fastANI怎么用

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在比较基因组分析中，我们经常需要分析不同基因组之间的进化关系，例如我们可以使用标记蛋白来构建系统发育树。为了进行定量的比较，我们还可以计算不同基因组之间的相似性或者进化距离，以进行物种分类、亲缘关系比较等。平均核苷酸相似度（Average Nucleotide Identity，ANI）是在核苷酸水平比较两个基因组亲缘关系的指标。ANI被定义为两个微生物基因组同源片段之间平均的碱基相似度，他的特点是在近缘物种之间有较高的区分度。

FastANI 是一个快速计算全基因组 ANI 的工具，其支持一对一、一对多、多对多基因组之间的两两比较。他将查询序列分割为短序列片段，使用基于 MinHash 的序列映射引擎 Mashmap 来计算同源映射并估计一致性。由于它使用了非比对的方法，因此计算速度大幅提升，但准确性与基于 blast 的方法相差不大。

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在最近Nature communications的一篇研究中，作者使用fastANI对9万个基因组进行分析，发现大多数谱系种内与种间存在一个明显的ANI分界线，相同物种的基因组ANI小于95%，不同物种的基因组ANI大于95%，因此常以95%的ANI作为物种划分与物种聚类的标准^[1]。

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fastANI从GitHub下载软件包解压就可以使用，其使用方法如下所示：

fastANI -q genome1.fa -r genome2.fa -o output.txtfastANI -q genome1.fa --rl genome_list.txt -o output.txt-r, --ref：参考基因组核苷酸序列，可以试fasta/fastq及其gzip压缩文件--rl, --refList：包含参考基因组列表的文件，从而允许多个参考基因组-q, --query：查询基因组核苷酸序列，可以试fasta/fastq及其gzip压缩文件--ql, --queryList：包含查询基因组列表的文件，从而允许多个查询基因组-k, --kmer：比对的kmer大小，不能大于16，默认为16-t, --threads：程序运行所使用的核数，默认为1--fragLen：片段长度，默认为3000--minFrag：最短匹配的片段，默认为50--visualize：输出比对图像，只适用于一对一比对，默认关闭--matrix：输出ANI值作为下三角矩阵，适用于多对多比对，默认关闭-o, --output：输出文件名

由于细菌基因组大部分基因长度均为1000bp 左右，因此通常设置片段长度为1000，对于病毒等小基因组，可以设置较小的片段长度。两个基因组一对一分析如下所示：

fastANI -q 951_armatimo.fasta -r 391_armatimo.fasta -o output1.txt --fragLen 1000

结果如下所示：

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其ANI为74.7，2570为参考基因组的所有序列片段，981为查询基因组中比对上的同源片段，片段数过少的ANI值是没有意义的，可以去掉。

多个基因组互相比较如下所示：

fastANI --ql Armatimonadetes.txt --rl Armatimonadetes.txt -o output2.txt --fragLen 1000 -t 10 --matrix

生成的矩阵结果如下所示：

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以上矩阵我们可以在R中作图展示，如下所示：

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到此，相信大家对“fastANI怎么用”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是创新互联网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！

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