引用语: 果然专业的编辑人员, 界面更漂亮, 排版更科学. 为前同桌点赞.
目前, 基因组选择进入了一个高速发展的阶段, 各种新的算法和模型被提出。为了解相关软件应用的整体情况,也为选择合适的软件进行全基因组选择分析提供决策,这里对基因组选择的软件进行一个汇总。
考虑到基于BLUP的分析软件,在速度、准确性和无偏性测试中比较稳健,且贝叶斯方法存在速度限制的问题,所以本次软件调研主要偏向于基于BLUP的软件。
以下是分析软件的调研结果,主要包括以下4个方面内容:
调研结果主要来源于三个方面:文件检索,通过客户和朋友了解,实际的软件使用经验。
1. 主要软件汇总
单机版软件
R语言软件包
2. 基因组软件介绍:单机版
2.1 DMU软件
免费软件,商业使用需要授权
网址:http://dmu.agrsci.dk 创建人:Just Jensen, Per madsen 计算机语言:FORTRAN
DMU命名:D(derivative free):免求导;MU(multivariate):多性状
模块:
2.2 ASREML软件
商业软件:收费
网址:https://www.vsni.co.uk/software/asreml/ 创建人:Arthur Gilmour 计算机语言:FORTRANASREML ASREML命名:A:AI平均信息算法;S:稀疏矩阵;REML:约束性最大似然法
作为商业软件,其优点主要体现在:
2.3 PIBLUP软件
免费软件,商业使用需要授权
网址:https://github.com/huiminkang/PIBLUP 创建人:康慧敏、刘剑锋 计算机语言:C PIBLUP命名:P:预条件共轭梯度(PCG);I:迭代数据(IOD);BLUP:最佳线性无偏预测
2.4 BLIPF90软件
免费软件,商业使用需要授权
网址:http://nce.ads.uga.edu/wiki/doku.php 创建人:Ignacy Misztal , Shogo Tsurute, Daniela Lourenco, Yutake Masuda, Ignacio Aguilar 计算机语言:FORTRAN BLUPF90命名:BLUP:最佳线性无偏预测;F90:Fortran 90/95
BLUPF90模块介绍:
2.5 WBOMBAT软件
免费软件,商业使用需要授权
网址:http://didgeridoo.une.edu.au/km/wombat.php 创建人:Karin Meyer 计算机语言:FORTRAN
2.6 MixBLUP软件
网址:http://www.mixblup.eu/ 创建人:Wageningen, Animal Breeding and Genomics 商业软件:收费 价格表:
网址: https://animalgene.umn.edu/gvcblub 估算GBLUP育种值,可以计算加性效应和显性效应。
网址: https://github.com/solgenomics 构建的基于Web的GS平台
3. 基因组软件介绍:R语言版
3.1 rrBLUP
可以估算rrBLUP值,估算每个SNP的效应值。
可以估算方差组分,可以计算GBLUP值。
可以估算方差组分, 可以计算GBLUP值, 可以交叉验证。
多线程,rrBLUP内核。
基因与环境互作。
里面有GBLUP的计算内核, 但主要是用于贝叶斯的计算。
多性状全基因组选择,估算方差组分,交叉验证。
全基因组选择,估算方差组分,交叉验证。
基因组与系谱数据模拟软件包。
地址: https://github.com/hiblup/hiblup 功能描述:
4. 结论及建议
目前市面上用于基因组选择的软件, 大体是以上这么多。总体而言, 传统评估软件, 比如ASREML, DMU, BLUPF90都是基于Fortran编写的, 在常规分析中应用较广, 支持的模型和矩阵结构丰富。随着基因组时代的到来, 特别是一步法的应用, 其本质将系谱构建的A逆矩阵, 替换为系谱和基因组构建的H逆矩阵, 因此这些软件在基因组选择时代也可以广泛应用。
难点在于数据量的增大, G矩阵的求逆以及方差组分估算都是一个挑战, 目前不断有新的算法和模型出现, 但具体到应用还需要时间的检验。
建议学习软件时, 以理论学习为主, 比如H矩阵构建, 方差组分估算等, 数量遗传学扎实了, 再去学习相关软件, 也相对简单。
整体而言, BLUPF90构建H矩阵相对简单, ASREML遇到错误时报错机制比较健全, DMU5和PIBLUP计算BLUP值速度很快。