MitoHiFi线粒体基因组组装全流程实战指南

MitoHiFi线粒体基因组组装全流程实战指南

【免费下载链接】MitoHiFi Find, circularise and annotate mitogenome from PacBio assemblies 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mi/MitoHiFi

MitoHiFi是一款专为PacBio HiFi测序数据设计的线粒体基因组组装工具，能够从原始测序数据中高效提取、组装并注释完整的线粒体基因组。本指南将带您深入了解该工具的核心功能与使用技巧。

一、环境搭建与快速部署

1.1 容器化部署方案

采用Docker容器是最便捷的部署方式，只需执行以下命令即可获取最新镜像：

docker pull ghcr.io/marcelauliano/mitohifi:master

对于不支持Docker的环境，可以使用Singularity容器：

singularity exec --bind /path/to/container_directory:/path/to/container_directory docker://ghcr.io/marcelauliano/mitohifi:master mitohifi.py -h

1.2 Conda环境配置

通过conda环境文件快速搭建运行环境：

# 克隆项目仓库
git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/mi/MitoHiFi

# 创建conda环境
conda env create -n mitohifi_env -f MitoHiFi/environment/mitohifi_env.yml

# 激活环境
conda activate mitohifi_env

二、核心功能模块解析

MitoHiFi工作流程包含多个关键步骤，每个步骤都有专门的脚本负责：

数据预处理模块：

• src/filterfasta.py：序列过滤与质量控制
• src/findMitoReference.py：参考基因组自动检索

组装优化模块：

• src/alignContigs.py：序列比对与一致性分析
• src/circularizationCheck.py：环化检测与验证

注释分析模块：

• src/parallel_annotation.py：并行注释处理
• src/plot_annotation.py：注释结果可视化

三、实战操作步骤详解

3.1 从原始测序数据开始

使用测试数据进行完整流程验证：

# 获取参考基因组
python src/findMitoReference.py --species "Deilephila porcellus" --outfolder ./reference --min_length 14000

# 运行主流程
python src/mitohifi.py -r tests/ilDeiPorc1.reads.100.fa -f reference/OQ694980.1.fasta -g reference/OQ694980.1.gb -t 4 -o 5

3.2 从组装contigs开始

如果已有组装好的contigs文件，可以直接进入后续处理：

python src/mitohifi.py -c tests/ilPhaBuce1_contig.fa -f reference/NC_072273.1.fasta -g reference/NC_072273.1.gb -t 4 -o 5

四、关键参数调优策略

4.1 序列相似度阈值（-p参数）

默认值50%适用于大多数无脊椎动物，但对于脊椎动物等保守类群，建议调高至80-90%以获得更准确的结果。

4.2 注释工具选择

• 默认使用MitoFinder：提供全面的线粒体基因注释
• 可选MITOS工具：通过--mitos参数启用

4.3 可视化参数调整

通过-winSize和-covMap参数优化最终覆盖度图的表现效果。

五、输出结果深度解读

5.1 核心输出文件

• final_mitogenome.fasta：最终环化线粒体基因组
• final_mitogenome.gb：GenBank格式注释结果
• final_mitogenome.coverage.png：测序覆盖度可视化
• final_mitogenome.annotation.png：基因注释图谱

5.2 分析结果文件夹

contigs_filtering：包含BLAST比对结果和序列过滤信息 contigs_circularization：环化检测详细结果 **potential_contigs`：所有潜在线粒体序列的详细分析

六、植物线粒体组装专项

针对植物线粒体和叶绿体基因组，使用-a plant参数：

python src/mitohifi.py -c plant_contigs.fasta -f reference_plant.fasta -g reference_plant.gb -t 4 -a plant

七、常见问题与解决方案

7.1 环境依赖问题

确保MitoFinder和MITOS工具已正确安装并添加到PATH环境变量中，这是确保注释功能正常工作的关键。

7.2 参数优化建议

对于不同类群的物种，需要根据其线粒体基因组的保守程度调整-p参数值，以获得最佳的组装效果。

通过本指南的详细说明，您将能够快速掌握MitoHiFi的核心使用方法，有效完成线粒体基因组的组装与注释工作。

【免费下载链接】MitoHiFi Find, circularise and annotate mitogenome from PacBio assemblies 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mi/MitoHiFi