不一样的ANI
在基因组水平上的原核物种界定的黄金标准是DDH(DNA-DNA hybridization)。一般DDH值在70%以上,说明基因组类型有很好的一致性。但DDH分析操作复杂耗时,且结果不能用于累积的数据库。16s rRNA 也是常用的物种鉴定办法,但有些物种16s相似度达到99%,但它们DDH值却很低,说明16s RNA物种鉴定的方法也存在局限性。
ANI全称Average Nucleotide Identity,即平均核苷酸一致性,主要用于在全基因组水平评估物种间的亲缘关系。ANI分析简单、快速、准确。最近研究,用ANI分析发现GenBank数据库收入气单胞菌属的39株菌中有14株菌的菌种定义错误。因此很有必要用ANI分析确定所研究菌种的分类信息。
一般同物种间的ANI值在95%以上,即95%作为现公认的ANI分类阈值。
常用的ANI分析软件有2类,分为本地版和在线版。
本地版ANI分析工具有:
JSpecies (http://www.imedea.uib.es/jspecies)
OAT (https://www.ezbiocloud.net/tools/orthoani)
Gegenees (http://www.gegenees.org/documentation.html)
在线版ANI分析工具有:
EzGenome (http://www.ezbiocloud.net/ezgenome/ani)
ANI calculator (http://enve-omics.ce.gatech.edu/ani/index)
不同软件计算出的ANI结果会有微小的差异。一般ANI calculator 算出的值高于JSpecies和EzGenome tools 。例如Aeromonas hydrophila HZM 和A. hydrophila ATCC 7966T菌株间,ANI calculator 计算出的ANI 值为89.0%,而JSpecies计算出的ANI值为86.6%。不过它们计算出的值均远小于95%阈值,因此对分类结果没有影响。但如果计算的ANI 值在95%附近,就需要慎重对待,因为使用不同的计算软件可能会得到不同的分类结果。
下面以JSpecies软件为例,简要介绍ANI分析的过程。
注意:JSpecies软件需要调用BLAST或MUMmer软件,因此需提前安装好这2款软件:
Blast下载链接ftp://ftp.ncbi.nih.gov/blast/executables/LATEST/
MUMmer 下载链接https://sourceforge.net/projects/mummer/files/
Jspecies1.2.1.jar下载到本地后,鼠标双击Jspecies1.2.1.jar文件即可启动软件运行,然后按照下列操作步骤进行分析。
第1步:设置当前工作目录,blast软件路径和nucmer软件路径以及比对参数
路径设置:
Blast比对参数设置:
MUMmer比对参数设置:
第2步:导入fasta文件,可以导入2个或多个fasta文件
第3步:选择分析内容,设置分组,点击start开始分析
第4步:查看分析结果
参考文献:
1. TFigueras M, Beaz-Hidalgo R, Hossain MJ, Liles MR. 2014. Taxonomic affiliation of new genomes should be verified using average nucleotide identity and multilocus phylogenetic analysis. Genome Announc. 2(6):e00927-14. doi:10.1128/genomeA.00927-14
2. Mincheol Kim,Hyun-Seok Oh. 2014. Towards a taxonomic coherence between average nucleotide identity and 16S rRNA gene sequence similarity for species demarcation of prokaryotes.International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2014), 64, 346–351
微生物基因组 文案|邹官清
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