TBtools:基因家族分析簡單流程

寫在前面:非常感謝CJ開發(fā)出如此強大的TBtools工具。作者(CJchen-0410)在B站上有新手教程,大家可以給大神點個關注。


本文以《Genome-wide identification and phylogenetic analysis of rice FTIP gene

family》為例澎现,介紹TBtools基因家族分析的流程仅胞。

本文內容
1、從結構域出發(fā)鑒定基因家族成員
2剑辫、順式作用元件分析
3干旧、保守結構域分析
4、多物種共線性分析

準備工作

本文主要介紹TBtools的用法妹蔽,復現(xiàn)文章中作者用到TBtools的地方椎眯。

1、工具

(1) TBtools 1.09852 (下載地址:https://github.com/CJ-Chen/TBtools/releases)

(2) MEGA

(3) Pfam

(4) PlantCARE

2胳岂、數(shù)據(jù)集下載

(1) EnsemblPlants


1编整、從結構域出發(fā)鑒定基因家族成員

(1) 從 Pfam下載所有的結構域的hmm格式文件

image

Pfam-A 是 人工標注的結構域,Pfam-B 是預測的結構域

(2)EnsemblPlants 下載水稻的所有蛋白序列(pep)乳丰,基因序列(fa)掌测,全基因組序列(fa)和敬,全基因組注釋(gff3) ( 我用的是MSU的水稻數(shù)據(jù)瘫镇,MSU 和 NCBI 的基因注釋差別不大)

image
基因組序列
注釋文件
蛋白序列
基因序列

其他物種的相關序列也可以在這下載。

(3)文獻作者是利用C2結構域和PRT-C結構域查找OsFTIPs基因家族成員遇革,在Pfam上找到兩個相關結構域的登錄號PF00168什燕,PF08372粘勒。新建個文本

image

(4) 利用TBtools的hmm search 工具 查找

image

這里其實是做了個 hmmer 軟件的接口 。往常要用hmmer來找結構域需要在Pfam 上 下載 結構域的模型 秋冰,而且hmmer 這個軟件 win版本不太友好仲义,這里是給出了個優(yōu)化方案,TBtools內置了部分 hmmer 使其直接調用剑勾。

(4)輸出結果

結果

每個結構域都會有兩部分 分數(shù) 埃撵,分別是序列得分和結構域得分,可以通過結果太多可以用E-value 篩選虽另。我用excel篩選了下暂刘,找個交集,共找到13個捂刺,和文獻中一致谣拣。

image

(5) 得到目標基因的蛋白序列、基因序列族展、啟動子序列森缠、注釋文件

利用TBtools的 Fasta Extract 工具提取蛋白序列、基因序列

要注意蛋白和mRNA序列的ID是有版本號的仪缸,如 LOC_Os06g41090.1 的.1贵涵。 提取蛋白序列需要標版本號,提取DNA序列則需要把版本號去掉”雒總之就是輸入的目標ID要和fasta文件中的ID對應瓷马。

image
結果

利用GXF Selector 篩選目標基因的注釋文件

image

利用Gtf/Gff3 Sequences Extract 提取啟動子

輸入上步目標基因的注釋文件和基因組序列文件,選擇參數(shù)跨晴。輸入注釋文件后需要按下初始化欧聘,不然start是灰的。如果需要 基因組所有基因 的啟動子 可以輸入 全基因組的注釋文件端盆。

image
結果

(6) 可視化

TBtools 畫的是矢量圖怀骤,可以改顏色 樣式 ,比較方便爱谁。具體操作如下晒喷,結果就不一一展示了孝偎。

基因在染色體上的位置
基因結構

同時访敌,TBtools也支持NCBI、MEME的預測結果

基于Pfam結果的motif可視化
Pfam預測

當然還有更加酷炫的進化樹衣盾、基因結構寺旺、motif分析的三合一圖,請出門向左(https://my.oschina.net/u/4579431/blog/4834581)势决。

2阻塑、順式作用元件預測

文獻中作者是用PlantCARE進行預測的。拿出提取到的啟動子序列扔上去等郵件就好了,一般在半個小時左右果复。

PlantCARE預測

郵件中的tab文件是所有結果的匯總陈莽。得到的啟動子序列往往比較多,需要手動篩選下虽抄,主要保留響應元件走搁。需要整理成TBtools能識別的格式和一個序列長度的文件。

整理后的數(shù)據(jù)格式
啟動子長度文件
image

3迈窟、保守結構域分析

TBtools上可以直接運行MEME私植。

image

可視化 用到輸出的 xml 文件

image

作者還寫過一個更全的版本,出門右轉(http://www.reibang.com/p/b8ffd0fd1cbf)

4车酣、多物種共線性分析

(1)需要兩個物種的基因組序列(fa)和基因組注釋文件(gff3) 這里用水稻和擬南芥為例曲稼。原理就是blast。這一步運行時長主要還是和基因組大小和電腦線程數(shù)有關湖员,條件允許的情況下可以多開幾個線程贫悄。

image
結果文件

(2)運行過程中可能會彈出警告,但沒事兒娘摔。這主要是注釋文件的問題

(3)可視化 主要用到結果中的gff文件窄坦、ctl文件、collinearity文件

灰色的是基因組比對上的地方,紅色的是比對上的目標基因(沒比對上就沒有嫡丙。還可以放多個物種的比對結果拴袭。也可以物種內共線性比對,查看是否發(fā)生基因復制事件(https://www.meiwen.com.cn/subject/ljltbctx.html),思路和方法也是差不多的

image
結果

TBtools 不止能做基因家族分析曙博,隨著TBtools這個社區(qū)的壯大拥刻,已經有了很多教程,也有很多作者貢獻了十分有用的插件父泳,小的方面可以完成批量重命名般哼、熱圖、維恩圖惠窄、火山圖蒸眠、Logo、氣泡圖杆融,大的方面能夠完成轉錄組分析和注釋楞卡,WGCNA等工作。同時也感謝這些作者降低了生信分析的門檻脾歇,更好的幫助科研工作(湊結果)蒋腮。作者也寫了很多的教程 可以關注公眾號:生信藥丸。

參考文獻:

Genome-wide identification and phylogenetic analysis of rice FTIP gene family

愚見 | 解讀文稿 BMC Plant Biology 本氏煙類成束蛋白阿拉伯半乳聚糖基因家族分析

TBtools: An Integrative Toolkit Developed for Interactive Analyses of Big Biological Data

最后編輯于
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末藕各,一起剝皮案震驚了整個濱河市池摧,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌激况,老刑警劉巖作彤,帶你破解...
    沈念sama閱讀 216,372評論 6 498
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場離奇詭異乌逐,居然都是意外死亡竭讳,警方通過查閱死者的電腦和手機,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 92,368評論 3 392
  • 文/潘曉璐 我一進店門黔帕,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來代咸,“玉大人,你說我怎么就攤上這事成黄∧沤妫” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 162,415評論 0 353
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵奋岁,是天一觀的道長思瘟。 經常有香客問我,道長闻伶,這世上最難降的妖魔是什么滨攻? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 58,157評論 1 292
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮,結果婚禮上光绕,老公的妹妹穿的比我還像新娘女嘲。我一直安慰自己,他們只是感情好诞帐,可當我...
    茶點故事閱讀 67,171評論 6 388
  • 文/花漫 我一把揭開白布欣尼。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般停蕉。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪愕鼓。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開封第一講書人閱讀 51,125評論 1 297
  • 那天慧起,我揣著相機與錄音菇晃,去河邊找鬼。 笑死蚓挤,一個胖子當著我的面吹牛磺送,可吹牛的內容都是我干的。 我是一名探鬼主播屈尼,決...
    沈念sama閱讀 40,028評論 3 417
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼册着,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼拴孤!你這毒婦竟也來了脾歧?” 一聲冷哼從身側響起,我...
    開封第一講書人閱讀 38,887評論 0 274
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤演熟,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎鞭执,沒想到半個月后,有當?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體芒粹,經...
    沈念sama閱讀 45,310評論 1 310
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡兄纺,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 37,533評論 2 332
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了化漆。 大學時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片估脆。...
    茶點故事閱讀 39,690評論 1 348
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖座云,靈堂內的尸體忽然破棺而出疙赠,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤朦拖,帶...
    沈念sama閱讀 35,411評論 5 343
  • 正文 年R本政府宣布圃阳,位于F島的核電站,受9級特大地震影響璧帝,放射性物質發(fā)生泄漏捍岳。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 41,004評論 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望锣夹。 院中可真熱鬧页徐,春花似錦、人聲如沸银萍。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 31,659評論 0 22
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽砖顷。三九已至贰锁,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間滤蝠,已是汗流浹背豌熄。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,812評論 1 268
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留物咳,地道東北人锣险。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 47,693評論 2 368
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像览闰,于是被迫代替她去往敵國和親芯肤。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 44,577評論 2 353

推薦閱讀更多精彩內容