MCScanX一般是做基因組之間的共線性
一才菠、MCScanX安裝
MCScanX官網(wǎng)http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/#tm
下載MCScanX的安裝包MCScanX.zip现柠，可以在linux系統(tǒng)和Mac OS進(jìn)行編譯：
unzip MCscanX.zip
cd MCScanX
make
make報(bào)錯(cuò)：
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
這個(gè)錯(cuò)誤的原因是旁赊，MCScanX 不支持64位系統(tǒng)。如果要在 64位上運(yùn)行亚享，需要修改下源代碼鸦致。
只需要給MCScanX 目錄下的 msa.h, dissect_multiple_alignment.h, and detect_collinear_tandem_arrays.h 這三個(gè)文件內(nèi)容的最前面添加（#include <unistd.h>）
正確的做法是用vi打開文件，分別在三個(gè)文件（ msa.h, dissect_multiple_alignment.h, and detect_collinear_tandem_arrays.h）的最前面添加：
如果還報(bào)錯(cuò)锭碳，檢查安裝是的用戶袁稽，不要是root用戶：
不要切換到root安裝，普通用戶sudo安裝就可以.
二擒抛、使用方法
MCScanX推汽、MCScanX_h蝗柔、duplicate_gene_classifier這三個(gè)是核心程序，downstream_analyses中包含12個(gè)下游分析程序民泵，可以畫圖構(gòu)樹癣丧，還是很方便很強(qiáng)大的
下面以最常用的多物種MCScanX找共線性使用為列：
第一步 blastp（protein-protein BLAST）比對(duì)
注意！這里是找at和vv兩個(gè)基因組組內(nèi)和組間的共線性,因?yàn)橄胪瑫r(shí)知道物種內(nèi)和物種間的共線性栈妆，所以在blast之前把a(bǔ)t和vv的基因組cat到一起胁编，既做database，又做query鳞尔，如果只想知道組間的共線性嬉橙，那么就任取一個(gè)基因組為database，另一個(gè)做query
合并 cat at.fa vv.fa >>all.fasta
建庫 makeblastdb -in all.fa-dbtype prot -parse_seqids -out all (-logfile allpep.log -title all)
蛋白比對(duì) blastp -query all.fa -db all -out at_vv.blast -evalue 1e-10 -num_threads 16 -outfmt 6 -num_alignments 5
小tips：blast這一步是限速步驟寥假，可以把a(bǔ)ll.fasta文件cut成多份市框，同時(shí)并行跑節(jié)省時(shí)間
注意！親自驗(yàn)證該軟件最多只能做5個(gè)物種的共線性糕韧。枫振。。不管輸入再多物種結(jié)果只有五個(gè)Ｓ┎省粪滤！
第二步 運(yùn)行MCScanX
輸入文件只有兩個(gè)，一個(gè)是上一步blast得到的at_vv.blast文件雀扶，格式如下：
還有一個(gè)是at_vv.gff文件杖小，不過跟一般的九列g(shù)ff文件不同，這里是縮略版本愚墓，可以用awk得到予权，第一列是物種名和染色體編號(hào)，第二列是基因號(hào)浪册，第三列是起始位置扫腺，第四列是終止位置（用tab分割）
準(zhǔn)備好這兩個(gè)文件之后，輸入命令行
MCScanX at_vv
注意：at_vv.gff at_vv.blast和at_vv命名需要一致且在同一個(gè)文件夾里
其他參數(shù)設(shè)置
運(yùn)行速度快（吐槽一下用Sibelia來做植物基因組實(shí)在是太慢了议经。斧账。）
運(yùn)行成功后得到at_vv.html,at_vv.collinearity,at_vv.tandem輸出文件
at_vv.collinearity里記錄了共線性信息
可以看到collinear gene的數(shù)目和占比以及具體的比對(duì)信息
第三步 下游分析及可視化
1、常用的下游分析有：
duplicate_gene_classifier XX （0：singleton（非重復(fù)基因）1：dispersed（不是2煞肾，3咧织，4的其它重復(fù)）2：proximal（染色體附近的重復(fù)，但是不相鄰）3：tandem（串聯(lián)重復(fù)）4：WGD/segmental（在共線性區(qū)域的共線性基因））
dissect_multiple_alignment -g XX.gff -c XX.collinearity -o XX.dis
group_collinear_genes.pl -i XX.collinearity -o XX.collinear.groups
2籍救、可視化：軟件自帶的分析包不能調(diào)顏色习绢，所以推薦用python版的MCscan(JCVI 包)，參考文章其實(shí)MCScanX畫圖也可以很好看
繪圖瞬間高大上
這里直接使用下游dot_plotter, dual_synteny_plotter, circle_plotter和bar_plotter 4個(gè)java包更便捷
gff和collinearity是上一步的輸出，還需要編輯一個(gè)control文件闪萄，設(shè)置需要展示的染色體信息（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梧却、detect_collinear_tandem_arrays、dissect_multiple_alignments對(duì)結(jié)果做進(jìn)一步分析败去，借助其他相關(guān)信息放航，還可以做
origin_enrichment_analysis,family_tree_plotter,add_ka_and_ks_to_collinearity等
三、基因家族復(fù)制加倍分析（練習(xí)）
官方網(wǎng)站上提供測(cè)試代碼圆裕，還有測(cè)試數(shù)據(jù)广鳍，存放在MCScanX安裝目錄的data目錄當(dāng)中，非常適合初學(xué)者練習(xí)：
data目錄數(shù)據(jù)：
1.先來運(yùn)行一下共線性分析（物種內(nèi)吓妆，擬南芥為例第一個(gè)例子）
使用擬南芥的測(cè)試數(shù)據(jù)at開頭的文件赊时，用了data目錄下的兩個(gè)文件，at.gff 和at.blast 分別為基因的位置信息和blast比對(duì)結(jié)果：
官方例子：http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/example1.php
sudo ./MCScanX data/at
運(yùn)行完成之后生成文件如下：
其中at.collinearity 為共線性結(jié)果行拢，at.tandem為串聯(lián)重復(fù)基因結(jié)果祖秒，這兩個(gè)文件最重要；
2.結(jié)合基因家族分析基因加倍與復(fù)制
上面做完全基因組共線性分析后舟奠，可根據(jù)自己的基因家族信息竭缝，繪制基因家族圈圖：
官方例子：http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/example12.php
代碼如下
[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.再來運(yùn)行物種間的共線性分析（第二個(gè)例子歌馍，Rice (os) and sorghum (sb)共線性分析）
官方例子地址：http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/examples/example7.php
sudo ./MCScanX data/os_sb
運(yùn)行結(jié)果文件：os_sb.collinearity 握巢， os_sb.tandem
結(jié)果可視化：
首先晕鹊，切換到downstream_analyses目錄下，然后下載四個(gè)繪圖控制文件暴浦，*ctl溅话，之后就可以利用結(jié)果文件繪圖了，代碼如下：
[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
結(jié)果圖展示：
當(dāng)然網(wǎng)站上還有其他示例代碼和數(shù)據(jù)（Examples中）歌焦，大家可以自行操作練習(xí)飞几。
參考文章鏈接：
http://www.reibang.com/p/740cb9eccf2b
https://www.omicsclass.com/article/275
https://www.omicsclass.com/article/104
