深度解析LTR_retriever：LTR反转录转座子的精准识别工具

admin 2个月前 (03-12) 阅读数 18 #开源软件项目

## 项目介绍

LTR_retriever 是一个基于Perl的命令行程序，用于从LTRharvest、LTR_FINDER、MGEScan 3.0.0、LTR_STRUC和LtrDetector的输出中准确识别LTR反转录转座子（LTR-RTs），并为基因组注释生成非冗余的LTR-RT库。该程序默认会生成全基因组的LTR-RT注释和LTR组装指数（LAI），用于评估输入基因组的组装连续性。

## 项目及技术应用场景

LTR_retriever 适用于基因组学研究领域，特别是在基因组注释和LTR-RT分析中具有重要作用。LTR-RTs 是基因组中常见的重复序列，对基因表达和基因组结构有重要影响。该工具能够帮助研究人员快速、准确地识别LTR-RTs，进而为基因组的功能注释和研究提供重要信息。

## 核心功能解析

### 1. 输入与输出

**输入：**
- **基因组序列：** 需要输入待分析的基因组序列。
- **LTR-RT候选者：** 需要从LTRharvest、LTR_FINDER等工具的输出中获取。

**输出：**
- **完整的LTR-RTs：** 包含坐标和结构信息的总结表（.pass.list）和GFF3格式输出（.pass.list.gff3）。
- **LTR-RT库：** 包含所有非冗余LTR-RTs的文件（.LTRlib.fa），所有非TGCA LTR-RTs的文件（.nmtf.LTRlib.fa）以及所有冗余LTR-RTs的文件（.LTRlib.redundant.fa）。
- **全基因组LTR-RT注释：** 包括GFF格式输出（.out.gff）、LTR家族总结（.out.fam.size.list）、LTR超家族总结（.out.superfam.size.list）以及每个染色体上的LTR分布（.out.LTR.distribution.txt）。
- **LTR组装指数（LAI）：** 用于评估基因组组装质量的指标。

### 2. 安装与依赖

**快速安装：** 使用conda命令直接安装。
```bash
conda env create -f /your_path_to/LTR_retriever/LTR_retriever.yml
```
或者使用conda recipe进行安装，但可能需要较长时间。

**标准安装：** 手动指定依赖程序的路径，包括BLAST+、CD-HIT、HMMER、RepeatMasker和TEsorter。

## 安装与配置指南

### 快速安装使用conda
```bash
conda create -n LTR_retriever
conda activate LTR_retriever
conda install -y -c conda-forge perl perl-text-soundex libstdcxx-ng
conda install -y -c bioconda cd-hit 'repeatmasker <4.1.5' rmblast tesorter
git clone 
./LTR_retriever/LTR_retriever -h
```

### 标准安装

修改LTR_retriever目录下的`paths`文件，指定依赖程序的路径。

## 实战案例分析

以下是一个使用LTR_retriever的示例流程：

1. 使用gt suffixerator和gt ltrharvest生成LTRharvest的输入文件。
2. 使用LTR_FINDER_parallel生成输出文件。
3. 合并LTRharvest和LTR_FINDER_parallel的输出。
4. 运行LTR_retriever进行LTR-RT识别。
5. 运行LAI进行基因组组装质量评估。

```bash
/your_path_to/gt suffixerator -db genome.fa -indexname genome.fa -tis -suf -lcp -des -ssp -sds -dna
/your_path_to/gt ltrharvest -index genome.fa -minlenltr 100 -maxlenltr 7000 -mintsd 4 -maxtsd 6 -motif TGCA -motifmis 1 -similar 85 -vic 10 -seed 20 -seqids yes > genome.fa.harvest.scn
/your_path_to/LTR_FINDER_parallel -seq genome.fa -threads 10 -harvest_out -size 1000000 -time 300
cat genome.fa.harvest.scn genome.fa.finder.combine.scn > genome.fa.rawLTR.scn
/your_path_to/LTR_retriever -genome genome.fa -inharvest genome.fa.rawLTR.scn -threads 10 [options]
/your_path_to/LAI -genome genome.fa -intact genome.fa.pass.list -all genome.fa.out [options]
```

## 常见问题解答

- **如何处理长序列名称？**
  - 建议使用简短且简单的序列名称，例如使用字母、数字和下划线生成唯一名称，长度不超过15个字符。

- **如何转换其他LTR识别工具的输出格式？**
  - 使用LTR_retriever提供的转换脚本，例如`convert_ltr_struc.pl`、`convert_MGEScan3.0.pl`和`convert_ltrdetector.pl`。

## 发展历程与未来展望

LTR_retriever 自发布以来，已经在基因组学研究领域得到广泛应用。未来，开发团队将继续优化算法，提高识别准确性，并拓展更多功能，以满足不同研究需求。

通过本文，我们希望为LTR_retriever的使用者提供更深入的了解，助力LTR-RT研究的深入进行。

版权声明

本文版权归开源软件库所有，未得允许禁止转裁。

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