利用BLAST本地版进行核酸序列比对

引言

BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）作为生物信息学领域最广泛使用的序列比对工具之一，其强大的功能使得科研人员能够迅速定位核酸序列在其参考数据库中的同源序列，并评估序列间的相似性和可能的功能关系。本文旨在提供一份详细的教程，指导大家如何在本地环境中安装并运行BLAST+工具来比对核酸序列。

第一部分：BLAST以及软件安装与配置

1.下载与安装：

•   访问NCBI官网（https://blast.ncbi.nlm.nih.gov）下载最新的BLAST+套件。
•   安装过程通常包括解压、编译和安装步骤。对于Linux系统，通常使用`configure`、`make`及`make install`命令；Windows用户可直接下载预编译版本并按照向导安装。

2.环境变量设置：

•     配置环境变量以确保系统能识别到BLAST+工具的执行文件。
•     在Linux或Mac OS中，这通常意味着将BLAST的bin目录添加到PATH变量中。

第二部分：构建本地核酸数据库

1. 准备数据：

• 准备一个或多个人工或公共核酸数据库fasta格式文件
• 例如从NCBI或其他来源获取的核苷酸序列集合。

2. 创建BLAST数据库：
  使用BLAST+工具包中的`makeblastdb`命令来构建本地数据库，替换`database.fasta`为实际的fasta文件名：

  makeblastdb -in database.fasta -dbtype nucl

 - `-dbtype nucl`参数指定了数据库类型为核酸（nucleotide）。

第三部分：执行核酸序列比对

1. 输入序列准备：
   - 提供待比对的核酸序列，同样需要是fasta格式。

2. 运行BLAST比对：
   - 使用相应的BLAST程序如`blastn`来进行核酸序列比对：

blastn -query query_sequence.fasta -db database.fasta -out results.out -evalue 1e-5

   - `-query`指定查询序列文件，`-db`指定了前面创建的数据库名称，`-out`用于指定输出文件名，而`-evalue`设定显著性阈值，这里设为1e-5，表示只显示E-value低于此值的结果。

第四部分：解读比对结果

 BLAST输出结果通常包含多个比对条目，每个条目包含了比对得分、期望值（E-value）、比对覆盖率、百分比同一性等重要信息。E-value越小，表明查询序列与数据库中的序列具有更高的统计学意义的相似度。

结语

通过本教程，您应当已经掌握了在本地环境下运用BLAST工具对核酸序列进行比对的全过程。掌握这一关键技术不仅能帮助您快速定位基因或片段的同源序列，还能够在分子进化、基因功能注释、疾病相关突变分析等领域发挥关键作用。记得根据实际情况调整比对参数以优化您的搜索结果。

请根据最新版本的BLAST+工具更新上述命令和参数，同时查阅官方文档以获取最新指导。