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六倍体甘薯组装与挂载教程

本教程演示了六倍体甘薯 (Ipomoea batatas, 2n = 6x = 90) 的基因组组装与挂载(Scaffolding)工作流程。


1. 使用 Hifiasm 进行 Contig 组装(Hi-C 模式)

首先,利用 PacBio HiFi 测序数据和双端 Hi-C 数据运行 hifiasm(Hi-C 模式),以生成单倍型分辨的 unitigs:

~/software/hifiasm-0.25.0/hifiasm -t 190 \
    -o hifi.asm \
    --h1 fei-tanzania1_S3HiC_R1.fastq.gz,fei-tanzania2_S3HiC_R1.fastq.gz \
    --h2 fei-tanzania1_S3HiC_R2.fastq.gz,fei-tanzania2_S3HiC_R2.fastq.gz \
    SRR29949524_subreads.fastq.gz

接下来,合并来自两个单倍型(hap1hap2)的组装结果和组装图,以便进行后续的挂载:

# 合并 fasta 文件
cat hifi.asm.hic.hap1.p_ctg.fasta hifi.asm.hic.hap2.p_ctg.fasta > haps.p_ctg.fasta 

# 合并 GFA 文件(不包含序列信息)
cat hifi.asm.hic.hap1.p_ctg.noseq.gfa hifi.asm.hic.hap2.p_ctg.noseq.gfa > haps.p_ctg.noseq.gfa

2. 使用 C-Phasing 进行基因组挂载

运行 cphasing pipeline 对合并后的单倍体组装结果进行挂载。由于甘薯是六倍体,染色体基数为 15,因此最终预期的染色体群组(Groups)数量为 90($15 \times 6$)。

我们在此设置参数 -n 15:6 激活单倍型聚类,并启用 --collapsed-rescue 模块来挽救和解析压缩(collapsed)区域:

cphasing pipeline \
    -f haps.p_ctg.fasta \
    --hic1 fei-tanzania1_S3HiC_R1.fastq.gz \
    --hic1 fei-tanzania2_S3HiC_R1.fastq.gz \
    --hic2 fei-tanzania1_S3HiC_R2.fastq.gz \
    --hic2 fei-tanzania2_S3HiC_R2.fastq.gz \
    -t 100 \
    -n 15:6 \
    -e 0 --split-length 0 \
    --collapsed-rescue \
    --gfa haps.p_ctg.noseq.gfa \
    -hcr \
    -p GATC \
    -o cphasing_output