宏基因组分箱后续

宏基因组分箱后续

• 1.分箱流程
• 2.代谢潜能分析
• 2.1代谢通路构建
• 2.2基因簇分析
• 3.进化树构建
• 3.1物种选择
• 3.1.1如何从NCBI批量下载genome数据
• 3.2进化树构建
• 3.2.1序列选择
• 用16S rRNA构建：
• 用保守基因串联构建：
• 3.2.2建树
• 3.2.3进化树美化
• 4.基因草图可视化
• 5.进化历程分析

在获得了binning结果之后，下一步应该进行什么分析呢？本文将针对binning之后的分析思路进行梳理。
参考文献：Genomic inference of the metabolism and evolution of the archaeal phylum Aigarchaeota
文献讲解：Nat Commun：宏基因组学提示曙古菌门的代谢和进化(中大李文均组)

1.分箱流程

请参考????
Microbiome：宏基因组分箱流程MetaWRAP分析实战和结果解读
分箱获得结果：

• bin
• 物种注释
• prokka功能注释

2.代谢潜能分析

代谢潜能分析需要基于prokka的结果进行KEGG等数据库注释

2.1代谢通路构建

根据基因存在与否进行代谢通路构建，一般关注主要C，N，S，能量代谢通路，还可以根据研究对象所处环境进行针对性分析
关注点：厌氧／需氧，自养／异养，利用的C源等
需要手动整理，非常画时间

2.2基因簇分析

保守区域比对：CDD库
代谢物合成基因簇：
antiSMASH数据库：微生物次生代谢物合成基因组簇查询和预测

3.进化树构建

3.1物种选择

• 当bin的物种注释结果明确时：根据bin物种注释结果选择
• 当bin的物种注释结果只到kingdom水平时：1查看contig的注释结果，2选择前人研究中的进化树进行初期比对

3.1.1如何从NCBI批量下载genome数据

选择1: ncbi-genome-download
选择2: ncbi_download.py 根据accession编号下载，需要python3环境，另外我使用时有部分编号搜索不到

3.2进化树构建

进化树构建首先要选择保守序列然后串联起来，或者选择16S rRNA

3.2.1序列选择

用16S rRNA构建：

1. 预测bin中的16S rRNA: RNAmmer预测16S rRNA
2. 序列筛选：BLASTn比对RDP database，去除length < 300 bp的序列

用保守基因串联构建：

• 选择1: 根据文献选择marker genes（marker gene提取：AMPHORA2）
• 选择2：使用UBCG提取，这个软件针对细菌core gene的

3.2.2建树

1. 序列alignments
2. RAxML建树（注意模型选择和bootstraps设定）

参考：一文读懂进化树
用在线RaxML构建系统发育树

3.2.3进化树美化

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4.基因草图可视化

对于感兴趣的草图，如果质量高，而且可以找到相似的物种基因组，那么可以放在一起画基因组草图，用相似物种的基因组做为contig顺序的参考。

可视化可以选择CGviewer/anvio

5.进化历程分析

这部分分析还是要为文章内容服务，非常画时间

1. 筛选感兴趣的bin进行进化历程分析，注意选择的bin必须要高质量
2. 筛选用来比对的物种genome，注意也要高质量
3. 比对，筛选sequence identity ≥30%的基因组
4. 重构蛋白簇，MCL
5. 进化历程分析，COUNT
6. 水平转移分析，HGTector