bcftools：基因組變異分析

一、bcftools SNP

bcftools是一個非常強大的基因組變異分析工具，可用於分析單個核苷酸變異（SNP）和結構變異（INDEL）。在bcftools中，使用 “call” 命令檢測多個樣本的單核苷酸變異，並使用 “filter” 命令過濾變異，以識別與疾病相關的變異。

以下是基本使用bcftools進行單核苷酸變異檢測的示例命令：

bcftools mpileup -Ou -f /path/to/reference.fa /path/to/input.bam | bcftools call -vmO z -o output.vcf.gz

在上述命令中，mpileup命令從參考序列中開始，將輸入BAM文件中的每個樣本比對到參考序列上，生成BAM文件。然後bcftools call用於檢測單個核苷酸變異，並根據Phred質量分數進行過濾，最後將結果輸出為vcf文件。

在上述命令中，給出的參數含義如下：

二、bcftools mpileup

bcftools mpileup也是一款很常用的工具，它可以對多個樣本同時進行比對。下面是一個示例命令：

bcftools mpileup -Ou -f /path/to/reference.fa /path/to/input1.bam /path/to/input2.bam | bcftools call -vmO z -o output.vcf.gz

在上面的代碼中，我們通過mpileup將參考基因組 和 輸入文件輸入，mpileup命令將每個輸入文件的數據與參考序列一起處理併產生一個輸出文件。輸出文件可以直接在後續的分析中使用以確定SNP變異結果。mpileup通過使用samtools中的序列比對演算法進行比對，因此它輸入的文件必須是經過序列比對後的BAM文件格式。

三、bcftools安裝

bcftools可以在Linux、OSX、Windows等平台上運行。以下是在Linux上安裝bcftools的示例命令：

sudo apt-get update
sudo apt-get install bcftools

當然，我們也可以使用源代碼安裝：

git clone git://github.com/samtools/bcftools.git
cd bcftools
make

四、bcftools view

bcftools view命令可用於轉換、壓縮和過濾vcf和bcf文件，並且是解析VCF文件的主要工具之一。下面是一個示例命令：

bcftools view -i '%QUAL>=50' input.vcf.gz -Ov -o output.vcf

在上述命令中，view命令使用-i參數指定QUAL>=50的基因型質量分數。然後輸入command指定輸入文件為input.vcf.gz，輸出文件為output.vcf。在第二個命令中，使用 -Ov參數將結果輸出為vcf文件，而-o參數指定輸出文件的文件名。

五、bcftools合併vcf

bcftools merge 命令可以將多個vcf文件合併為一個vcf文件。以下命令合併了兩個vcf文件：

bcftools merge in1.vcf.gz in2.vcf.gz -Oz -o merged.vcf.gz

在上述命令中，我們首先列出要合併的VCF文件，然後指定 -Oz參數將輸出壓縮為bgzf格式。

六、bcftools call SNP

bcftools call命令用於檢測SNP，並生成vcf結果文件，該命令具有多種用途。下面給出的是一個示例命令：

bcftools call -mv -Oz -o output.vcf.gz input.bcf 

在上述命令中，我們將使用 call 命令檢測SNP變異，並使用 -m 參數啟用多態性的輸出。經過處理後，bcftools將結果輸出為vcf文件。

七、bcftools merge

bcftools merge命令可以用於合併多個bcf/vcf文件，或可以將多個文件合併為一個單獨的bcf/vcf文件以進行進一步的分析。以下是示例命令：

bcftools merge -o merged.bcf in1.vcf.gz in2.vcf.gz 

在上述命令中，我們指定了要合併的文件名，然後指定了輸出文件的文件名。

八、總結

bcftools是一個非常強大的基因組變異分析工具，提供了多種實用功能，包括 SNP、 INDEL、檢測和過濾驗證、合併文件和調用 SNP。它是基因組分析工作中的不可或缺的工具之一。