ --of-color按 OI 值著色后可清晰區(qū)分三種進化事件對應(yīng)的共線性區(qū)塊OI≈0、0.1、0.9。DOI 閾值篩選后的 Ks 著色點陣圖soi dotplot -s Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.gz -g Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.gff.gz -c Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.ctl --kaks Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.ks.gz --xlabel $Populus~trichocarpa$ --ylabel $Salix~dunnii$ --ks-hist --max-ks 1.5 -o Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.io --plot-ploidy --gene-axis --number-plots --ofdir OrthoFinder/OrthoFinder/Results_*/ --of-ratio 0.6篩選 OI≥0.6 的區(qū)塊后可得到干凈的 1:1 直系同源共線性點陣圖符合物種進化史的預(yù)期。功能 2filter—— 篩選直系同源共線性區(qū)塊filter子命令根據(jù) OI 值篩選共線性區(qū)塊默認閾值為 0.6輸出篩選后的共線性文件。實戰(zhàn)案例# 方式1輸入OrthoFinder輸出目錄 soi filter -s Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.gz -o OrthoFinder/OrthoFinder/Results_*/ -c 0.6 Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.ortho.test # 方式2輸入OrthoMCL同源對文件 soi filter -s Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.gz -o Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.orthologs.gz -c 0.6 Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.ortho.test # 驗證結(jié)果與預(yù)期輸出對比無差異則說明正確 diff Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.ortho Populus_trichocarpa-Salix_dunnii.collinearity.ortho.test功能 3clusterphylo—— 構(gòu)建直系同源基因樹通過cluster將篩選后的共線性基因聚類為 SOGs再通過phylo構(gòu)建基因樹是系統(tǒng)發(fā)育分析的關(guān)鍵步驟。實戰(zhàn)案例# 1. 聚類SOGs soi cluster -s collinearity.ortho -prefix cluster -outgroup XXX YYY可選排除外類群 # 2. 為SOGs添加外類群若聚類時排除了外類群 soi outgroup -s collinearity.ortho -og cluster.mcl -outgroup XXX YYY cluster.mcl.plus # 3. 構(gòu)建基因樹單拷貝多拷貝支持蛋白/CDS soi phylo -og cluster.mcl.plus -pep pep.faa -cds cds.fa -both -root Vitis_vinifera -pre sc-sog -sc -concat -p 8005 輸入 / 輸出格式兼容主流工具OrthoIndex 的一大優(yōu)勢是兼容主流工具的輸入格式無需額外轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)降低了使用門檻。1. 共線性格式支持 MCscanX、WGDI 的.collinearity文件JCVI 的.anchors文件。2. 同源性格式支持 OrthoFinder輸出目錄、OrthoMCL同源對文件、Proteinortho6、Broccoli、InParanoid 等工具的輸出。3. 其他格式基因坐標GFF/BED 格式兼容 MCscanX、WGDI、JCVIKs 值KaKsCalculator、WGDI 的輸出格式染色體配置MCscanX 的 CTL 格式。關(guān)鍵注意事項基因 ID 需包含物種 ID如Angelica_sinensis|AS01G00001且所有輸入文件中的基因 / 染色體 ID 需唯一、一致否則會導(dǎo)致分析失敗。06 參考文獻Zhang RG, Shang HY, Milne RI et al. SOI: robust identification of orthologous synteny with the Orthology Index and broad applications in evolutionary genomics [J]. Nucleic Acids Res., 2025, 53 (7):gkaf320. https://doi.org/10.1093/nar/gkaf320