PacBio長(zhǎng)序列糾錯(cuò)軟件之LoRDEC

三代數(shù)據(jù)中錯(cuò)誤主要是隨機(jī)錯(cuò)誤和Indel,一方面可以通過(guò)CCS、Arrow等三代內(nèi)部自糾錯(cuò),另一方面也可借助二代高通量短序列進(jìn)行進(jìn)一步糾錯(cuò)。目前已經(jīng)有幾款工具,本文主要介紹LoRDEC。

LORDEC官網(wǎng)

一、三代糾錯(cuò)軟件

三代糾錯(cuò)軟件

二、LoRDEC工作原理

(1)特點(diǎn)

用簡(jiǎn)潔的deBruijn圖代表二代數(shù)據(jù);比相似的軟件快6倍,存儲(chǔ)少93%

(2)原理

首先,利用準(zhǔn)確度高的二代數(shù)據(jù)(NGS數(shù)據(jù))構(gòu)建簡(jiǎn)潔的de Bruijn Graph(DBG);然后,依次對(duì)每條PacBio長(zhǎng)讀長(zhǎng)Reads進(jìn)行糾錯(cuò)。該軟件使用C++語(yǔ)言編寫,運(yùn)行速度快,借助k-mer構(gòu)建DBG圖內(nèi)存空間較小。

(3)步驟

1. 過(guò)濾掉weak的kmer;

2. 使用solid kmers構(gòu)建DBG并通過(guò)GATB存儲(chǔ);

3. 依次將每條三代長(zhǎng)讀長(zhǎng)序列遍歷DBG進(jìn)行糾錯(cuò);

??? 3.1 序列內(nèi)部糾錯(cuò)

? ????? (1) 選取1對(duì)source、target solidkmer;

? ? ??? (2) 通過(guò)source kmer 、target kmer和branch找到DBG里面的相應(yīng)的路徑;

? ? ??? (3) 以最小編輯距離的原則,選取最優(yōu)路徑糾正錯(cuò)誤區(qū)域;

??????? (4) 考慮到第一步過(guò)濾得到的solid序列仍有假陽(yáng)性,故設(shè)定多對(duì)source、target solid kmer。

??? 3.2 序列頭、尾糾錯(cuò)(Head/Tail)

? ??? ? (1) 只有source kmer ,缺少target kmer;

??????? (2)通過(guò)source kmer在DBG上查找所有路徑(直到branch太多或者是末節(jié)點(diǎn));

??????? (3)按照得分選取最優(yōu)路徑;

??????? (4)當(dāng)內(nèi)部錯(cuò)誤找不到source、target solid kmer時(shí),按照Head錯(cuò)誤的方式進(jìn)行糾錯(cuò)。

三、LoRDEC的使用

(1)下載

可以從官網(wǎng)直接下載最新版本: https://gite.lirmm.fr/lordec/lordec-releases/wikis/home,需要安裝一些配套的資源,下載、安裝均可參考其說(shuō)明。

但也有整合好第三方支持的編譯好的版本:http://gatb-tools.gforge.inria.fr/versions/bin/,我這里下載的是0.5.3版本。

(2)使用

??? 1. 校正PacBio reads

???? lordec-correct -k 19 -s 3 -a 5 -2 NGS.fq -i? Iso.fa -T 4 -S statistics.txt -m 20G -o CorrectHQ.fa

? ? ? k-mer(-k):小基因組設(shè)置為19; 大基因組設(shè)置為21;豐度閾值(-s)設(shè)置為2或3

??? 2. 統(tǒng)計(jì)

? ?? lordec-stat -T 2 -a 5 -i Iso.fa -2 NGS.fq -k 19 -s 3 -S lordec_stat.txt

??? 3. trim校正后的PacBio序列

????? lordec-trim -i CorrectHQ.fa -o lordec_trimmed_reads.fa

??? 4. trim和分割校正后的PacBio序列

????? lordec-trim -i CorrectHQ.fa -o lordec_trimmed_reads.fa

??? 5. 建立和保存二代數(shù)據(jù)的DBG

???? lordec-build-SR-graph -T 6 -m 20000 -a 5 -k 19 -s 3 -2 NGS.fq -g graph_file.txt

四、參考資料

[1] https://www.cnblogs.com/leezx/p/6098362.html

[2] http://www.atgc-montpellier.fr/lordec/

[3] https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu538

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