Kraken2是一款强大的生物信息学工具,主要用于对高通量测序数据(如 shotgun 测序数据)进行快速、准确的物种分类。其基于k-mer(固定长度的核酸子串)算法,通过构建一个包含各类微生物参考基因组的数据库,对待分析序列进行比对,从而确定序列来源于哪个物种。
具体工作流程如下:
1. 构建数据库:首先,使用Kraken2的数据库构建功能,将所有已知物种的参考基因组转化为k-mer字典,并按照分类学体系进行组织和索引。这个数据库包含了从域到种各个分类级别的信息。
2. 序列比对:用户将需要分类的原始测序数据输入到Kraken2软件中,软件会将这些序列切割成相应的k-mers,并与之前构建好的数据库进行比对。
3. 物种分类:每个序列的k-mer如果在数据库中找到匹配项,则会给对应的分类单元赋予一定的权重。最后,根据各分类单元得到的权重综合判断,将测序序列归类到最可能的物种或分类单元。
4. 结果输出:Kraken2通常会生成详细的分类报告,展示每条序列的分类结果以及不确定性评估。同时,还可以提供丰富的统计信息,如样本中各类群的相对丰度等。
总之,Kraken2通过高效精确的k-mer比对方法,在大规模微生物组学研究中发挥了重要作用,为科研人员解析环境、临床等各种样本中的微生物组成提供了有力支持。
运行示例:
运行Kraken 2:使用Kraken 2对测序数据进行分类需要使用以下命令:
kraken2 --db --output
这里,**是参考数据库的路径,是需要进行分类的输入文件,**是输出文件的名称。Kraken 2将输出一个分类报告文件和一个序列文件。