Biopython 基因组分析

基因组是一套完整的DNA，包括其所有的基因。基因组分析是指对单个基因及其在遗传中的作用的研究。

基因组图

基因组图以图表的形式表示遗传信息。Biopython使用Bio.Graphics.GenomeDiagram模块来表示GenomeDiagram。GenomeDiagram模块需要安装ReportLab。

创建图表的步骤

创建图表的过程一般遵循以下简单模式 −

为你想显示的每一个独立的特征集创建一个FeatureSet，并向它们添加Bio.SeqFeature对象。
为每一个你想显示的图创建一个GraphSet，并向它们添加图的数据。
为图表中的每个轨迹创建一个轨迹，并将GraphSets和FeatureSets添加到你需要的轨迹中。
创建一个图表，并向其添加轨迹。
告诉 “图表 “绘制图像。
将图像写到一个文件中。

让我们举个例子，输入GenBank文件 —

https://raw.githubusercontent.com/biopython/biopython/master/Doc/examples/ls_orchid.gbk ，并从SeqRecord对象中读取记录，最后画出一个基因组图。下面解释一下。

我们将首先导入所有的模块，如下图所示

>>> from reportlab.lib import colors 
>>> from reportlab.lib.units import cm 
>>> from Bio.Graphics import GenomeDiagram

现在，导入SeqIO模块来读取数据 —

>>> from Bio import SeqIO 
record = SeqIO.read("example.gb", "genbank")

这里，记录从基因库文件中读取序列。

现在，创建一个空图来添加轨迹和特征集-

>>> diagram = GenomeDiagram.Diagram(
   "Yersinia pestis biovar Microtus plasmid pPCP1") 
>>> track = diagram.new_track(1, name="Annotated Features") 
>>> feature = track.new_set()

现在，我们可以使用从绿色到灰色的替代颜色来应用颜色主题的变化，定义如下-

>>> for feature in record.features: 
>>>    if feature.type != "gene": 
>>>       continue 
>>>    if len(feature) % 2 == 0: 
>>>       color = colors.blue 
>>>    else: 
>>>       color = colors.red 
>>> 
>>>    feature.add_feature(feature, color=color, label=True)

现在你可以在你的屏幕上看到下面的反应 –

<Bio.Graphics.GenomeDiagram._Feature.Feature object at 0x105d3dc90> 
<Bio.Graphics.GenomeDiagram._Feature.Feature object at 0x105d3dfd0> 
<Bio.Graphics.GenomeDiagram._Feature.Feature object at 0x1007627d0> 
<Bio.Graphics.GenomeDiagram._Feature.Feature object at 0x105d57290> 
<Bio.Graphics.GenomeDiagram._Feature.Feature object at 0x105d57050> 
<Bio.Graphics.GenomeDiagram._Feature.Feature object at 0x105d57390> 
<Bio.Graphics.GenomeDiagram._Feature.Feature object at 0x105d57590> 
<Bio.Graphics.GenomeDiagram._Feature.Feature object at 0x105d57410> 
<Bio.Graphics.GenomeDiagram._Feature.Feature object at 0x105d57490> 
<Bio.Graphics.GenomeDiagram._Feature.Feature object at 0x105d574d0>

让我们为上述输入记录画一个图–

>>> diagram.draw(
   format = "linear", orientation = "landscape", pagesize = 'A4', 
   ... fragments = 4, start = 0, end = len(record)) 
>>> diagram.write("orchid.pdf", "PDF") 
>>> diagram.write("orchid.eps", "EPS") 
>>> diagram.write("orchid.svg", "SVG") 
>>> diagram.write("orchid.png", "PNG")

执行上述命令后，你可以看到以下图片保存在你的Biopython目录中。

**Result **
genome.png

Biopython - 基因组分析

你也可以通过以下的改变来绘制圆形的图像-

>>> diagram.draw(
   format = "circular", circular = True, pagesize = (20*cm,20*cm), 
   ... start = 0, end = len(record), circle_core = 0.7) 
>>> diagram.write("circular.pdf", "PDF")