circos基因共线性分析

共线性分析是指研究基因组或染色体中的基因之间的演化关系和相关性的方法。它可以帮助揭示基因重复事件、基因家族、基因重排和基因功能保留等不同生物过程中的重要信息。
在共线性分析中，通常使用序列比对和比较的方法来识别基因组中的共线性区域。这些方法可以检测到同源基因、重复序列、倒转片段和基因重排等结构变化，并提供了解基因组进化和功能保留的线索。
共线性分析的结果可以用来构建基因组图谱、揭示基因家族的演化、预测基因功能和进化等。这对于研究物种的遗传演化、基因功能和基因组结构具有重要意义，并且在农业、医学和生物技术等领域中也有广泛的应用。

进行 Circos 基因共线性分析，需要以下步骤：

1. 准备数据：获取基因组序列文件、基因注释文件和基因共线性结果文件。确保数据格式符合要求。
2. 配置 Circos：创建 Circos 的配置文件，通常命名为 circos.conf。在配置文件中，指定基因组数据的位置、样式、颜色、图像大小等信息。
3. 处理共线性数据：将基因共线性结果文件转换为 Circos 可识别的格式。可以使用 MCScanX 或其他共线性分析工具生成的结果，然后通过脚本或自定义代码将其转换为 Circos 的输入格式。

第1列：染色体ID，指连线起始的染色体
第2列：连线起始的染色体的起始位置
第3列：连线起始的染色体的终止位置
第4列：染色体ID，指连线的终止染色体
第5列：连线终止的染色体的起始位置
第6列：连线终止的染色体的终止位置
第7列：连线颜色，这一列可以省略
chr01   23224373    23226605    chr01   29960694    29963049    color=142,212,202
chr01   23247278    23250623    chr01   29987911    29994075    color=142,212,202
chr01   23316218    23322871    chr01   29995196    29999996    color=142,212,202
chr01   23324460    23325125    chr01   30003535    30005888    color=142,212,202

安装MCScanX

wget https://codeload.github.com/wyp1125/MCScanX/zip/refs/heads/master
unzip master.zip
cd MCScanX-master
make
# 测试安装是否成功（能打印出来help信息则表示成功）
./MCScanX -h
# 成功则添加到环境变量
echo 'export PATH=$PATH:'"$(pwd)" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

共线性分析

pep= Oryza_sativa.IRGSP-1.0.pep.all.fa
gff3=Oryza_sativa.IRGSP-1.0.48.gff3
mkdir blastresult
makeblastdb -in ${pep} -dbtype prot -out Os  
blastp -query ${pep} -db Os -out ./blastresult/Os.blast -evalue 1e-10 -num_threads 10 -outfmt 6 -num_alignments 5
# 格式化gff3文件，后面用的gff3都是格式化好的，千万注意
awk -vFS="\t" -vOFS="\t" '{if($3=="mRNA"){match($9,/ID=([^;]+)/,a);sub(/ID=/,"",a[0]);print $1,a[0],$4,$5}}' ${gff3} > ./blastresult/Os.gff
cd blastresult
MCScanX Os
cd ./blastresult
grep -v "#" tair10.collinearity | cut -f2,3 | \
awk -vFS="\t" -vOFS="\t" 'NR==FNR{arr[$2]=$2;brr[$2]=$1"\t"$3"\t"$4}NR!=FNR{if(arr[$1]==$1)print brr[$1],$2}' Os.gff - | \
awk -vFS="\t" -vOFS="\t" 'NR==FNR{arr[$2]=$2;brr[$2]=$1"\t"$3"\t"$4}NR!=FNR{if(arr[$4]==$4)print $1,$2,$3,brr[$4]}' Os.gff - > ../circos.link.txt

link文件格式

###circos.conf 文件加上这些
<links>

<link>
file          = num/link
radius        = 0.44r
color         = blue_a4
ribbon = yes
</link>

</links>

最终的连线