技术贴-在线生信分析工具汇总

技术贴-在线生信分析工具汇总

工欲善其事,必先利其器,今天来总结一下在线生信分析工具:
1. 粳稻参考基因组ID转换在线工具:PlantGSEA(http://structuralbiology.cau.edu.cn/PlantGSEA/)
粳稻参考基因组日本晴主要常用的有两个版本,分别为The Rice Annotation Project (RAP)(https://rapdb.dna.affrc.go.jp/index.html)和Rice Genome Annotation Project (RGAP7,MSU)(http://rice.plantbiology.msu.edu/index.shtml),因此其注释基因数量和基因登录号也不相同。RAP格式为“Os-Chr-g-number”,MSU格式为“LOC_Os-Chr-g-number”。
日常分析数据过程中会遇到两种格式ID相互转换的问题。PlantGSEA(http://structuralbiology.cau.edu.cn/PlantGSEA/)提供了非常方便的在线ID转换工具,可实现多种格式转换,满足在线生信工具的格式要求。非常方便,非常方便,非常方便。
第一步:输入需要转换的基因-选择物种-选择需要转换出的格式-点击转换按钮

第二步:转换后的输出结果:

2.agriGO (http://systemsbiology.cau.edu.cn/agriGOv2/)
这是一款专注于农业领域与部分动物的在线分析工具和数据库,目前已更新到2.0版本,支持45个物种和292种数据类型。有基因富集分析、基因富集参数分析、基因富集分析的交叉比较等多种工具,能方便快捷地获得基因富集分析的结果。

以最常见的基因富集分析为例,点击Species,选择物种(这里以水稻为例),点击【ANALYSIS TOOL】选择单富集分析,即Singular Enrichment Analysis (SEA),在列表框中输入差异表达基因的ID,点击Submit就能得到结果。若物种列表中没有相应物种,可以选择定制模式(customized mode),但要同时输入基因ID和GO注册号。
富集分析
各种分析具体概念解释和内容都将在页面的右侧显示:
1. 要确定分析的物种,在.Select the species中进行物种设定
2. 例如SEA分析,传统的富集分析过程;
3. 在对应的输入框中输入正确的基因ID;
4. 之后于Select reference中设定富集的backgrounds。

分析结果
根据设定完成分析之后,跳转到结果页面(如下图所示),第一部分是对数据和分析的概括,之后是各部分详细分析结果,而每一部分都可选定项目进行绘图。

(1) 分析结果总结包含物种、参考基因组、显著富集的GO通路数量等信息;
(2)层次图,整个图片又分为三个GO类别,分别是生化工程、分子功能和胞内组分,用户可提取自己需要的部分,选择图片参数后点击【generate】即可生成图片。每个方框表示一个GO通路并有相应的说明,颜色越深表示富集程度越高;

(3)柱形图,给出了显著富集的GO通路,同样设置好参数后点击【generate】生成图片,其中每条柱子都表示一条显著富集的代谢通路;

(4) 显著富集GO通路的详细信息,包括p-value,GO通路的说明等。

3. KEGG (https://www.kegg.jp/kegg/kegg2.html)
KEGG全称为Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(京都基因与基因组百科全书),整合了基因组、化学和系统功能信息,把从已经完整测序的基因组中得到的基因目录与更高级别的细胞、物种和生态系统水平的系统功能关联起来。与NCBI一样,KEGG也是国际上最常用的生物信息数据库之一,内容丰富,功能强大。
转录组分析中我们经常感兴趣的是某些差异表达基因是否参与了某些特定的代谢通路中,这时候KEGG就派上用场了。
例如我们感兴趣的是一些参与植物生长素信号转导的基因,那么怎么操作呢,下面具体说明。
在KEGG主界面搜索框中输入plant hormone,点击Go,出现两个map,点击map04075,得到数据库中关于植物激素信号转导(PATHWAY: map04075)的有关信息。

从pathway map中我们可以看到所有已知的参与植物激素信号转导的代谢物和酶。在这里对这张图做一个简要说明。椭圆形表示其他代谢通路,小圆圈表示代谢物,矩形框表示参与代谢的酶。以图中的生长素运输载体AUX1为例,点进去后可以看到各个物种的AUX1基因。如果我们的差异表达基因集中有相关基因,就可以认为这些基因参与了这条代谢通路。

那么怎么查看参与这条代谢通路上的所有基因呢,还是回到我们刚才的界面PATHWAY: map04075,在页面下方有一栏是KOpathway,点击ko04075;

进入之后可以看到出现了更多关于这条代谢通路上的信息,其中Ortholog一栏就是参与这条代谢通路所有已知的基因。

现在问题来了,假如我们关注的基因参与了这条代谢通路,怎么用图形具体表现呢?
这就要用到KEGG中的作图工具了。回到KEGG主界面,在下方的Analysis tools中选择KEGG Maper,进入之后选择SearchColor Pathway,这就是我们要用到的作图工具了。

1 .在select栏选择reference;2. 在输入框中输入相应基因的ko编号(Orthology 栏里面对应的基因ko编号),并在ko编号后面写上需要显示的颜色(默认为粉色);3. 最后点击下方的Exec按钮,就能够得到最后的结果了。现在见证奇迹的时刻到了,点击结果中最下方的map04175就生成了我们最终需要的代谢通路图,可以看到我们输入的基因已经着色了,很神奇!

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