mummer基因組共線性分析詳解

在生物資訊中，基因組共線性分析dotplot圖幾乎全部是用MUMmer或者LAST做的。相比對LAST，MUMmer生成的圖似乎更加美觀和詳細，last-plot會可能會省略一些過長的id，而mummerplot會全部寫出來。

1. MUMmer的安裝

1.1 安裝MUMmer主程式前，需要先安裝gnuplot：

從gnuplot的官網http://www.gnuplot.info/ 連結到其sourceforge下載下傳頁。

注意：最新版的gnuplot v5.2.6在後續運作時與MUMmer4可能不太相容，會報如下錯誤：

“sample.gp” line 45: warning: this copy of gnuplot has no mouse support

set mouse format “%.0f” ^

“sample.gp” line 45: unexpected or unrecognized token

WARNING: Unable to run ‘/path/to/gnuplot-5.2.6/bin/gnuplot sample.gp’, Inappropriate ioctl for device

這裡下載下傳的穩定的老版本gnuplot v4.6.2，讀者也可以嘗試其它更高一些的老版本，歡迎将測試結果分享到讨論區。

mkdir gnuplot && cd gnuplot

wget https://sourceforge.net/projects/gnuplot/files/gnuplot/4.6.2/gnuplot-4.6.2.tar.gz

tar -zxvf gnuplot-4.6.2.tar.gz

./configure --prefix=$PWD

make

make install

注意：如果有報錯，可以嘗試更新gcc版本

完成後，需要将生成的bin目錄加到環境變量中

export PATH=/path/to/gnuplot/gnuplot-4.6.2/bin:$PATH

1.2 再來安裝mummer:

mkdir MUMmer4.00b2 && cd MUMmer4.00b2

#MUMmer4.00b2是其安裝目錄

從MUMmer GitHub下載下傳最新版mummer-4.6.2beta2,并安裝：

wget https://github.com/mummer4/mummer/releases/download/v4.6.2beta2/mummer-4.6.2beta2.tar.gz

tar -zxvf mummer-4.0.0beta2.tar.gz

cd mummer-4.6.2beta2

./configure --prefix=$PWD

make

make install

mummer套件中其它程式還好，如果最難搞的mummerplot安裝完成，就明表明安裝OK。可以通過以下結果來驗證是否安裝完整。

1. MUMmer的運作

建議将MUMmer的路徑寫到運作時的shell腳本中，當然也可以一次性寫到$HOME/.bashrc中

export PATH=/path/to/MUMmer4.00b2/mummer-4.0.0beta2/bin:$PATH

step1: run nucmer for alignment

nucmer --threads 32 --mum -D 5 -p

outpfix是輸出檔案字首

subject和query是想要比較的兩個序列檔案，fasta格式

step2: filter alignment result

delta-filter -i 85 -l 8000 -o 85 .delta -1 > .best_delta

其中-i指定最小的alignment相似性門檻值

-l，注意，這裡是字母小寫的L，指定最小的alignment長度

-o 和-r,-q相關，可以了解為alignment coverage

-1注意，這裡是數字1，指定是否進行一對一的比對，一個位置(subject或query上)隻找一個最佳的比對。特别是對大的基因組一定要加這個選項，否則會異常慢

具體的參數可以通過delta-filter -h參看到

step3: generate figure using mummerplot

mummerplot -p .best_delta -t postscript

采用上一步過濾後的結果.best_delta畫圖，這裡生成的是ps格式的圖，雖然-t可以指定png圖，但是結果顯示生成的png圖分辨率太低。

step4: convert ps format to png

/usr/bin/ps2pdf .ps .pdf

convert -density 300 .pdf .png

ps2pdf可以将ps格式的檔案轉pdf

convert是imagemagick包中的一個子程式，可以将pdf轉為png圖檔，而且高清晰