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笔记 | GWAS 操作流程1:下载数据

 育种数据分析 2021-11-18

这里,总结一下GWAS的学习笔记,GWAS全称“全基因组关联分析”,使用统计模型找到与性状关联的位点,用于分子标记选择(MAS)或者基因定位,这次学习的教程是plink做GWAS,plink是个很好的软件,但是我之前做GWAS都是使用R包,听说plinkEMMAX做GWAS更快,更好,更容易写出pipeline。就利用网上的信息写一个操作笔记,先操作plink,然后是EMMAX。对于一些有模型基础的同学,理解起来应该不难。

GWAS分析的两类性状:

  • 分类性状(阈值性状,质量性状):比如抗病性,颜色等等
  • 连续性状(数量性状):比如株高,体重,产量等等

GWAS的分析方法:

  • 分类性状:logistic等等
  • 连续性状:GLM,MLM模型等等

「一般线性模型(GLM):」

这里,SNP作为固定因子,可以考虑其它协变量(比如性别,PCA,群体结构等等)

「混合线性模型(MLM):」

  • 固定因子:SNP + 可以考虑其它协变量(比如性别,PCA,群体结构等等),这里固定因子和前面的GLM一样
  • 随机因子:亲缘关系矩阵(K矩阵或者A矩阵)

参考:

教程代码和数据下载:https://github.com/MareesAT/GWA_tutorial/

这个教程非常的经典,我看网上很多人推荐。

相关的文章:https://onlinelibrary./doi/full/10.1002/mpr.1608

教程中包括数据的过滤,SNP的过滤,样本的过滤,质控的标准等等,介绍的非常清楚,看完这篇文章,感觉plink的语法知识又增加了很多。

1. 下载数据和代码

首先,在linux环境下,新建一个文件夹,进入后运行下面命令:

git clone https://github.com/MareesAT/GWA_tutorial.git

下载之后,目录如下:

.
└── GWA_tutorial
├── 1_QC_GWAS.zip
├── 2_Population_stratification.zip
├── 3_Association_GWAS.zip
├── 4_PRS.doc
└── README.md

1 directory, 5 files

2. 下载R语言和plink软件

如果你已经安装了这两个软件,就不用下载安装了。

  • R:https://www./
  • plink:http://zzz.bwh./plink/ https://www./plink2

3. 解压文件

这里,使用unzip命令,解压zip文件。

unzip 1_QC_GWAS.zip
unzip 2_Population_stratification.zip
unzip 3_Association_GWAS.zip

4. 文件介绍

4.1 质控

主要是根据一些筛选标准,去掉一些位点。筛选标准有缺失百分比,哈温等等。

「文件夹:」1_QC_GWAS

主要文件:

1_Main_script_QC_GWAS.txt
HapMap_3_r3_1.bed
HapMap_3_r3_1.bim
HapMap_3_r3_1.fam
check_heterozygosity_rate.R
Relatedness.R
hist_miss.R
pops_HapMap_3_r3
hwe.R
MAF_check.R
gender_check.R
heterozygosity_outliers_list.R
inversion.txt

其中1_Main_script_QC_GWAS.txt里面包括所有运行的代码,HapMap*文件是plink格式的文件,*R是几个用于检测和可视化的R脚本,我们后面会依次讲解这些代码。

4.2 群体分层

「文件夹:」2_Population_stratification

1_Main_script_QC_GWAS.txt
2_Main_script_MDS.txt
MDS_merged.R

其中,1_Main_script_QC_GWAS.txt2_Main_script_MDS.txt为运行代码。

4.3 GWAS分析

「文件夹:」 3_Association_GWAS

QQ_plot.R
Manhattan_plot.R
3_Main_script_association_GWAS.txt

其中,3_Main_script_association_GWAS.txt为运行代码。

4.4 多基因风险评分(PRS)分析

是一个word文件:这是独立的一步,有需要的可以查看里面的分析方法。

5. 未完待续!

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