導讀

下載、安裝、使用MCScanX分析NCBI taxonomy上下載的兩個梭菌基因組共線性情況。共線性又稱同線性，是一個物種的基因組中相互連鎖的基因，在另一物種的基因組中也是連鎖關(guān)系，而且在兩個物種的遺傳圖上的位置也是相同的。

Clostridium_beijerinckii
一條完整基因組序列
Clostridium_botulinum
一條完整基因組序列，一條質(zhì)粒序列（手動刪除）

官網(wǎng)：MCScanx: Multiple Collinearity Scan toolkit
下載：MCScanX.zip
手冊：MCScanX’s manual

一、下載、安裝

wget -c http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/MCScanX.zip
unzip MCScanX.zip
cd MCScanX
make

正常的安裝過程：

1 報錯：

錯誤的原因是，MCScanX 不支持64位系統(tǒng)。如果要在 64位上運行，需要修改下源代碼

2 解決：
添加#include <unistd.h>到msa.cc開頭
添加#include <unistd.h>到dissect_multiple_alignment.cc開頭
添加#include <unistd.h>到detect_collinear_tandem_arrays.cc開頭
參考：https://github.com/wyp1125/MCScanX/issues/13

3 測試：

./MCScanX -h

二、共線性分析

1 獲取基因核酸蛋白序列

prokka注釋獲取基因核酸蛋白序列

prokka Clostridium_beijerinckii.fna \
--outdir Clostridium_beijerinckii_prokka \
--prefix Clostridium_beijerinckii \
--cpus 2 \
--evalue 1e-5 \
--quiet \
--kingdom Bacteria

prokka Clostridium_botulinum.fna \
--outdir Clostridium_botulinum_prokka \
--prefix Clostridium_botulinum \
--cpus 2 \
--evalue 1e-5 \
--quiet \
--kingdom Bacteria

合并兩個基因組的基因核酸序列

cat Clostridium_beijerinckii_prokka/Clostridium_beijerinckii.ffn Clostridium_botulinum_prokka/Clostridium_botulinum.ffn > merge.fna

2 基因組建庫-核酸

makeblastdb -in merge.fna \
-input_type fasta \
-dbtype nucl -parse_seqids \
-title merge \
-out blastdb/merge

3 核酸序列比對

blastn -db blastdb/merge \
-query merge.fna \
-out merge.blast \
-num_threads 6 \
-outfmt 6 \
-evalue 1e-5 \
-num_alignments 5

4 格式化gff文件

cat Clostridium_beijerinckii_prokka/Clostridium_beijerinckii.gff | grep '^NZ_CP010086.2' | sed 's/=/\t/' | sed 's/;/\t/' | awk 'BEGIN{OFS="\t"}{print $1,$10,$4,$5}' > gff_beijirinckii.txt

cat Clostridium_botulinum_prokka/Clostridium_botulinum.gff | grep '^NC_009495.1' | sed 's/=/\t/' | sed 's/;/\t/' | awk 'BEGIN{OFS="\t"}{print $1,$10,$4,$5}' > gff_botulinum.txt

cat gff* > merge.gff

5 共線性分析

mkdir Result
mv merge.blast Result
mv merge.gff Result
/home/cheng/huty/softwares/MCScanX/./MCScanX Result/merge

過程：

結(jié)果：

merge.collinearity共線性主要結(jié)果文件：

三、可視化

ctl文件有問題報錯，染色體超過20個也報錯
MCScanX Error - Can't plot the graphs (Downstream analysis)
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at dot_plotter.paint(dot_plotter.java:189)
at dot_plotter.main(dot_plotter.java:262)

control文件，設(shè)置需要展示的染色體信息（和gff的第一列一致）

vi merge_dot.ctl

1 散點圖

java /home/cheng/huty/softwares/MCScanX/downstream_analyses/dot_plotter.java \
-g Result/merge.gff \
-s Result/merge.collinearity \
-c Result/merge_dot.ctl \
-o Result/merge_dot.PNG

2 雙共線性圖

java /home/cheng/huty/softwares/MCScanX/downstream_analyses/dual_synteny_plotter.java \
-g Result/merge.gff \
-s Result/merge.collinearity \
-c Result/merge_dot.ctl \
-o Result/merge_dual_synteny.PNG

3 circos圖

java /home/cheng/huty/softwares/MCScanX/downstream_analyses/circle_plotter.java \
-g Result/merge.gff \
-s Result/merge.collinearity \
-c Result/merge_circle.ctl \
-o Result/merge_circle.PNG

報錯了

正常安裝下，在.java .class目錄下可以運行：
circ.ctl文件格式

java circle_plotter \
-g $route/merge.gff \
-s $route/merge.collinearity \
-c $route/merge_circ.ctl \
-o $route/merge_circle.PNG

用R可對圈圖重繪

4 條圖

java /home/cheng/huty/softwares/MCScanX/downstream_analyses/bar_plotter.java \
-g Result/merge.gff \
-s Result/merge.collinearity \
-c Result/merge_dot.ctl \
-o Result/merge_bar.PNG