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kaks calculator批量计算多个基因的选择压力kaks

kaks calculator批量计算多个基因的选择压力kaks

作者: 惊鸿影 | 来源:发表于2021-08-06 13:53 被阅读0次

    文章来源:http://www.cnblogs.com/chenwenyan/

    1 文件准备

    首先准备两个文件,一个是基因的cds序列,一个是蛋白质序列。

    cds序列和蛋白质可以在ensembl网站找到:http://ftp.ensembl.org/pub/current_fasta/

    这两个文件的示例如下:

    cds序列文件cds.fa

    >gene1

    ATGGAGGTTGCAATGGTGAGTGCGGAGAGCTCAGGATGCAACAGTCACATGCCTTACGGT

    TATGCTGCCCAGGCCCGGGCCCGGGAGCGGGAGAGGCTTGCTCACTCCAGGGCAGCTGCG

    GCAGCTGCCGTTGCAGCGGCCACAGCTGCCGTCGAAGGAAGTGGGGGTTCTGGTGGGGGG

    >gene2

    ATGGAGGTTGCAATGGTGAGTGCGGAGAGCTCAGGGTGCAACAGTCACATGCCTTATGGT

    TATGCTGCCCAGGCCCGGGCCCGGGAGCGGGAGAGGCTTGCTCACTCCAGGGCAGCTGCA

    GCAGCTGCTGTTGCAGCGGCCACAGCTGCTGTCGAAGGTAGCGGGGGTTCTGGTGGGGGC

    TCCCAC

    >gene3

    ATGGAGGTGGCGATGGTGAGTGCGGAGAGCTCAGGGTGCAACAGTCACATGCCTTACGGG

    TACGCGGCCCAGGCCCGGGCCCGGGAGCGGGAGAGGCTGGCTCACTCCCGGGCGGCGGCG

    GCCGCCGCCGTCGCGGCTGCCACGGCTGCCGTGGAAGGCAGTGGGGGGCCTGG

    蛋白质序列pep.fa

    >gene1

    MEVAMVSAESSGCNSHMPYGYAAQARARERERLAHSRAAAAAAVAAATAAVEGSGGSGGG

    >gene2

    MEVAMVSAESSRCNSHMPYGYAAQARARERERLAHSRAAAAAAVAAATAAVEGSGSSGGGSH

    >gene3

    MEVAMVSAESSGCNSHMPYGYAAQARARERERLAHSRAAAAAAVAAAKAAVEGSGGP

    注意:cds.fa和pep.fa文件的序列ID号(gene1,2,3)要一致。

    2 对蛋白质序列pep.fa进行比对

    进行蛋白质序列比对前,需要先安装mafft软件。

    下载mafft软件:

    wget https://mafft.cbrc.jp/alignment/software/mafft-7.453-with-extensions-src.tgz

    tar -zxvf mafft-7.453-with-extensions-src.tgz

    cd mafft-7.453-with-extensions/core

    安装:

    1)有root权限用户安装法:

    make clean

    make

    su

    make install

    2)无root权限用户安装法:

    vi Makefile

    进入makefile文件后,修改第一行和第三行,如下所示两张图,分别为修改前和修改后(请务必修改你有权限的路径):

    安装成功后,输入命令mafft --auto pep.fa > alig_pep.fa

    生成的alig_pep.fa文件如下:

    3 将比对好的蛋白质序列与cds序列比对

    这一步需要下载pal2nal.pl文件

    wget http://www.bork.embl.de/pal2nal/distribution/pal2nal.v14.tar.gz

    tar -zxvf pal2nal.v14.tar.gz

    cd pal2nal.v14/

    下载后就能看见pal2nal.pl这个文件

    随后将蛋白质序列与cds序列比对

    pal2nal.pl alig_pep.fa cds.fa -output fasta > cds_pep_aln.fa

    比对好的cds_pep_aln.fa文件如下所示:

    4 生成计算kaks值时的基因对

    计算kaks值前需要先将cds_pep_aln.fa文件拆分:

    csplit cds_pep_aln.fa /\>/ -n2 -s {*} -f gene -b "%1d.fa" ; rm gene0.fa

    拆分后,会生成gene1.fa 、gene2.fa、 gene3.fa三个文件。

    接下来,将生成的gene1.fa、 gene2.fa、 gene3.fa组成新的基因对gene1-gene2、gene1-gene3、gene2-gene3,见如下命令:

    fori in $(seq13)docatgene1.fa gene${i}.fa > gene1_${i}.fadonecatgene2.fa gene3.fa > gene2_3.fa

    生成如下几个文件:

    gene1_1.fa

    gene1_2.fa

    gene1_3.fa

    gene2_3.fa

    其中,gene1_2.fa、gene1_3.fa、gene2_3.fa为我们所需的基因对。

    这里将他们提取成基因对,而不是多条序列进行计算的原因是,KaKs_Calculator这个软件在处理多序列的输入文件时,会报错:Error. The size of two sequences in 'gene1&gene2' is not equal。我尝试了很多遍,发现只能提取成基因对才不会报这种错误。当然,偶尔运气好的时候,KaKs_Calculator是能处理多序列的kaks值的,为了防止出错,我们还是将他们拆开计算好一点。

    5 将gene1_2.fa、gene1_3.fa、gene2_3.fa文件转化为axt文件

    转化为axt文件需要下载parseFastaIntoAXT.pl文件,文件地址:https://gitee.com/liaochenlanruo/kaks_pupline/blob/master/parseFastaIntoAXT.pl

    下载后,输入如下命令:

    foriin*.fadoecho$iperl parseFastaIntoAXT.pl$idone

    生成三个文件:

    gene1_2.fa.axt

    gene1_3.fa.axt

    gene2_3.fa.axt

    6 计算kaks值

    下载安装kakscalculator

    下载链接:https://sourceforge.net/projects/kakscalculator2/

    输入以下命令:

    foriin*.fa.axtdoecho$iKaKs_Calculator -i$i-o${i%%.*}.kaksdone

    生成三个文件:gene1_2.kaks、gene1_3.kaks、gene2_3.kaks

    到这一步,批量计算kaks值的工作就已经搞定。

    这里附上安装kaks_calculator软件可能会遇到报错:

    g++ -O -o AXTConvertor AXTConvertor.cpp -lstdc++ -lm

    AXTConvertor.cpp: In function ?.ool readPhylip()?.

    AXTConvertor.cpp:210:22: error: ?.toi?.was not declared in this scope

    if (atoi(num.c_str())!=sequence.size()){

    AXTConvertor.cpp: In function ?.ool readNexus()?.

    AXTConvertor.cpp:338:39: error: ?.toi?.was not declared in this scope

    if (sequence.size()!=atoi(num.c_str())) >{

    make: *** [AXTConvertor] Error 1

    解决方法在这里:

    编辑KaKs.cpp文件,加上include "string.h"

    编辑AXTConvertor.cpp文件,加上include "stdlib.h"

    编辑GY94.cpp文件,加上 include "string.h"

    如无报错请忽略上述内容。

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