使用R处理一代测序的结果数据

一、一代测序的结果以*.ab1和*.seq储存,其中*.seq文件可以使用记事本打开,储存的是测序的序列结果(ATCG序列,而且是峰值最高的信号所代表的碱基),而*.ab1文件需要用特殊的可视化软件打开,储存的是序列信息及测序时每个碱基的信号强弱,可以通过该文件识别杂合位点(信号比最高信号稍低,比背景信号高)
二、本文主要介绍通过R包--sangerseqR来处理该类数据
1)安装R包(该包在bioconductor中,通过biocmanager安装即可)
2)读入文件

library(sangerseqR)
#读入*.ab1文件
seq<-readsangerseq("C://Users/shinelon/Desktop/g2001137145-C-3_3R.ab1")
#seq是一个sangerseq对象
> class(seq)
[1] "sangerseq"
attr(,"package")
[1] "sangerseqR"
#看一下seq的结构
> str(seq)
Formal class 'sangerseq' [package "sangerseqR"] with 7 slots
  ..@ primarySeqID  : chr "From ab1 file"
  ..@ primarySeq    :Formal class 'DNAString' [package "Biostrings"] with 5 slots
  .. .. ..@ shared         :Formal class 'SharedRaw' [package "XVector"] with 2 slots
  .. .. .. .. ..@ xp                    :<externalptr> 
  .. .. .. .. ..@ .link_to_cached_object:<environment: 0x000000001515c418> 
  .. .. ..@ offset         : int 0
  .. .. ..@ length         : int 830
  .. .. ..@ elementMetadata: NULL
  .. .. ..@ metadata       : list()
  ..@ secondarySeqID: chr "From ab1 file"
  ..@ secondarySeq  :Formal class 'DNAString' [package "Biostrings"] with 5 slots
  .. .. ..@ shared         :Formal class 'SharedRaw' [package "XVector"] with 2 slots
  .. .. .. .. ..@ xp                    :<externalptr> 
  .. .. .. .. ..@ .link_to_cached_object:<environment: 0x000000001515c418> 
  .. .. ..@ offset         : int 0
  .. .. ..@ length         : int 830
  .. .. ..@ elementMetadata: NULL
  .. .. ..@ metadata       : list()
  ..@ traceMatrix   : int [1:9919, 1:4] 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 ...
  ..@ peakPosMatrix : num [1:830, 1:4] 3 20 36 47 61 75 86 97 109 116 ...
  ..@ peakAmpMatrix : int [1:830, 1:4] 413 1602 920 1425 750 1320 885 991 777 884 ...

#对该对象的详细描述可以查阅帮助文档了解
 ?sangerseq

Slots

primarySeqID
Source of the primary basecalls. Functions that modify these calls, such as makeBaseCalls and setAllelePhase will also change this value.

secondarySeqID
Source of the secondary basecalls. See above.

primarySeq
The primary Basecalls formatted as a DNAString object.

secondarySeq
The secondary Basecalls formatted as a DNAString object.

traceMatrix
A numerical matrix containing 4 columns corresponding to the normalized signal values for the chromatogram traces. Column order = A,C,G,T.
对于色谱信号的标准化的平均值

peakPosMatrix
A numerical matrix containing the position of the maximum peak values for each base within each Basecall window. If no peak was detected for a given base in a given window, then "NA". Column order = A,C,G,T.
色谱信号最高峰所在的位置

peakAmpMatrix
A numerical matrix containing the maximum peak amplitudes for each base within each Basecall window. If no peak was detected for a given base in a given window, then 0. Column order = A,C,G,T.
色谱信号在每个碱基处的高度

三、使用

seq<-makeBaseCalls(seq,ratio=0.2)#将高度比(某峰比上该处最高峰)的值大于0.2,认为是真正的信号
peakAmp<-peakAmpMatrix(seq)
peakAmp<-as.data.frame(peakAmp)
colnames(peakAmp)<-c("A","C","G","T")
#计算ratio,用每个碱基的第二大的峰值除以最高峰
peakAmp$ratio<-apply(peakAmp,1,function(x){a=sort(x,decreasing = T);a[2]/a[1]})
peakAmp$sig<-ifelse(peakAmp$ratio>0.2,T,F)
peakAmp$primaryseq<-t(str_split(primarySeq(seq,string = T),pattern = "",simplify = T))
peakAmp$secondary<-t(str_split(secondarySeq(seq,string = T),pattern = "",simplify = T))
#检验一下primaryseq和secondaryseq是否根据AMP计算的
#peakAmp$gussprimary<-apply(peakAmp[,1:4],1,function(x){c("A","C","G","T")[which(x==max(x))]})
#identical(as.character(peakAmp$primaryseq),as.character(peakAmp$gussprimary))
#[1] TRUE
#secondary没法检验,因为需要考虑碱基的合并及ratio的阈值
guss写错了,应该改成guess,手误!
#可视化测序结果
chromatogram(seq, width = 200, height = 2, showcalls = "both")

peakAmp

chromatogram

四、我把这个过程写成了shiny程序,可自行取用
app.R

library(sangerseqR)
library(shiny)
library(stringr)
library(openxlsx)

ui <- fluidPage(
  headerPanel("Sangerseq"),
  mainPanel(fileInput(inputId = "ab1.input",label = "输入ab1文件",accept = ".ab1"),
            textInput(inputId = "ratio.input",label = "输入ratio",value = 0.2),
            actionButton(inputId = "start",label = "运行"),
            plotOutput(outputId = "chromatogram.output",width = "2000px"),
            tableOutput(outputId = "table.output"),
            textInput(inputId = "filename",label = "保存的文件名",value = paste("sangerseq",Sys.time(),".xlsx",sep = "")),
            downloadButton(outputId = "res.download",label = "下载结果"))
)

server <- function(input, output, session) {
  
  seq=reactive({
    input$start
    isolate({seq=readsangerseq(input$ab1.input$datapath);seq=makeBaseCalls(seq,ratio = input$ratio.input);return(seq)})
  })
  output$chromatogram.output=renderPlot({
    chromatogram(seq(), width = 200, height = 2, showcalls = "both")})
  peakAmp<-reactive({
    peakAmp<-peakAmpMatrix(seq())
    peakAmp<-as.data.frame(peakAmp)
    colnames(peakAmp)<-c("A","C","G","T")
    peakAmp$ratio<-apply(peakAmp,1,function(x){a=sort(x,decreasing = T);a[2]/a[1]})
    peakAmp$sig<-ifelse(peakAmp$ratio>input$ratio.input,T,F)
    peakAmp$primaryseq<-t(str_split(primarySeq(seq(),string = T),pattern = "",simplify = T))
    peakAmp$secondaryseq<-t(str_split(secondarySeq(seq(),string = T),pattern = "",simplify = T))
    return(peakAmp)
  })
  output$table.output<-renderTable({head(peakAmp())},rownames = T)
  output$res.download<-downloadHandler(
    filename = input$filename,
    content = function(file){
      write.xlsx(peakAmp(),file = file)
    },
    contentType = "xlsx"
  )
  
  
}

shinyApp(ui, server)
shiny.sangerseq
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,088评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,715评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,361评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,099评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 60,987评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,063评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,486评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,175评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,440评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,518评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,305评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,190评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,550评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,880评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,152评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,451评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,637评论 2 335