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MeRIPseqPipe分析拆解06-Bam排序并QC

MeRIPseqPipe分析拆解06-Bam排序并QC

作者: 信你个鬼 | 来源:发表于2022-06-11 00:57 被阅读0次

    前面使用各种软件比对到参考基因组后会得到bam文件,接下来需要对bam进行排序并检查质量。

    这一部分涉及到的代码还比较多,可以自行前往源代码细节。

    1.对bam文件排序

    这里主要对bam进行mapping quality过滤和排序并建索引
    参数解释:

    • -h include header in SAM output
    • -b output BAM
    • -q INT only include reads with mapping quality >= INT [0] 这里使用常用值20

    以hisat2的结果为例进行后面的分析

    # 激活环境
    conda acitvate rna
    
    #vim sortbam.sh
    # $PWD为环境变量,表示当前目录绝对路径,因为后面用qsub投递任务,所以用绝对路径运行任务
    ls $PWD/alignment/hisat2/*hisat2.bam |perl -ne 'chomp;/(.*)(SRR\d+_hisat2)/;print"samtools view -hbq 20 $_ | samtools sort -@ 12 -O BAM -o $1/$2.sorted.bam - && samtools index -@ 12 $1/$2.sorted.bam \n";' >sortbam.sh
    
    # 运行bash脚本
    # sh /share/nas2/tools/qsub_sge_plus/v1.0/qsub_sge.plus.sh --queue general.q --maxproc 20 --independent --reqsub --resource vf=30G sortbam.sh &
    
    # 也可比较慢的一个一个运行
    nohup sh sortbam.sh >sortbam.sh.log &
    

    sortbam.sh部分代码内容为:

    samtools view -hbq 20 /yourpath/MeRIPseqPipe/Human_GSE52600/alignment/hisat2/SRR1035213_hisat2.bam | samtools sort -@ 12 -O BAM -o /yourpath/MeRIPseqPipe/Human_GSE52600/alignment/hisat2//SRR1035213_hisat2.sorted.bam - && samtools index -@ 12 /yourpath/MeRIPseqPipe/Human_GSE52600/alignment/hisat2//SRR1035213_hisat2.sorted.bam 
    
    

    现在hisat2目录里面的内容截取了三个样本为:

    image-20220609191007176.png

    2.RSeQC analysis

    运行RSeQC,主页:http://rseqc.sourceforge.net/

    这个软件主要是对bam文件进行一定的质量评估。主要有这几个函数,详细说明可以前往官网:

    • infer_experiment.py:用来判断测序数据是否是链特异性建库
    • junction_annotation.py:splice junctions检测
    • bam_stat.py:对比对结果(如多比对,唯一比对,未必对上等)进行统计
    • junction_saturation.py:检测splice junctions的测序深度评估
    • inner_distance.py:计算read1与read2之间的插入片段长度
    • read_distribution.py:reads在genome feature (like CDS exon, 5’UTR exon, 3’ UTR exon, Intron, Intergenic regions)上的分布特征
    • read_duplication.py:reads重复评估

    在运行这个步骤之前,需要制作BED12

    首先需要安装制作bed12的软件

    # 安装软件命令:
    conda activate rna
    conda install -c bioconda ucsc-gtftogenepred -y
    conda install -c bioconda ucsc-genepredtobed -y
    

    使用gtf文件制作bed12

    • -genePredExt - create a extended genePred, including frame information and gene name
    • -geneNameAsName2 - if specified, use gene_name for the name2 field instead of gene_id
    # 放在之前创建的GRCh38目录下
    gtf_file=Homo_sapiens.GRCh38.105.chr.gtf
    fasta=Homo_sapiens.GRCh38.dna.primary_assembly.fa
    
    gtfToGenePred -genePredExt -geneNameAsName2 $gtf_file ${gtf_file/.gtf/.tmp}
    genePredToBed ${gtf_file/.gtf/.tmp} ${gtf_file/.gtf/.bed}
    
    # makechromesize
    samtools faidx ${fasta}
    cut -f1,2 ${fasta}.fai > chromsizes.file
    

    运行infer_experiment.py,评估数据建库方式,一般如果明确知道其实可以不做这个,也可以做了验证一下是否实验有问题,参数详细说明和结果说明需要自行看官网。

    参数解释:

    • -i INPUT_FILE, --input-file=INPUT_FILE Input alignment file in SAM or BAM format
    • -r REFGENE_BED, --refgene=REFGENE_BED Reference gene model in bed fomat.
    # 安装软件
    conda install -c bioconda rseqc -y
    
    # 创建存放目录
    mkdir -p QC/rseqc
    
    # 生成代码,具体参考代码见下列图片
    # 这里以后后续用的bam都是上一步过滤map q值和排序后的bam文件
    ls alignment/hisat2/*sorted.bam |perl -ne 'chomp;/hisat2\/(.*)_hisat2/;print"infer_experiment.py -i $_ -r ../GRCh38/Homo_sapiens.GRCh38.105.chr.bed  >QC/rseqc/$1.infer_experiment.txt\n";'
    
    # 这一步运行时间较短,直接运行
    ls alignment/hisat2/*sorted.bam |perl -ne 'chomp;/hisat2\/(.*)_hisat2/;print"infer_experiment.py -i $_ -r ../GRCh38/Homo_sapiens.GRCh38.105.chr.bed  >QC/rseqc/$1.infer_experiment.txt\n";' |sh
    
    
    image-20220610180001734.png

    接着运行其他结果,这次将多个任务串联起来

    为了让代码可读性高一点,这里使用bash命令while循环生成sh脚本 :

    ## 定义文件夹,投qsub需使用绝对路径,需要换成自己的路径
    dir=/yourpath/MeRIPseqPipe/Human_GSE52600/
    junction_annotation=/yourpath/biosoft/miniconda3/envs/rna/bin/junction_annotation.py
    bam_stat=/yourpath/biosoft/miniconda3/envs/rna/bin/bam_stat.py
    junction_saturation=/yourpath/biosoft/miniconda3/envs/rna/bin/junction_saturation.py
    inner_distance=/yourpath/biosoft/miniconda3/envs/rna/bin/inner_distance.py
    read_distribution=/yourpath/biosoft/miniconda3/envs/rna/bin/read_distribution.py
    read_duplication=/yourpath/biosoft/miniconda3/envs/rna/bin/read_duplication.py
    bed12=../GRCh38/Homo_sapiens.GRCh38.105.chr.bed
    
    ls $dir/alignment/hisat2/*sorted.bam | while read id 
    do
    name=${id##*/};
    name=${name%*_hisat2.sorted.bam};
    echo "$junction_annotation -i $id -o ${dir}/QC/rseqc/${name}_1.rseqc -r ${dir}/${bed12}
          $bam_stat -i $id >${dir}/QC/rseqc/${name}.bam_stat.txt
          $junction_saturation -i $id -o ${dir}/QC/rseqc/${name}_2.rseqc -r ${dir}/${bed12} 2>${dir}/QC/rseqc/${name}.junction_annotation_log.txt
          $inner_distance -i $id  -o ${dir}/QC/rseqc/${name}_3.rseqc -r ${dir}/${bed12}
          $read_distribution -i $id  -r ${dir}/${bed12} > ${dir}/QC/rseqc/${name}.read_distribution.txt
          $read_duplication -i $id  -o ${dir}/QC/rseqc/${name}.read_duplication"
    done >rseqc.sh
    
    
    ## 运行bash脚本
    # sh /share/nas2/tools/qsub_sge_plus/v1.0/qsub_sge.plus.sh --queue general.q --maxproc 20 --independent --reqsub --resource vf=30G rseqc.sh &
    
    # 也可比较慢的一个一个运行
    nohup sh rseqc.sh >sortbam.sh.log &
    

    3.CreateBedgraph

    bam转bedgraph格式,可以用于可视化: bedgraph_for_genebody, bedgraph_for_igv

    # 安装软件
    conda install -c bioconda deeptools -y
     
    # 命令生成 路径改成自己的
    bamCoverage=/yourpath/biosoft/miniconda3/envs/rna/bin/bamCoverage
    dir=/yourpath/MeRIPseqPipe/Human_GSE52600/
    
    ls $dir/alignment/hisat2/*sorted.bam | while read id 
    do
    name=${id##*/};
    name=${name%*_hisat2.sorted.bam};
    echo "$bamCoverage -b ${id} --outFileFormat bedgraph -o $dir/QC/rseqc/${name}.bedgraph -p 12 "
    done >bedgraph.sh
    
    ## 运行bash脚本
    # sh /share/nas2/tools/qsub_sge_plus/v1.0/qsub_sge.plus.sh --queue general.q --maxproc 20 --independent --reqsub --resource vf=30G bedgraph.sh &
    
    # 也可比较慢的一个一个运行
    nohup sh bedgraph.sh >bedgraph.sh.log &
    
    

    4.生成质控报告

    参数:

    • -n, --filename TEXT Report filename. Use 'stdout' to print to standard out.
    # 创建文件夹
    mkdir -p Report/QCReadsReport
    
    # hisat2比对结果可视化
    multiqc -n Report/QCReadsReport/multiqc_report_hisat2 alignment/hisat2/
    
    

    比对详细情况:

    image-20220611004053501.png

    总比对率:

    image-20220611005625072.png

    这部分最主要的还是第一个对bam文件排序、看比对结果,以及bam转Bedgraph格式了,RSeQC的结果大多数没有什么实际参考价值。

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