S2.4 Alignment graph of long reads
S2.4 节 “Alignment graph of long reads” 是补充材料中关于长 reads 比对图的材料与方法部分,详细说明了如何从原始 PacBio 数据生成 pairwise 比对,并针对某一条目标 read 构建 GFA 2 比对图,最后用 GfaViz 进行可视化。这一节直接对应主文 S1.1 节中展示的图 S1。
下面逐小节解释。
S2.4.1 源数据
- 使用 E. coli K12 样本数据集,来自 PacBio 纠错流程 PBCR(Berlin et al., 2015)。
- 数据从 PBCR 网站获取。
- 该数据集是使用 PacBio RS II 测序仪、P5-C3 化学试剂和 单个 SMRTcell 产生的数据的 随机子集。
- 也就是说,覆盖度约为 ,适合用来展示长 reads 之间的比对关系。
S2.4.2 两两 reads 比对
- 使用 minimap2 v2.0(Li, 2018)计算 PacBio reads 之间的两两比对。
- 使用的选项是
-x ava-pb,这是 minimap2 中用于 PacBio all-vs-all 重叠比对的预设参数。 - 然后使用自定义 Python 脚本
paf2gfa2.py:- 从比对结果中收集给定 read(这里是 138143/0_22379)的所有比对;
- 将这些比对转换为 GFA 2 格式。
- 这样得到的就是以 read 138143/0_22379 为中心、与其他 reads 的比对图。
S2.4.3 长 reads 比对图的可视化
- 使用 GfaViz 可视化 read 138143/0_22379 与 PBCR E. coli 数据集中其他 reads 的比对图。
- 布局采用默认布局(Stress Minimization)。
- 使用样式表
longreads.style,其中指定了两个关键选项:--seg-max-sub 1:将 segments 可视化为直线,而不是多边形。这样每条 read 在图中表现为一条线,适合展示大量 reads 的比对关系。--edges-highlights-show:打开对 segments 上比对区域的高亮显示。这样可以看到每条 read 上哪些部分参与了对齐。
与主文 S1.1 和 Fig. S1 的对应关系
主文 S1.1 展示了长噪声 reads 比对图的一个例子,即 Fig. S1。该图正是基于本节方法生成的:
- 中心的 read 138143/0_22379 带有红色轮廓。
- 其他 reads 用彩色多边形表示(在图中可能因样式表而简化为直线,但高亮仍可见)。
- reads 之间的比对用直线连接。
- 蓝色高亮表示 read 上被比对上的区域。
- 由于使用了透明度,多个 reads 比对到同一区域时,蓝色会叠加得更深;只有单个 read 比对时,颜色较浅。
- 通过交互检查发现,中心 read 的某个浅蓝区域只与一条 read 24242/2392_13825 比对,于是给那条 read 加上了绿色轮廓以突出显示。
这一节的意义
S2.4 节完整描述了从 PacBio 原始数据到长 reads 比对图可视化的流程:
- 获取数据:PBCR 的 E. coli K12 子集;
- 计算比对:minimap2 的
-x ava-pb模式做 all-vs-all; - 提取目标 read 的比对:用
paf2gfa2.py转为 GFA 2; - 可视化:用 GfaViz 默认布局和
longreads.style,将 segments 画成直线并高亮比对区域。
这一节突出了 GfaViz 在处理长噪声 reads 内部比对时的能力,尤其是通过 GFA 2 的通用比对语法、透明度和颜色高亮,直观展示多重覆盖和特定 read 之间的比对关系。