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2023-07-19 SSR引物批量设计

2023-07-19 SSR引物批量设计

作者: 麦冬花儿 | 来源:发表于2023-07-31 15:49 被阅读0次

    配置文件

    cat /opt/biosoft/Misa_Primer3/p3_settings_from_chenlianfu.txt
    
    Primer3 File - http://primer3.sourceforge.net
    P3_FILE_TYPE=settings
    
    P3_FILE_ID=P3 Settings from Lianfu Chen
    PRIMER_FIRST_BASE_INDEX=1
    PRIMER_TASK=generic #确定primer3设计的引物类型
    PRIMER_NUM_RETURN=5 # 最大返回的引物数目
    PRIMER_PICK_LEFT_PRIMER=1 #是否设计左引物
    PRIMER_PICK_INTERNAL_OLIGO=0 #是否设计探针
    PRIMER_PICK_RIGHT_PRIMER=1 #是否设计右引物
    PRIMER_PICK_ANYWAY=1 #
    PRIMER_THERMODYNAMIC_PARAMETERS_PATH=/opt/biosoft/primer3-2.4.0/src/primer3_config/
    
    
    ### 引物 TM 值设定: ###
    PRIMER_TM_FORMULA=1                 # TM 的计算方法, 1 表示使用 the SantaLucia parameters (Proc Natl Acad Sci 95:1460-65)
    PRIMER_MIN_TM=55.0  #退火温度
    PRIMER_OPT_TM=60.0
    PRIMER_MAX_TM=65.0
    PRIMER_PAIR_MAX_DIFF_TM=5.0         # 两个引物之间的 TM 值最多相差 5 摄氏度
    PRIMER_WT_TM_LT=0
    PRIMER_WT_TM_GT=0
    PRIMER_PAIR_WT_DIFF_TM=0.0
    
    
    ### 引物长度设定: ###
    PRIMER_MIN_SIZE=18
    PRIMER_OPT_SIZE=20
    PRIMER_MAX_SIZE=22
    PRIMER_WT_SIZE_LT=0
    PRIMER_WT_SIZE_GT=0
    
    
    ### 引物 GC 含量设定:###
    PRIMER_MIN_GC=30.0
    PRIMER_MAX_GC=70.0
    PRIMER_WT_GC_PERCENT_LT=0.0
    PRIMER_WT_GC_PERCENT_GT=0.0
    
    
    ### 引物的热力学计算: ###
    # 开启热力学计算,开启后,根据热力学的值 TH 值来计算罚分。 TH 的罚分方法为:罚分系数 * (1 / (引物TM - 4 - TH值))。
    # 该方法好处是,TH 值越大,罚分力度越重。
    PRIMER_THERMODYNAMIC_OLIGO_ALIGNMENT=1 #开启热力学计算
    
    # 引物自身进行反向互补,罚分系数计算为 9 / ( 1/(60-4-45) - 1/(60-4-0) ) = 123.2
    # 这样计算罚分系数的原则是,若 TM 为最佳 60 摄氏度的时候,所允许的最大罚分值减去最小罚分值为 9,和 3' 端碱基的稳定性的罚分额度一致。
    PRIMER_MAX_SELF_ANY=8.00
    PRIMER_WT_SELF_ANY=0.0
    PRIMER_MAX_SELF_ANY_TH=45.00
    PRIMER_WT_SELF_ANY_TH=123.2
    
    # 引物自身进行 3' 端反向互补形成引物二聚体,罚分系数计算为 9 / ( 1/(60-4-35) - 1/(60-4-0) ) = 302.4
    PRIMER_MAX_SELF_END=3.00
    PRIMER_WT_SELF_END=0.0
    PRIMER_MAX_SELF_END_TH=35.00
    PRIMER_WT_SELF_END_TH=302.4
    
    # left primer 和 right primer 序列的反向互补
    PRIMER_PAIR_MAX_COMPL_ANY=8.00
    PRIMER_PAIR_WT_COMPL_ANY=0.0
    PRIMER_PAIR_MAX_COMPL_ANY_TH=45.00
    PRIMER_PAIR_WT_COMPL_ANY_TH=123.2
    
    # left primer 和 right primer 进行 3' 端反向互补形成引物二聚体
    PRIMER_PAIR_MAX_COMPL_END=3.00
    PRIMER_PAIR_WT_COMPL_END=0.0
    PRIMER_PAIR_MAX_COMPL_END_TH=35.00
    PRIMER_PAIR_WT_COMPL_END_TH=302.4
    
    # 发夹结构,罚分系数计算为 9 / ( 1/(60-4-24) - 1/(60-4-0) ) = 672
    PRIMER_MAX_HAIRPIN_TH=24.00
    PRIMER_WT_HAIRPIN_TH=672
    
    # 3' 端碱基的稳定性
    PRIMER_MAX_END_STABILITY=9.0
    PRIMER_WT_END_STABILITY=1
    
    
    ### 碱基序列设定: ###
    PRIMER_LOWERCASE_MASKING=0              # 模板序列中包含小写字符不影响引物设计
    PRIMER_MAX_POLY_X=4                     # 引物序列中不能包含单核苷酸连续长度超过 4 bp
    PRIMER_MAX_NS_ACCEPTED=0                # 引物中允许的 N 的数目
    PRIMER_WT_NUM_NS=0.0                    # 每个 N 的罚分
    PRIMER_MAX_END_GC=5                     # 引物中 3' 端 5bp 碱基中允许的最大 Gs 或 Cs 的数目
    PRIMER_GC_CLAMP=0                       # 引物中 3' 端碱基中不能出现连续的 Gs 和 Cs 序列
    PRIMER_LIBERAL_BASE=1                   # 是否允许有诸如 N A R Y 等类型的碱基。必须在设定PRIMER_MAX_NS_ACCEPTED 不为 0 后方有效。
    PRIMER_LIB_AMBIGUITY_CODES_CONSENSUS=0  # 如果设置为 1,则 C 能与 S 完美匹配,任意碱基能和 N 完美匹配。
    
    
    
    ### 碱基质量设定: ###
    PRIMER_MIN_QUALITY=0                    # primer 序列允许最小的碱基质量
    PRIMER_MIN_END_QUALITY=0
    PRIMER_QUALITY_RANGE_MIN=0
    PRIMER_QUALITY_RANGE_MAX=100
    PRIMER_WT_SEQ_QUAL=0.0
    PRIMER_WT_END_QUAL=0.0
    
    
    ## 引物位置设置: ###
    PRIMER_SEQUENCING_LEAD=50               # 该参数仅在 PRIMER_TASK=pick_sequencing_primers 时有效. 表明引物的 3' 端距目标区域有 50bp。
    PRIMER_SEQUENCING_SPACING=500           # 该参数仅在 PRIMER_TASK=pick_sequencing_primers 时有效. 该值决定了在同一条链上的两个引物的距离.
    PRIMER_SEQUENCING_INTERVAL=250          # 该参数仅在 PRIMER_TASK=pick_sequencing_primers 时有效. 该值决定了在不同链上的两个引物的距离。
    PRIMER_SEQUENCING_ACCURACY=20           # 该参数仅在 PRIMER_TASK=pick_sequencing_primers 时有效. 该值决定了引物设计的区间.
    PRIMER_OUTSIDE_PENALTY=0
    PRIMER_INSIDE_PENALTY=-1.0
    PRIMER_WT_POS_PENALTY=0.0
    
    
    ### 非引物数据库设定:###
    # 启用非引物数据库
    #PRIMER_MISPRIMING_LIBRARY=
    
    # 引物比对到非引物数据库 
    #PRIMER_MAX_LIBRARY_MISPRIMING=12.00
    #PRIMER_WT_LIBRARY_MISPRIMING=0.0
    #PRIMER_PAIR_MAX_LIBRARY_MISPRIMING=20.00
    #PRIMER_PAIR_WT_LIBRARY_MISPRIMING=0.0
    
    # 模板比对到非引物数据库
    #PRIMER_MAX_TEMPLATE_MISPRIMING=12.00
    #PRIMER_WT_TEMPLATE_MISPRIMING=0.0
    #PRIMER_MAX_TEMPLATE_MISPRIMING_TH=40.00
    #PRIMER_WT_TEMPLATE_MISPRIMING_TH=0.0
    #PRIMER_PAIR_MAX_TEMPLATE_MISPRIMING=24.00
    #PRIMER_PAIR_WT_TEMPLATE_MISPRIMING=0.0
    #PRIMER_PAIR_MAX_TEMPLATE_MISPRIMING_TH=70.00
    #PRIMER_PAIR_WT_TEMPLATE_MISPRIMING_TH=0.0
    
    ### PCR 反应体系设定: ###
    PRIMER_SALT_MONOVALENT=50.0                 # 单价盐离子浓度(mM)
    PRIMER_SALT_CORRECTIONS=1                   # PRIMER_SALT_CORRECTIONS=1 means use the salt correction in SantaLucia et al 1998
    PRIMER_SALT_DIVALENT=1.5                    # 二价镁离子浓度(mM)
    PRIMER_DNTP_CONC=0.6                        # 总dNTPs浓度(mM)
    PRIMER_DNA_CONC=50.0                        # DNA产物浓度(mM)
    
    
    ### PCR 产物的设定: ###
    PRIMER_PRODUCT_MIN_TM=-1000000.0
    PRIMER_PRODUCT_OPT_TM=0.0
    PRIMER_PRODUCT_MAX_TM=1000000.0
    PRIMER_PAIR_WT_PRODUCT_TM_LT=0.0
    PRIMER_PAIR_WT_PRODUCT_TM_GT=0.0
    PRIMER_PRODUCT_OPT_SIZE=0
    PRIMER_PAIR_WT_PRODUCT_SIZE_LT=0.0
    PRIMER_PAIR_WT_PRODUCT_SIZE_GT=0.0
    
    
    ## 罚分因子: ###
    PRIMER_PAIR_WT_PR_PENALTY=1.0                # left primer和right primer的罚分之和。此和乘以此系数,再加其它罚分作为最终罚分。
    PRIMER_PAIR_WT_IO_PENALTY=0.0                # 将 internal oligo 的罚分乘以此系数,加入到引物的最终罚分中。
    
    
    ### internal oligo 的设定:###
    # TM 值
    PRIMER_INTERNAL_MIN_TM=57.0
    PRIMER_INTERNAL_OPT_TM=60.0
    PRIMER_INTERNAL_MAX_TM=63.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_TM_LT=1.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_TM_GT=1.0
    
    # 长度
    PRIMER_INTERNAL_MIN_SIZE=18
    PRIMER_INTERNAL_OPT_SIZE=20
    PRIMER_INTERNAL_MAX_SIZE=27
    PRIMER_INTERNAL_WT_SIZE_LT=1.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_SIZE_GT=1.0
    
    # GC 含量
    PRIMER_INTERNAL_MIN_GC=20.0
    PRIMER_INTERNAL_MAX_GC=80.0
    PRIMER_INTERNAL_OPT_GC_PERCENT=50.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_GC_PERCENT_LT=0.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_GC_PERCENT_GT=0.0
    
    # 热力学
    PRIMER_INTERNAL_MAX_SELF_ANY=12.00
    PRIMER_INTERNAL_WT_SELF_ANY=0.0
    PRIMER_INTERNAL_MAX_SELF_END=12.00
    PRIMER_INTERNAL_WT_SELF_END=0.0
    
    # 碱基序列
    PRIMER_INTERNAL_MAX_POLY_X=5
    PRIMER_INTERNAL_MAX_NS_ACCEPTED=0
    
    # 碱基质量
    PRIMER_INTERNAL_MIN_QUALITY=0
    PRIMER_INTERNAL_WT_END_QUAL=0.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_SEQ_QUAL=0.0
    
    # 非引物数据库
    #PRIMER_INTERNAL_MAX_LIBRARY_MISHYB=12.00
    #PRIMER_INTERNAL_WT_LIBRARY_MISHYB=0.0
    
    # PCR 反应体系
    PRIMER_INTERNAL_SALT_MONOVALENT=50.0
    PRIMER_INTERNAL_SALT_DIVALENT=1.5
    PRIMER_INTERNAL_DNA_CONC=50.0
    PRIMER_INTERNAL_DNTP_CONC=0.0
    =
    

    由于配置文件不能有空行和#
    需要对p3_settings_from_chenlianfu.txt进行修改

    perl -p -e 's/\s*#.*//; s/^\s*$//; s/P3_FILE_ID/\nP3_FILE_ID/' /opt/biosoft/Misa_Primer3/p3_settings_from_chenlianfu.txt > p3_settings_file
    perl -p -i -e 's#^PRIMER_THERMODYNAMIC_PARAMETERS_PATH.*#PRIMER_THERMODYNAMIC_PARAMETERS_PATH=/opt/biosoft/primer3-2.6.1/src/primer3_config/#' p3_settings_file
    
    [train@MiWiFi-R3P-srv SSR_detecting_and_primer_design]$ cat p3_settings_file 
    Primer3 File - http://primer3.sourceforge.net
    P3_FILE_TYPE=settings
    
    P3_FILE_ID=P3 Settings from Lianfu Chen
    PRIMER_FIRST_BASE_INDEX=1
    PRIMER_TASK=generic
    PRIMER_NUM_RETURN=5
    PRIMER_PICK_LEFT_PRIMER=1
    PRIMER_PICK_INTERNAL_OLIGO=0
    PRIMER_PICK_RIGHT_PRIMER=1
    PRIMER_PICK_ANYWAY=1
    PRIMER_THERMODYNAMIC_PARAMETERS_PATH=/opt/biosoft/primer3-2.6.1/src/primer3_config/
    PRIMER_TM_FORMULA=1
    PRIMER_MIN_TM=55.0  
    PRIMER_OPT_TM=60.0
    PRIMER_MAX_TM=65.0
    PRIMER_PAIR_MAX_DIFF_TM=5.0
    PRIMER_WT_TM_LT=0
    PRIMER_WT_TM_GT=0
    PRIMER_PAIR_WT_DIFF_TM=0.0
    PRIMER_MIN_SIZE=18
    PRIMER_OPT_SIZE=20
    PRIMER_MAX_SIZE=22
    PRIMER_WT_SIZE_LT=0
    PRIMER_WT_SIZE_GT=0
    PRIMER_MIN_GC=30.0
    PRIMER_MAX_GC=70.0
    PRIMER_WT_GC_PERCENT_LT=0.0
    PRIMER_WT_GC_PERCENT_GT=0.0
    PRIMER_THERMODYNAMIC_OLIGO_ALIGNMENT=1
    PRIMER_MAX_SELF_ANY=8.00
    PRIMER_WT_SELF_ANY=0.0
    PRIMER_MAX_SELF_ANY_TH=45.00
    PRIMER_WT_SELF_ANY_TH=123.2
    PRIMER_MAX_SELF_END=3.00
    PRIMER_WT_SELF_END=0.0
    PRIMER_MAX_SELF_END_TH=35.00
    PRIMER_WT_SELF_END_TH=302.4
    PRIMER_PAIR_MAX_COMPL_ANY=8.00
    PRIMER_PAIR_WT_COMPL_ANY=0.0
    PRIMER_PAIR_MAX_COMPL_ANY_TH=45.00
    PRIMER_PAIR_WT_COMPL_ANY_TH=123.2
    PRIMER_PAIR_MAX_COMPL_END=3.00
    PRIMER_PAIR_WT_COMPL_END=0.0
    PRIMER_PAIR_MAX_COMPL_END_TH=35.00
    PRIMER_PAIR_WT_COMPL_END_TH=302.4
    PRIMER_MAX_HAIRPIN_TH=24.00
    PRIMER_WT_HAIRPIN_TH=672
    PRIMER_MAX_END_STABILITY=9.0
    PRIMER_WT_END_STABILITY=1
    PRIMER_LOWERCASE_MASKING=0
    PRIMER_MAX_POLY_X=4
    PRIMER_MAX_NS_ACCEPTED=0
    PRIMER_WT_NUM_NS=0.0
    PRIMER_MAX_END_GC=5
    PRIMER_GC_CLAMP=0
    PRIMER_LIBERAL_BASE=1
    PRIMER_LIB_AMBIGUITY_CODES_CONSENSUS=0
    PRIMER_MIN_QUALITY=0
    PRIMER_MIN_END_QUALITY=0
    PRIMER_QUALITY_RANGE_MIN=0
    PRIMER_QUALITY_RANGE_MAX=100
    PRIMER_WT_SEQ_QUAL=0.0
    PRIMER_WT_END_QUAL=0.0
    PRIMER_SEQUENCING_LEAD=50
    PRIMER_SEQUENCING_SPACING=500
    PRIMER_SEQUENCING_INTERVAL=250
    PRIMER_SEQUENCING_ACCURACY=20
    PRIMER_OUTSIDE_PENALTY=0
    PRIMER_INSIDE_PENALTY=-1.0
    PRIMER_WT_POS_PENALTY=0.0
    PRIMER_SALT_MONOVALENT=50.0
    PRIMER_SALT_CORRECTIONS=1
    PRIMER_SALT_DIVALENT=1.5
    PRIMER_DNTP_CONC=0.6
    PRIMER_DNA_CONC=50.0
    PRIMER_PRODUCT_MIN_TM=-1000000.0
    PRIMER_PRODUCT_OPT_TM=0.0
    PRIMER_PRODUCT_MAX_TM=1000000.0
    PRIMER_PAIR_WT_PRODUCT_TM_LT=0.0
    PRIMER_PAIR_WT_PRODUCT_TM_GT=0.0
    PRIMER_PRODUCT_OPT_SIZE=0
    PRIMER_PAIR_WT_PRODUCT_SIZE_LT=0.0
    PRIMER_PAIR_WT_PRODUCT_SIZE_GT=0.0
    PRIMER_PAIR_WT_PR_PENALTY=1.0
    PRIMER_PAIR_WT_IO_PENALTY=0.0
    PRIMER_INTERNAL_MIN_TM=57.0
    PRIMER_INTERNAL_OPT_TM=60.0
    PRIMER_INTERNAL_MAX_TM=63.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_TM_LT=1.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_TM_GT=1.0
    PRIMER_INTERNAL_MIN_SIZE=18
    PRIMER_INTERNAL_OPT_SIZE=20
    PRIMER_INTERNAL_MAX_SIZE=27
    PRIMER_INTERNAL_WT_SIZE_LT=1.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_SIZE_GT=1.0
    PRIMER_INTERNAL_MIN_GC=20.0
    PRIMER_INTERNAL_MAX_GC=80.0
    PRIMER_INTERNAL_OPT_GC_PERCENT=50.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_GC_PERCENT_LT=0.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_GC_PERCENT_GT=0.0
    PRIMER_INTERNAL_MAX_SELF_ANY=12.00
    PRIMER_INTERNAL_WT_SELF_ANY=0.0
    PRIMER_INTERNAL_MAX_SELF_END=12.00
    PRIMER_INTERNAL_WT_SELF_END=0.0
    PRIMER_INTERNAL_MAX_POLY_X=5
    PRIMER_INTERNAL_MAX_NS_ACCEPTED=0
    PRIMER_INTERNAL_MIN_QUALITY=0
    PRIMER_INTERNAL_WT_END_QUAL=0.0
    PRIMER_INTERNAL_WT_SEQ_QUAL=0.0
    PRIMER_INTERNAL_SALT_MONOVALENT=50.0
    PRIMER_INTERNAL_SALT_DIVALENT=1.5
    PRIMER_INTERNAL_DNA_CONC=50.0
    PRIMER_INTERNAL_DNTP_CONC=0.0
    =
    
    [train@MiWiFi-R3P-srv misa_primer3.tmp]$ misa_primer3.pl
    Usage:
        perl /opt/biosoft/Misa_Primer3/misa_primer3.pl genome.fasta.misa genome.fasta > SSR_primer3.out
    
        --flanking_length <INT>  Default: 300
            设计引物时提取SSR两侧翼该长度的序列作为Primer3输入的模板序列。
    
        --min_product_length <INT>  Default: 100
            引物得到的最小产物长度。
    
        --max_product_length <INT>  Default: 250
            引物得到的最大产物长度。
    
        --CPU <INT>  Default:1
            程序调用ParaFly命令进行并行化计算,该参数设置并行数。
    
        --p3_setting_file <STRING>
            程序使用Primer3进行引物批量设计,该参数设置所使用的Primer3配置文件。若不输入该参数,Primer3默认得到的结果会很差。
            
        --gff3_out <STRING>
            可以选择输出GFF3格式的结果。
    
    misa_primer3.pl --CPU 8 --gff3_out misa_primer3.gff3 --p3_setting_file p3_settings_file genome.fasta.misa genome.fasta > misa_primer3.out
    
    [train@MiWiFi-R3P-srv SSR_detecting_and_primer_design]$ ls
    genome.fasta       genome.fasta.statistics  misa_primer3.commands            misa_primer3.gff3  misa_primer3.tmp
    genome.fasta.misa  misa.ini                 misa_primer3.commands.completed  misa_primer3.out   p3_settings_file
    
    

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