Nanopore测序的基因组组装策略

最近拿到了nanopore的数据,尝试对其组装。目前用的是Canu,预计2个月内才能走完第一波分析,速度实在感人,所以翻了翻文献,找找组装方法。

目前Nanopore卖点主要是两个角度:第一是Nanopore的读长长,某些情况下能够达到单条上M,但是这种情况可遇而不可求,很多时候只存在于宣传册上。另一个则是Nanpore便宜,这样就能够保证测序深度,从而提高组装质量。

但是Nanopore也有一个劣势,那就是它的错误谱(error profile)和PacBio不一样,并非随机,而是主要集中在homopolymer。因此PacBio在纠错之后的准确率可以高达99%,但是Nanopore达不到该水平。这个问题就导致了Nanopore在组装时候会消耗更多的计算资源。比如说Canu在文档里提到,它将Nanopore纠错后的错误率从原来的0.144下调到0.12,速度提高了5-10倍。

Decrease the default maximum error rate allowed when finding overlaps in corrected Nanopore reads from 14.4% to 12.0%. With the over-occurring kmer changes mentioned previously, run times for finding overlaps in Nanopore reads should decrease by 5 to 10 fold.

PacBio的纠错后错误率默认设置是0.045,那么相对速度可能就是Nanopore的30倍。换句话说,同样的数据量,PacBio装1天,可能Nanopore就要一个月。很多基因组大一点,根本就不敢用Canu。

We also tried to use Canu41 but could not get to the final assembly stage owing to the high computational requirements.

这里总结下我看文献找到的一些组装策略,一般我们可以都尝试下,然后选择结果参数最好的作为最终版本

方案1: 不纠错直接组装。输入数据分为两种情况,一种是用所有的原始数据(包括长度过滤2K/5K以下),一种则是选择最长的30X, 40X作为输入。

方案2: 纠错后组装,然后挑选所有数据或者最长的30X, 40X作为输入。可供选择的纠错工具如下

: NECAT, Canu可以从头跑到尾,其中NECAT是MECAT的继任者,专门处理Nanopore组装。

由于Canu的参数选择会明显的影响到运行速度,因此在Canu官方FAQ里对不同Nanopore版本参数组装进行了介绍

  • Nanopore R7 1D和低相似度reads: 这种数据目前已经不存在了,所以不在此处讨论。
  • Nanopore R7 2D和 Nanopore R9 1D: 如果数据覆盖度和错误率比较高的话,需要调整参数overlapper=mhap utgReAlign=true. 对于大基因组会降低连续性。
  • Nanopore R9 2D: 调整纠错后的错误率. correctedErrorRate=0.105
  • Nanopore R9.4: 这应该是目前公司的交付结果,原始数据错误已经有很高提升,纠错后的错误率也比较低。如果基因组的覆盖度超过30X,那么设置如下参数corMhapOptions=--threshold 0.8 --ordered-sketch-size 1000 --ordered-kmer-size 14' correctedErrorRate=0.105 可以提高运行速度。
Nanopore不同平台的试剂

由于现在的三代测序价格低了,因此之前那种低深度测序,然后用二代进行raw read纠错的方法,或者混合组装的方法,就不讨论了。

欢迎在评论区补充工具

参考资料

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,185评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,445评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,684评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,564评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,681评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,874评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,025评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,761评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,217评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,545评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,694评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,351评论 4 332
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,988评论 3 315
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,778评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,007评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,427评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,580评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容