samtools view：SAM/BAM格式文件的查看器

一、簡介

samtools view是一款可以查看SAM（Sequence Alignment/Map）和BAM（Binary Alignment/Map）兩種格式的文件的工具，可用於過濾、轉換、排序、合併、索引等操作。SAM/BAM格式是存儲測序數據的標準格式，可包含參考序列信息、測序序列信息、比對信息等，方便後續的生物信息學分析。

二、安裝

samtools view是samtools中的一部分，因此需要先安裝samtools。啟動終端，輸入以下命令：

sudo apt update
sudo apt install samtools

安裝完成後，輸入以下命令即可查看samtools版本號：

samtools --version

三、查看SAM/BAM文件

查看SAM/BAM文件的基本命令格式如下：

samtools view [options] 

其中，options是可選參數，input.bam是待查看的文件名。

示例命令，查看樣本A的比對信息：

samtools view SampleA.bam

默認情況下，輸出信息包括每個比對的SAM格式信息。如果需要以BAM格式輸出，可以使用-o選項：

samtools view -b SampleA.bam -o SampleA.bam.bg

若需要只查看某一特定染色體上的比對信息，則可以通過輸入染色體名稱的方式進行過濾：

samtools view SampleA.bam chr1

若需要進行區間提取，則需要輸入區間的起始位置和終止位置，如chr1:1000-2000：

samtools view SampleA.bam chr1:1000-2000

四、質量過濾

查看某個樣本的比對結果時，可能需要去除一些低質量的序列。samtools view提供了兩種方式進行質量過濾，分別是基於MAPQ值和基於flag標誌。

基於MAPQ值過濾：

samtools view -q 20 SampleA.bam

以上命令將只輸出MAPQ值大於20的比對信息，MAPQ值代表比對的置信度，取值範圍為0~255。默認情況下，所有比對的MAPQ值都是60，因此只有在有足夠置信度的情況下才會輸出比對結果。

基於flag標誌過濾：

samtools view -F 0x4 SampleA.bam

以上命令將過濾掉flag標誌為0x4的比對信息，0x4表示序列不能比對到參考序列上。

五、格式轉換

samtools view提供了多種格式轉換的方式，如SAM轉BAM、BAM轉SAM、SAM或BAM轉CRAM、BAM轉BED等。

SAM轉BAM：

samtools view -b SampleA.sam -o SampleA.bam

BAM轉SAM：

samtools view -h SampleA.bam -o SampleA.sam

SAM或BAM轉CRAM：

samtools view -T ref.fa -C SampleA.bam -o SampleA.cram

BAM轉BED：

bedtools bamtobed -i SampleA.bam > SampleA.bed

六、其他常用操作

1. 對BAM進行排序：

samtools sort SampleA.bam -o SampleA.sorted.bam

2. 對BAM進行索引：

samtools index SampleA.sorted.bam

3. 合併多個BAM文件：

samtools merge merged.bam SampleA.bam SampleB.bam SampleC.bam

4. 查看BAM文件中的參考序列信息：

samtools view -H SampleA.bam | grep '@SQ'

七、總結

samtools view是生物信息學中極為重要的SAM/BAM文件查看工具，不僅可以查看、轉換、過濾、排序、合併、索引等操作，而且支持多種格式之間的相互轉換，十分方便實用。