文章仅是记录自己的学习使用，有错误请指出，我立刻改正！

更多说明：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/451939113
http://www.bio-soft.net/format.html
https://www.jianshu.com/p/0e36e3cc33bb

一、序列比对软件区别

• 在对比对工具进行比较时，通常将其分为DNA比对工具（DNA-seq）和RNA比对工具（RNA-seq）。
• 它们的区别在于是否会考虑跨外显子的比对，即：是否会将没有比对上的reads劈开，对劈开后的两部分再次比对。（PRO-seq/GRO-seq，它们虽然在建库时捕获的RNA，但是它们的比对并不需要考虑跨外显子）
• 常用软件：
  DNA-seq：BWA；bowtie&bowtie2
  RNA-seq：STAR；HISAT2；Tophat&Tophat2

二、DNA-seq 比对工具

（一）BWA

• BWA主要应用二代测序后的大量短小片段与参考基因组之间的定位比对。需要先对参考序列建建立索引，BWA也是基于 BWT和 FM-Index 理论来对参考基因组做索引。根据测序方法的不同，有单末端序列(Single-end，SE)比对和双末端序列(Pair-end，PE)比对。

（二）bowtie&bowtie2

• bowtie出现在测序行业还不成熟的时候，序列长度普遍在50bp以下，bowtie的只满足长度在50bp以下的reads的比对。官方称其可以把短的DNA序列（35bp）快速的比对到人类基因组上。
• bowtie2 是一款经典的短读长序列（ 50-100 bp，最多可到1000 bp ) 比对软件，节约内存且灵活与成熟的短序列比对软件，比较适合下一代测序技术。支持单端测序（unpaired) 和双端测序的比对。支持全局比对（end-to-end align ) 和 局部比对( local align )。其通常使用全文分索引(FM-index)以及Burrows-Wheeler 变换(BWT)索引基因组使得比对非常快速且内存高效，但是这种方法不适合于找到较长的、带缺口的序列比对
• 结论：bowtie和bowtie2，是两个不同类型的比对工具，bowtie2并非是bowtie的升级。尺有所长寸有所短，bowtie适合长度在50b长度以内的reads比对，而bowtie2适合50-100b，甚至更长的reads比对。但是这两个都属DNA-seq比对工具

一、RNA-seq 比对工具

• RNA-Seq测序的特性，天然的会有一部分数据延伸到内含子区，这部分跨越外显子和内含子的reads就称为『junction reads』，所以RNA-Seq比对软件需要针对此进行优化。
• junction 和 soft-clip
  1、junction事件：转录组RNA reads比对不同于基因组DNA reads比对(如ChIP-seq、WES等)的地方在于，比对的reads可能来源于2个被内含子隔开的外显子区域，导致reads一端比对在第一个外显子的后面部分，另一端比对在第二个外显子的前面部分，即跨剪切位点，从而形成exon-exon junction (剪接点)。这些reads又称为junction reads，对转录本的拼接、鉴定和差异分析具有重要的意义。
  2、soft-clip事件: 即reads末端存在低质量碱基或接头导致比对不上的， STAR会自动尝试截去未比对部分，只保留比对上的部分 。

（一）STAR

• STAR是ENCODE皇家御用的RNA-seq比对工具，ENCODE计划(ENCyclopedia Of DNA Elements)又称人类基因组DNA元件百科全书计划，是2003年在人类基因组计划完成之后紧接着的又一个大型国际科研项目。

（二）HISAT2

• Tophat2的原作者们也不知道是出于什么考虑，不再更新Tophat2，转而开发了一个新的比对工具HISAT2，更是推荐人们使用HISAT2，声称其速度更快，内存占用率更小，准确率更高。
• 此外，HISAT2不仅支持RNA-seq的比对还支持DNA-seq比对，唯一需要做的就是加上一个参数--no-spliced-alignment。但是就目前来看，大部分人都是使用HISAT2做RNA-seq，没人使用它做DNA-seq

（三）Tophat&Tophat2

• Tophat/Tophat2工具本身不能进行比对，它是通过调用bowtie/bowtie2进行比对的。划重点，bowtie2不是bowtie的升级版，但是Tophat2是Tophat2的升级版。因此Tophat只可以调用bowtie，而Tophat2不仅可以调用bowtie2（默认）还可以更改设置调用bowtie。
• Tophat/Tophat2调用bowtie/bowtie2后，会首先使用bowtie/bowtie2对序列进行比对，对于那些没有比对上的，会考虑其跨外显子的可能性，将reads劈开重新比对。

（四）全长转录本

• 全长转录组（Full-length transcriptome）是基于PacBio和Nanopore三代测序平台，无需打断拼接，直接获得包含5’UTR、3’UTR、polyA尾的mRNA全长序列及完整结构信息，从而准确分析有参考基因组物种可变剪接及融合基因等结构信息，克服无参考基因组物种转录本拼接较短、信息不完整的难题。同时还可以借助二代测序数据，进行转录本特异性表达分析，获得更加全面的注释信息。

1、GMAP

• 传统的使用比较多的长读长比对软件是GMAP，05年发表公布，最开始是用来比对低通量的EST序列的，后来进一步升级为GSNAP,，其支持高通量的二代测序。
• PacBio测序技术出现后，GMAP常用于Iso-seq转录本的鉴定，目前仍是相关研究引用量最高的比对软件，该软件也一直在持续更新升级。其可以将转录本序列与参考基因组序列比对，输出gff文件，比对速度稍慢。

2、 Minimap2

• Minimap2是生信大牛李恒18年用C语言开发的可以用于三代数据（subreads、iso-seq）比对的长序列比对软件，与传统的三代比对工具GMAP相比，其速度有非常显著的提升，当然同时消耗的内存也比较大。使用方法也比较简单，近几年引用次数增长的也很迅速.