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生信篇 | 病毒重组分析工具介绍(文末附相关软件下载链接)

来源: | 作者:/ | 发布时间: 2025-10-28 | 202 次浏览 | 分享到:

病毒重组是病毒进化的重要驱动力,可导致毒株的毒力、传播性及抗原性发生显著改变,对公共卫生构成持续威胁。近年来,新发突发传染病频繁出现,许多疫情均由重组病毒引发。因此,开展病毒重组分析不仅有助于揭示病毒起源、进化动态,更是评估流行风险、制定精准防控策略及开发有效疫苗和药物的科学基础。

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简介

为深入解析病毒基因组重组特征,本文介绍两款专用分析软件:RDP4 (Recombination Detection Program version 4) 和 Simplot (version 3.5.1)。RDP4软件集成了多种统计方法,可系统性地对大量序列进行扫描,灵敏地检测潜在的重组断点并鉴定其亲本来源。在此基础上,我们进一步使用Simplot (v3.5.1) 进行可视化验证,直观地展示重组区域的一致性,对RDP4的分析结果进行交叉确认与精细呈现。两款软件的联合应用,极大地提高了重组事件检测的可靠性与准确性。

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软件安装

序列比对:mega(Version 11.0.13)直接下载按步骤安装在Windows电脑上、ClustalW(使用conda安装在Linux服务器上);

重组分析:RDP4和Simplot直接安装在Windows电脑上。

*文末均有下载链接

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软件使用

序列比对:将需要分析的序列保存到fasta文件中,如test.fa。

  • 使用mega进行比对:速度较慢,实际速度取决于比对序列的大小和多少,计算机的性能;

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  • 使用ClustalW在服务器上进行比对:速度较快,推荐使用。

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RDP4重组分析:

1.将上述对齐后的文件test.meg或test.aln作为输入文件,加载到RDP4中。

2.在Options命令按钮中进行参数的设置,一般使用默认参数设置就可以,根据自己的需求,勾选要使用的算法,这里选择了7种算法:RDP、GENECONV、Chimera、MaxChi、BootScan、SiScan和3Seq进行分析。点击ok进行确认。

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3.直接点击Run,或选择自己需要的分析要求进行Run。

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4.运行结果:在给出的Event no.4中查看test序列的分析结果,Major parent来自于2的序列,Minor parent来自于9的序列,并且所有的选定算法都是支持的(Detection methods显示“+”),表明结果分析可靠。

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Simplot验证与可视化:针对RDP4分析挑选出来的结果进行进一步的验证和可视化。

1.将需要分析的序列保存到新的fasta文件中,这里记为test_sel.fa,进行比对将序列对齐后的结果文件载入到Simplot软件中,可根据字符数进行Groups的识别。

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2.设置参数,SimPlot子界面中将需要分析的目的序列作为Query,其他可设置默认值。

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3.点击DoSimplot或Start Scan进行分析,得到如下结果,横坐标表示对应的序列位置,纵坐标是序列一致性数值,两条序列交叉替换的部分可能为重组信号。

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4.可对结果图进行修改,比如点击线条进行颜色的替换,Options添加网格线,添加位置线,结果显示在5562nt~12099nt区间内9的序列片段与目的序列test同源性更高。

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软件优势

综上所述,RDP4与Simplot的联合应用是病毒重组分析的标准实践。RDP4软件负责初步筛查与鉴定潜在的重组事件和断点,而Simplot则用于对结果进行可视化的验证与精细呈现。两者结合,相互印证,极大地增强了重组分析结果的可靠性与准确性,为后续的进化研究和流行病学解读提供了坚实的数据基础。

参考文献:

[1] Martin DP, Murrell B, Golden M, Khoosal A, Muhire B. RDP4: Detection and analysis of recombination patterns in virus genomes. Virus Evol. 2015 May 26;1(1):vev003.

[2] Lole KS, Bollinger RC, Paranjape RS, Gadkari D, Kulkarni SS, Novak NG, Ingersoll R, Sheppard HW, Ray SC. Full-length human immunodeficiency virus type 1 genomes from subtype C-infected seroconverters in India, with evidence of intersubtype recombination. J Virol. 1999 Jan;73(1):152-60. doi: 10.1128/JVI.73.1.152-160.1999.


软件下载链接:https://pan.baidu.com/s/1ciWj_JbyIKzbmb3o2E_iVg 提取码: i9xq