Fastq 常用软件

文章转载于 Original 2017-06-08 Jolvii 生信百科

由于生物信息的大部分工作都是在没有 root 权限的集群上进行的，本期我主要介绍一下非 root 用户怎么安装常用的软件。工欲善其事，必先利其器！

准备工作

1 首先我们建一个文件夹，用来存储我们自己编译的程序 ($HOME/software/bin) 和预编译的程序 ($HOME/software)。

mkdir -p $HOME/software/bin

2 用 vim 或 nano 等编辑器修改 ~/.bash_profile (如果没有这个文件，可以自己创建一个，注意 ~ 符号，这个文件是在自己的 HOME 目录下)，在其中加入下一行命令并退出。

export PATH=$HOME/software/bin:$PATH

• $PATH 为系统默认的查找可执行文件的目录，可以用 echo $PATH 来查看它的内容。我们安装软件以后，需要告诉系统在哪里寻找并运行我们自己安装的软件，因此我们需要把软件的安装目录写入到环境变量 $PATH 中。

• 在写入新的路径到 PATH 时，可以有两种形式，export PATH=$HOME/software/bin:$PATH  和 export PATH=$PATH:$HOME/software/bin。系统查找可执行文件的规则是：首先在冒号之前的路径查找用户想要执行的命令，找不到再从冒号以后的路径查找。因此，如果集群上已经装了某个软件，如果你想安装并使用不同的版本，则需要把自己刚刚安装软件的路径写在冒号前面，把 $PATH 写在冒号后面。比如，系统的 java 版本比较老旧，你想安装最新版，那一定要把新安装的 java 的路径写在前面。

• 我将用刚刚建立的 $HOME/software/bin 文件夹，保存所有自己编译的软件和预编译的软链接。这样可以做到只添加一个路径到 ~/.bash_profile 中，就可以执行安装的软件。应该尽量保持 ~/.bash_profile 文件的简洁 (尽量减少修改它次数，在修改前一定要备份，防止误操作引起用户不能登陆)。

3 执行 source ~/.bash_profile 使刚刚设置的环境变量生效。

一 质量控制软件 FastQC 的安装

cd $HOME/software

wget https://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/fastqc_v0.11.5.zip

unzip fastqc_v0.11.5.zip

rm fastqc_v0.11.5.zip

cd FastQC/

chmod 755 fastqc

ln -s $HOME/software/FastQC/fastqc $HOME/software/bin/fastqc

• FastQC 为预编译软件，即开发者已经编译好，可以直接使用。我用软链接在 $HOME/software/bin/ 目录下建立了一个已编译的 fastqc 的软链接，由于我们已经提前把 $HOME/software/bin/ 写入到环境变量 PATH 中，现在我们在任何路径下都可以直接运行 fastqc 了。

• FastQC 可以用来得到多个测序数据的质量参数，让我们对测序得到的数据质量有个初步的认识，从而判断后续的质控如何进行，我会在接下来的博文中详细介绍这部分内容。

二 质量控制软件 Trimmomatic 的安装

cd $HOME/software

wget http://www.usadellab.org/cms/uploads/supplementary/Trimmomatic/Trimmomatic-0.36.zip

unzip Trimmomatic-0.36.zip

rm Trimmomatic-0.36.zip

cd Trimmomatic-0.36; ls ;

Trimmomatic 是 java 写的软件，它的使用和 fastqc 不同，我们可以这样来调用它:

Trimmomatic=$HOME/software/Trimmomatic-0.36/trimmomatic-0.36.jar

ava -jar $Trimmomatic

输入上面的命令可以得到 Trimmomatic 的帮助文件。Trimmomatic 是一个强大的质控软件，可以去除 reads 中含有的测序接头，裁剪或者去掉低质量的 reads 等。在去测序接头方面的表现尤为突出，我会在以后的博文中详细介绍。

三 Mapping 软件 BWA 的安装

cd $HOME/software

wget https://sourceforge.net/projects/bio-bwa/files/bwa-0.7.15.tar.bz2

tar -jxvf bwa-0.7.15.tar.bz2

rm bwa-0.7.15.tar.bz2

cd bwa-0.7.15/

make

mv bwa $HOME/software/bin

cd ..

rm -rf bwa-0.7.15

在安装每个软件前可以先读一下目录内的 README，里面会有关于安装软件的说明。 bwa 的安装比较特殊，只需要一个 make 就可以完成。

四 SAMTools 的安装

cd $HOME/software

wget https://github.com/samtools/samtools/releases/download/1.4.1/samtools-1.4.1.tar.bz2

tar -jxvf samtools-1.4.1.tar.bz2

rm samtools-1.4.1.tar.bz2

cd samtools-1.4.1/

./configure --prefix=$HOME/software/

make

make install

cd ../; rm -rf samtools-1.4.1

• 上面的过程是非 root 用户安装软件的标准流程：其中 --prefix=$HOME/software 用来定义软件的安装位置，安装完成后，所有的应用程序自动的被安装到 $HOME/software/bin 的目录下。

• 如果是 root 用户，就只需要 ./configure; make; sudo make install。软件会被安装到默认目录中 ，比如 /usr/local/bin。

五 BCFtools 的安装

cd $HOME/software

wget https://github.com/samtools/bcftools/releases/download/1.4.1/bcftools-1.4.1.tar.bz2

tar -jxvf bcftools-1.4.1.tar.bz2

rm bcftools-1.4.1.tar.bz2

cd bcftools-1.4.1/

make

make prefix=$HOME/software/ install

cd ..

rm -rf bcftools-1.4.1

同样是要先读 README，发现需要看 INSTALL 文件，然后发现如果需要安装到指定目录是在 make install 步骤指定的，而且 prefix 前没有 --。

六 GATK 和 Picard Tools 的安装

GATK 是 java 写的软件，下载这个软件需要先注册用户，同意一些协议，网址为 https://software.broadinstitute.org/gatk/。下载后，上传到 $HOME/software 目录，运行：

tar -jxvf GenomeAnalysisTK-3.7-0.tar.bz2

rm GenomeAnalysisTK-3.7-0.tar.bz2

rm -rf resources

Picard 也是 java 写的软件，可以直接下载到我们的 software 目录下：

cd $HOME/software

wget https://github.com/broadinstitute/picard/releases/download/2.9.2/picard.jar

GATK 和 Picard 的运行，参考第三步的 Trimmomatic。

结语

本期的内容，涵盖了常用软件的安装方法，这是我自己多年积累的经验，希望对大家有所帮助。还有一个软件 (fastSTRUCTURE) 的安装比较特殊，涉及到没有 root 权限安装所依赖的 Python package 和 GNU Scientific Library 我会在用到它时进行介绍。