寫在前面
基因組測(cè)序項(xiàng)目已然是幾乎所有課題組都可以負(fù)擔(dān)的水平。相比于幾年前火爆的通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序挖掘生物學(xué)問題策略谷徙，通過基因組拒啰，尤其是比較基因組分析，往往可以給我們帶來更多確定性結(jié)果完慧，如相比于近源物種A為何物種B的果皮更紅谋旦？這完全有可能是特定家族成員擴(kuò)張導(dǎo)致。這些問題屈尼，轉(zhuǎn)錄組常常無法告訴我們册着，而基因組可以。接下來推出兩份教程脾歧，來自課題組成員的投稿甲捏。我個(gè)人感覺還不錯(cuò)。與大伙一起學(xué)習(xí)鞭执。
同源基因分析介紹
開展生物信息數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵司顿，并不在于軟件使用，而在于了解自己在做什么兄纺。我們先厘清一些概念大溜。
Q：什么是同源基因？
A：同源基因（homologs）主要分為直系同源（orthologs）和旁系同源（paralogs）估脆。在遠(yuǎn)古時(shí)候钦奋，祖先物種只帶有一個(gè)珠蛋白基因（early globin genes），經(jīng)過N年的環(huán)境選擇疙赠，現(xiàn)存的物種都具有兩個(gè)珠蛋白基因付材，分別為α-鏈和β-鏈的類型。青蛙-人類-鼠的α-鏈球蛋白基因圃阳，三個(gè)并稱為直系同源基因，而蛙的α鏈和β鏈球蛋白基因則稱作旁系同源基因裸弦。
Q: 同源基因分析可以做什么？
A: 較短時(shí)間下豌熄，獲得同源基因集合（Orthogroups）和 有根物種樹（基于Orthogroups內(nèi)基因推斷的）的信息巷折。具有這些信息，后續(xù)可以物種分歧時(shí)間預(yù)測(cè)、基因家族收縮擴(kuò)張和WGD事件預(yù)測(cè)等血巍。
分析的軟件與策略
直系同源基因分析常見兩個(gè)軟件：Orthofinder和OrthoMCL，本系列教程使用Orthofinder-（嘿螟炫，主要是這個(gè)軟件安裝和運(yùn)行的十分簡單）波附。
Orthofinder工作原理：
從Orthofinder發(fā)表的工作流程（上圖），我們可以理解為進(jìn)行了五個(gè)主要步驟：
- （a）推斷同源基因集合（Orthogroup）昼钻，主要是通過序列比對(duì)和調(diào)用MCL聚類實(shí)現(xiàn)同源分類掸屡；
- （b）基于每個(gè)同源基因集合進(jìn)行構(gòu)建基因的進(jìn)化樹；
- （c/d）基于所有的同源基因的進(jìn)化樹的情況然评，推斷物種的有根樹仅财。基于STAG（Species Tree Inference from All Genes）算法從無根基因樹上構(gòu)建無根物種樹沾瓦，再使用STRIDE（Species Tree Root Inference from Gene Duplication Events）算法構(gòu)建有根物種樹满着；
- （e）通過有根物種樹的情況，重新對(duì)基因的樹定根贯莺；
- （f-h）對(duì)有根物種樹基因的復(fù)制-丟失-整合分析（duplication-loss-coalescence, DLC）风喇，識(shí)別同源基因集合或者基因復(fù)制事件。
軟件安裝
軟件安裝是相對(duì)比較簡單缕探。
- 超級(jí)方便（"無腦"）conda 安裝
conda install -c bioconda -y orthofinder
- 自行編譯安裝
環(huán)境已經(jīng)安裝了python魂莫，并具有numpy和scipy庫，下載OrthoFinder_source.tar.gz爹耗；
如果沒有耙考，則下載 OrthoFinder.tar.gz
#安裝了git
git clone https://github.com/davidemms/OrthoFinder.git
##直接wget下載安裝包
wget https://github.com/davidemms/OrthoFinder/releases/download/2.5.2/OrthoFinder_source.tar.gz
tar -xzf OrthoFinder_source.tar.gz
cd OrthoFinder_source/
#進(jìn)入目錄，運(yùn)行orthofinder.py潭兽，嘗試能否彈出幫助信息倦始。
python orthofinder.py
orthofinder 也可以在windows下進(jìn)行安裝和運(yùn)行，不過需要借助Docker（一般不推薦....）山卦。
安裝完成后鞋邑，建議添加到環(huán)境變量。比如導(dǎo)進(jìn)路徑
export PATH=$PATH:目錄到OrthoFinder_source
#若是常用軟件账蓉，可以寫進(jìn).bashrc
寫在最后
篇幅有限枚碗，今天先介紹到這里。在下一篇铸本，我們將分享如何運(yùn)行這個(gè)軟件肮雨，并進(jìn)行結(jié)果解讀。
Emms DM, Kelly S. OrthoFinder: phylogenetic orthology inference for comparative genomics. Genome Biol. 2019 Nov 14;20(1):238.
https://github.com/davidemms/OrthoFinder
