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三、宏基因组分箱(Binning)

分箱的目标是将来自同一基因组的contig聚类到一起。 **(1)基于组成的分箱(Composition-based Binning)** - 原理:不同物种的基因组具有不同的碱基组成特征(如GC含量、四核苷酸频率) - 方法:将contig表示为高维特征向量(如136维四核苷酸频率向量),使用聚类算法(如K-means、高斯混合模型)进行聚类 - 代表工具:MetaBAT2、MaxBin2 **...

📖 定义

分箱的目标是将来自同一基因组的contig聚类到一起。
(1)基于组成的分箱(Composition-based Binning)
- 原理:不同物种的基因组具有不同的碱基组成特征(如GC含量、四核苷酸频率)
- 方法:将contig表示为高维特征向量(如136维四核苷酸频率向量),使用聚类算法(如K-means、高斯混合模型)进行聚类
- 代表工具:MetaBAT2、MaxBin2
(2)基于覆盖度的分箱(Coverage-based Binning)
- 原理:来自同一物种的contig在不同样本中的覆盖度变化模式一致(因为它们来自同一个基因组)
- 方法:在多个样本中计算每个contig的覆盖度,构建覆盖度矩阵,进行聚类
- 代表工具:CONCOCT、MaxBin2
(3)混合分箱
- 同时使用组成和覆盖度信息进行分箱
- 代表工具:MetaBAT2(使用TNF和覆盖度)、VAMB(使用变分自编码器)
MAG质量评估
- CheckM:基于保守单拷贝基因(SCG)评估MAG的完整性和污染度
- 高质量MAG:完整性>90%,污染度<5%
- 中等质量MAG:完整性≥50%,污染度<10%