vector nti 11 使用教程 第十章_多重序列比对

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第十章 多重序列比对

第十章 多重序列比对

　 Vector NTI的多重序列比对程序和其他的比对软件比较起来非常的方便实用，操作接口也很简单，比对的结果可以存取和输出。NTI有两种序列比对程序，一种为AlignX，可以用在核酸序列和蛋白质序列比对；另一种为AlignX Blocks，只能用在蛋白质序列比对。

　 如何开始进行序列比对？用户可以从程序集开启档案(图10.1)：

图10.1 由程序集开启AlignX

　 或者是从主程序中开启(图10.2)：

图10.2 由主程序开启AlignX

　 用户也可以在主程序(图10.3)具有操作序列的情况下开启AlignX-Align Selected Molecules，使用者的序列会直接加载到AlignX中：

图10.3 在操作序列的情况下开启AlignX的方法

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　 开启AlignX之后，使用者会见到图10.4的画面：

图10.4在操作序列的情况下开启AlignX

首先用户要把序列加载Vector NTI程序中，可以点选或者从左上方的Project→Add Files把序列档案加载，请注意文件名不可以过长，檔名过长会造成程序进行比对时无法完全显示文件名(图10.5)：

图10.5 输入的档名注意不可过长

　 选取档案后按下开启就可以加载程序中，若比对的序列很多时可以用鼠标圈选欲分析的序列后选择开启。序列档案加载的时候程序会询问该序列为核酸序列或是蛋白质序列，点选好以后再点选Import就可以了(图10.6)：

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图10.6 载入时，会询问序列的性质，核酸序列或蛋白质序列

接下来程序的左上方会出现使用者加载的序列(图10.7)，序列加载完成以后就可以开始进行比对的操作：

图10.7 成功载入序列的画面

进行比对前，先把欲比对的序列用鼠标进行圈选(图10.8)：

图10.8 选取欲比对之序列

只要按下

或是从上方Align→Align Selected Sequence(图10.9)就会进行比对运算：

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图10.9 按下Align→Align Selected Sequence进行比对

运算好以后就会出现下面的画面(图10.10)；

图10.10 比对完的结果

　 分析完成后画面(图10.11)会出现比对的相关结果，最下方是序列比对的图形，左边中间的区块所显示的图形为导引树(Guide tree)，用来表示序列之间的关连性。右边的图形则是表示序列比对的计算分数和分布范围的关系。

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　 右边的区块分成三个部分：最上面的图形是所有序列比对的相似度（Similarity）分析；中间的图形是所有序列的相同度(Identity)分析；下方的图形是表示序列和所有序列之间的共有序列（Consensus sequence）的分析。图形的纵轴是计算的分数，横轴是序列的长度，相似度和相同度越高则分数越高，图形的值就会越大。图形可以用鼠标去选择特定的范围，下方的序列显示就会跳到该选择范围：

图10.11下方为序列比对的图形，左边中间为图形的导引树，右边为序列比对的计算分数和分布范围

和BLAST的分析一样，用户可以设定图形表示的方式。把光标移到图形上方按下鼠标右键点选Plot Setup：

图10.12 设定图形表示的方式

用户就可以根据自己的喜好设定图形的表示方式(图10.12-13)：

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图10.13 设定完图形表示方法后的结果

　 图形要进行输出的时候，只要把光标移到图形上方，按下鼠标右键选择Camera就可以复制图形到其他档案中。

　 在导引树(Guide tree)的字段部分，用户可以看到NTI程序根据比对的结果将序列分群。以图10.14为例，使用者可以看到Guide tree将ABC和斑马鱼海大基因归为同一群，这表示ABC和斑马鱼海大基因是具有比较亲近的关系。

图10.14 导引树

序列名称后面括号中的数值是表示tree的长度，正负号表示方向。数值越大长度就会越长。Guide tree也可以进行输出，只要把光标移动到guide tree上方，按下鼠标右键点选Camera就可以进行输出，也可以选择最下方的Export Guide tree输出成特定的档案再用相关软件打开。

Note：Guide tree不是演化树（Phylogenetic tree）。这两种树的计算方式不同，不能混为一谈。如果要进行演化树的分析必须使用其相关软件，NTI不支持画演化树的功能。

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　 在程序下方的比对图形可以用鼠标拉动下方的滚动条移动，程序会根据序列相似度及相同度的程度不同给予不同的颜色(图10.15)，下方Consensus的部分也会依相似度及相同度的程度来表示。想要更改颜色跟Consensus的设定只要从程序上方选取View→Display Setup进入设定画面：

图10.15 设定序列片段不同颜色

如此用户就可以根据自己的喜好来设定显示的条件。

若程序分析的结果不是很满意，使用者可以进行手动排列(图10.16)。只要将光标移到排列的结果上方，按下鼠标右键选择Edit Alignment，或者从上方从程序上方选View→Edit Alignment进入：

图10.16 手动排列比对

用户只要利用鼠标反白标记想要移动的序列区段后，就可以使用下方的绿色箭头按钮进行前后移动(图10.17)：

图10.17 选取要编辑设定区块

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也可以在反白的部分按下鼠标右键，点选最下方的选项插入Gap进行调整(图10.18)：

图10.18 点选最下方的选项插入Gap进行调整

调整完毕后按下OK键或者是Apply键就完成重新排比，如下图所示，图10.19是调整前的结果，图10.20则是调整后的结果：

图10.19 调整前的结果

图10.20

调整后的结果

序列排列的前后顺序可以手动移动，将要移动的序列用鼠标点选拖曳就可进行移动(图10.21)：

图10.21 选取序列利用拖曳方式进行移动

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如果想要把某一序列从比对中移除(图10.22)，可以点选序列后按鼠标右键，选择第二个项目后按确定移除：

图10.22 选择Remove移除序列

如果想要加入其他序列进行重新比对，可以将欲加入的序列反白，接着点选

或者从Align→Add Selected To Alignment将序列加入比对(图10.23)：

图10.23 选择Add Selected To Alignment增加序列

想要将某一序列从程序中完全移除的话可以将序列反白后，按鼠标右键选择第二个项目：

图10.24将序列从程序中完全移除，选择Delete

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使用者想要将序列比对输出，可以先点鼠标右键后，选择Camera(图10.25)：

图10.25 利用Camera 将序列输出

在这个Camera选项中，Format有两种格式可以选择，第一个是Metafile，选择此格式序列会以图形文件的形式输出，注意Metafile不会一次输出全部的序列比对结果，只会输出屏幕中显示的部分（有点像Print Screen的快照功能），想要将所有比对输出必须多次的使用Metafile输出，图10.26是使用两次Metafile格式输出的结果，第一次输出序列1到109，第二次是110到218：

图10.26 使用两次Metafile格式输出的结果

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如果选择Text的格式输出，用户可以在Range的项目中选择所有比对的结果，或者是输出特定的比对区域。Wrap sequences可以设定换行的长度，默认值是50， 表示每50个acid将会自动换行，Exclude consensus选项可以选择是否将Consensus Sequence输出。注意输出后会因为NTI格式的问题造成排列显示不整齐，用户必须将字号和格式进行调整，非常麻烦，不建议使用此格式输出。图10.27是以每100个nucleotide换行做输出的结果，排列显示既不整齐也不美观。

图10.27 以每100个nucleotide换行做输出

　 另外一种输出的方式是使用打印功能(图10.28)，用户可以按下鼠标右键选择Print Preview，在打印预览画面中程序会询问是否选择显示Consensus Sequence，确定后按下OK：

图10.28 使用打印的方式输出

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接者按下左上方Print键：

图10.29 在打印的选项中，选择Adobe PDF 输出电子图

在打印机的选项(图10.29)选择用Adobe PDF或者是其他形式，按下确定就可以输出成电子图文件，如此一来就可以一次将全部比对的结果输出，并兼顾到画面美观。 序列比对完成后使用者可以将比对结果储存：从程序左上方Project→Save或是Save As的选项储存。

Import /Export MSF：

序列比对的档案可以MSF的格式输出(图10.30)，此格式的档案可以用其他的序

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列比对软件进行后续的修改，也可将既有的MSF格式的档案输入到AlignX，程序就会自动比对。要进行输入或是输出只要从程序左上方Project→Export /Import MSF Format中进行操作即可：

图10.30 输出MSF格式

：

如果按下或是上方Align→Align Selected Using Profile的选项时，程序会要求用户选择一条序列作为基准序列进行后续的比对动作(

图10.31)：

图10.31 使用Align Selected Using Profile，要先选择一条序列作为基准进行比对

以这个操作为例选择EF527821的话，比对完以后EF527821

会变成比对序列中的

第一条序列(图10.32)：

图10.32

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其他分析操作皆和Align Selected Sequence是一样的。

从程序上方Align→Show Identity Table用户可以看到一个表(

图10.33)：

图10.33 使用Identity Table作序列的比较

这个图表将各序列之间的Identity做了一个整理，只要交叉对照就可以知道序列之间的Identity，其单位为百分比。EF527821和ABC的Identity为45%；ABC和DQ30513的Identity为85%。除了Identity之外，使用者还可以改成其他的表示方式，可以选择左上方的图示：表示显示Consensus（只是用于蛋白质序列）；

做打印或者点选表示显示guide tree的distance。这个图表可以利用右上方的

： 进行输出。

想要调整序列比对的计算条件跟参数可以从

更改(图10.34)： 或是Align→Alignment Setup进行

图10.34 使用Alignment Setup，调整序列比对的计算条件跟参数

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用户可以在这个窗口内更改设定和参数，除非对Alignment的计算方式有特殊需求，在此不建议擅自更改任何参数和设定。

Dot Matrix可以在两条序列间找出相吻合的部分，这个方法可以用来寻找序列中重复的片段。例如用在RNA序列可以预测二级结构的区域。要进行Dot Matrix只要按下或是从Align→Show Dot Matrix Plot进入：

图10.35 在左边及右边选单，各选择一组序列进行比对

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在这个窗口(图10.35)中要先选好两组序列，在窗口上方中，左边的序列为横坐标；右边的序列为纵坐标。选好两组序列后，程序会绘制出比对结果(图10.36)：

图10.36 两个序列比对后的结果

比对结果(图10.37)可以用鼠标左键拖曳放大直到看的清楚为止：

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图10.37 放大后的比对结果

可以用

调整图形的大小；则是可以用来画网格线进行比对(图10.38)：

图10.38 增加网格线的比对结果

一开始使用Dot Matrix Plot比对出来的序列并不正确，使用者必须调整两项参数

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进行修正，可以按下或是从上方Matrix→Matrix Setup做调整：

图10.39 Stringency越小越严谨，Window越大图形越长

窗口(图10.39)中有两个项目会影响分析的结果，一个是 Stringency。另一个是Window。前者是表示比对的严谨度，数值越小越严谨。后者表示相似序列的长度，数值越大图形越长。进行Dot Matrix功能时，用户必须调整此两数值到最佳状态，才会得到最佳的结果，下列几个图形范例(图10.40-43)，是用不同的数值所表现出不同的分析结果：

图10.40 Stringency=1，

Window=1

图10.41 Stringency=1，Window=10

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图10.42 Stringency=40，

Window=10

图10.43 Stringency=40，Window=1

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在NTI主程序中选取Analyses→Primer design→Alignment PCR List时会出现一个Alignment PCR窗口(

图10.44)于主程序下方：

图10.44 使用Alignment PCR List 比对

选择Add或是Load把要比对的序列档案加载(图10.45)

：

图10.45 点选Add或Load载入比对的序列

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接着按下程序就会开启AlignX的窗口(图10.46)：

图10.46 执行比对，会开启AlignX的窗口

接着进行序列比对(图10.47)：

图10.47 进行序列比对

在比对的序列部分选取好要PCR的范围按下鼠标右键点选Design PCR Primers (图10.48)：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qhxj.html