凌波微课|听说你想绘制比较基因组圈图，BRIG教程在此！

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BRIG绘制比较基因组圈图实操 

BRIG（The BLAST Ring Image Generator）是一款使用JAVA编写的跨平台软件，操作简单且功能强大的分析及可视化的软件，不需要复杂的命令行，属于图形化操作界面，对于用户友好，能够在一张图中展示近百个基因组扫描图或者完成图比较结果。

BRIG使用BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）进行基因组的比对分析并使用CGView进行图像的生成。可以生成png、jpg、svg等多种格式图片，满足不同图片编辑要求。具体操作方法猛戳上方视频哦~

01

BRIG软件安装

BRIG软件安装总共需要3个部分：

• JAVA语言：https://www.java.com/zh-CN/

• BRIG主程序：http://sourceforge.net/projects/brig/

• BLAST/BLAST+程序：ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/executables 
  

BRIG软件不需要安装，解压后即可使用，JAVA和BLAST+则与其他桌面软件一样，安装后即可使用。

02

BRIG软件绘图前数据准备

数据类型1

Genbank          

准备好带有注释信息的genbank文件，NCBI下载参考基因组序列。BRIG可以直接导入gbk文件，绘制比较基因组圈图。

数据类型2

基因组fasta序列+注释文件

准备好fasta格式的基因组序列文件。注释文件的获得：用excel表格编辑完成后存储为文本文档（制表符分隔）；注释信息文件标准格式共三列：strat、end、label，注意表头一定要添加#，基因起点（start）位置必须小于终止（end）位置，label可以是基因编号或者具体基因名称。

03

BRIG软件绘图步骤

1、解压BRIG-x.xx-dist.zip，双击BRIG.jar，运行BRIG。通过Preferences——>BRIG options，设置blast或者blast+软件路径。

2、载入示例文件

选择载入参考基因组，设置输入文件夹和输出文件夹，单击Add to data pool将输入文件夹中的序列添加到BRIG data pool，同时设置输出文件夹路径和blast比对参数，常见参数包括evalue阈值和F值，具体设置方法可参考我们之前的课程（本地Blast以及本地Blast+）。单击next。

3、设置每一圈信息

Add new ring添加圈，选中data pool中的数据，单击Add data，添加选中的序列。设置完成后单击next。

一般设置为：

Ring1	GC_Skew
Ring2	GC content
Ring3	refgene.fna
Ring4	genome1.fna
Ring5	genome2.fna

4、添加注释信息

通过第三步中的Add custom features，在图中添加注释信息，这里的位置信息是根据参考基因组添加的。

注释信息的添加有四种方式，单击Input data下拉栏显示：Single entry（即编辑单个基因）、Tab-delimited（导入表格文件）、Genbank（添加gbk文件）、Embl（添加embl文件）。

如果选择通过Genbank文件添加，则如下图。如果选择通过Tab-delimited，则导入开始准备好的包含基因信息的文本文档（制表符分隔）。

5、提交任务

选择图片输出格式：jpg、png、svg、svgz，单击submit，提交比对任务并输出图片。通过Preferences    Image options，可调整图片的大小、标签字体等。

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04

研究示例

1、生境关联的弯曲杆菌基因组减少，家禽斑点肝病的原因

Genome Reduction for Niche Association in Campylobacter Hepaticus, A Cause of Spotty Liver Disease in Poultry. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2017.

家禽“斑点肝病”（SLD）导致家禽急性死亡和产蛋量下降。主要与嗜热性结肠炎相关的弯曲杆菌相关。本研究描述了从2010年至2012年从英国5个不同的家禽饲养场中分离的10株弯曲杆菌的比较基因组学。研究表明，弯曲杆菌与主要的病原体空肠弯曲杆菌和大肠弯曲杆菌密切相关，农场内部菌株变异水平较低。与空肠弯曲杆菌相比，该菌株的基因组大小减少了约140 Kb，基因减少了约144，并且GC含量降低。

图1. 弯曲杆菌与空肠弯杆菌NCTC 11168比较基因组圈图（BRIG）

2、乳酸乳球菌F44和G423的基因组和转录组：洞悉对酸性环境的适应性

The genome and transcriptome of Lactococcus lactis ssp. lactis F44 and G423: Insights into adaptation to the acidic environment. Journal of Dairy Science, 2018.

乳酸乳球菌分泌的一种常见的绿色环保无毒抗菌肽乳链菌肽，被广泛用于防止肉类和奶制品的分解，并在低pH值下保持较高的稳定性。发酵过程中产生的高乳酸浓度经常抑制乳酸菌。增加该菌株的乳链菌肽产量已成为巨大的挑战。通过原生质体融合介导的基因组改组产生了可在pH 3.7的固体平板上存活的菌株G423。G423和F44的全基因组比较表明，G423中插入了6个大片段（86,725 bp）。转录组数据显示G423中有4个新的非编码转录本以及显着上调的基因参与了多个过程。本研究为乳酸乳球菌涉及的复杂遗传机制提供了新见解。

图2. 乳酸乳球菌F44和G423之间的比较基因组分析

PS：后台回复“BRIG”，即可获得BRIG软件安装包以及测试数据的下载链接哦~

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