文件格式——FASTQ

FASTQ存的是产生自测序仪的原始测序数据,它由测序的图像数据转换过来,也是文本文件,文件大小依照不同的测序量(或测序深度)而有很大差异,小的可能只有几M,大的则常常有几十G上百G,文件后缀通常都是.fastq,.fq或者.fq.gz(gz压缩).

格式说明

@DJB775P1:248:D0MDGACXX:7:1202:12362:49613
TGCTTACTCTGCGTTGATACCACTGCTTAGATCGGAAGAGCACACGTCTGAA
+
JJJJJIIJJJJJJHIHHHGHFFFFFFCEEEEEDBD?DDDDDDBDDDABDDCA
@DJB775P1:248:D0MDGACXX:7:1202:12782:49716
CTCTGCGTTGATACCACTGCTTACTCTGCGTTGATACCACTGCTTAGATCGG
+
IIIIIIIIIIIIIIIHHHHHHFFFFFFEECCCCBCECCCCCCCCCCCCCCCC

可以看到它有着自己独特的格式:每四行成为一个独立的单元,我们称之为read。具体的格式描述如下:

第一行:以‘@’开头,是这一条read的名字,这个字符串是根据测序时的状态信息转换过来的,中间不会有空格,它是 每一条read的唯一标识符,同一份FASTQ文件中不会重复出现,甚至不同的FASTQ文件里也不会有重复;
第二行:测序read的序列,由A,C,G,T和N这五种字母构成,这也是我们真正关心的DNA序列,N代表的是测序时那些无法被识别出来的碱基;
第三行:以‘+’开头,在旧版的FASTQ文件中会直接重复第一行的信息,但现在一般什么也不加(节省存储空间);
第四行:测序read的质量值,这个和第二行的碱基信息一样重要,它描述的是每个测序碱基的可靠程度,用ASCII码表示。

关于质量编码格式

质量评分指的是一个碱基的错误概率的对数值。其最初在Phred拼接软件中定义与使用,其后在许多软件中得到使用。其质量得分与错误概率的对应关系见下表


除了Phred质量得分换算标准,还有就是Solexa标准:

对于每个碱基的质量编码标示,不同的软件采用不同的方案,目前有5种方案:

  • Sanger,Phred quality score,值的范围从0到92,对应的ASCII码从33到126,但是对于测序数据(raw read data)质量得分通常小于60,序列拼接或者mapping可能用到更大的分数。
  • Solexa/Illumina 1.0, Solexa/Illumina quality score,值的范围从-5到63,对应的ASCII码从59到126,对于测序数据,得分一般在-5到40之间;
  • Illumina 1.3+,Phred quality score,值的范围从0到62对应的ASCII码从64到126,低于测序数据,得分在0到40之间;
  • Illumina 1.5+,Phred quality score,但是0到2作为另外的标示,详见http://solexaqa.sourceforge.net/questions.htm#illumina
  • Illumina 1.8+

下面是更为直观的表示:
SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS.....................................................
..........................XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX......................
...............................IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII......................
.................................JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ......................
LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL....................................................
!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[]^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~
| | | | | |
33 59 64 73 104 126

S - Sanger Phred+33, raw reads typically (0, 40)
X - Solexa Solexa+64, raw reads typically (-5, 40)
I - Illumina 1.3+ Phred+64, raw reads typically (0, 40)
J - Illumina 1.5+ Phred+64, raw reads typically (3, 40)
with 0=unused, 1=unused, 2=Read Segment Quality Control Indicator (bold)
(Note: See discussion above).
L - Illumina 1.8+ Phred+33, raw reads typically (0, 41)

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