2024年6月3日发(作者：)

Bowtie2使用方法与参数详细介绍 - Public

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Bowtie2 -q --phred33 --sensitive --end-to-end -I 0 -X 500 --fr --un unpaired --al aligned

--un-conc unconc --al-conc alconc -p 6 --reorder -x{-1-2| -U} -S []

用法：

bowtie2 [options]* -x {-1 -2 | -U } -S []

必须参数：

-x 由bowtie2-build所生成的索引文件的前缀。首先 在当前目录搜寻，然后在环境变

量 BOWTIE2_INDEXES 中制定的文件夹中搜寻。 -1 双末端测寻对应的文件1。可以为多个文

件，并用逗号分开；多个文件必须和 -2 中制定的文件一一对应。比如:"-1 flyA_,flyB_ -

2 flyA_,flyB _". 测序文件中的reads的长度可以不一样。 -2 双末端测寻对应的文件2.

-U 非双末端测寻对应的文件。可以为多个文件，并用逗号分开。测序文件中的reads的长度可以

不一样。 -S 所生成的SAM格式的文件前缀。默认是输入到标准输出。

以下是可选参数：

输入参数

-q 输入的文件为FASTQ格式文件，此项为默认值。 -qseq 输入的文件为QSEQ格式文件。 -f

输入的文件为FASTA格式文件。选择此项时，表示--ignore-quals也被选择了。 -r 输入的文件中，每

一行代表一条序列，没有序列名和测序质量等。选择此项时，表示-- ignore-quals也被选择了。 -c 后

直接为比对的reads序列，而不是包含序列的文件名。序列间用逗号隔开。选择此项时，表示—

ignore-quals也被选择了。 -s/--skip input的reads中，跳过前个reads或者pairs。 -

u/--qupto 只比对前个reads或者pairs（在跳过前个reads或者 pairs后）。

Default: no limit. -5/--trim5 剪掉5'端长度的碱基，再用于比对。(default: 0). -3/--

trim3 剪掉3'端长度的碱基，再用于比对。(default: 0). --phred33 输入的碱基质量等于

ASCII码值加上33. 在最近的illumina pipiline中得以运用。 --phred64 输入的碱基质量等于ASCII

码值加上64. --solexa-quals 将Solexa的碱基质量转换为Phred。在老的GA Pipeline版本中得以运

用。Default: off. --int-quals 输入文件中的碱基质量为用“ ”分隔的数值，而不是ASCII码。比如 40

40 。Default: off.

–end-to-end模式下的预设参数

--very-fast Same as: -D 5 -R 1 -N 0 -L 22 -i S,0,2.50 --fast Same as: -D 10 -R 2 -N 0 -L 22 -i

S,0,2.50 --sensitive Same as: -D 15 -R 2 -N 0 -L 22 -i S,1,1.15 (default in --end-to-end mode) --

very-sensitive Same as: -D 20 -R 3 -N 0 -L 20 -i S,1,0.50

–loca模式下的预设参数

–loca模式下的预设参数 --very-fast-local Same as: -D 5 -R 1 -N 0 -L 25 -i S,1,2.00 --fast-

local Same as: -D 10 -R 2 -N 0 -L 22 -i S,1,1.75 --sensitive-local Same as: -D 15 -R 2 -N 0 -L 20

-i S,1,0.75 (default in --local mode) --very-sensitive-local Same as: -D 20 -R 3 -N 0 -L 20 -i

S,1,0.50

比对参数：

-N 进行种子比对时允许的mismatch数. 可以设为0或者1. Default: 0. -L 设定种

子的长度. ************************************************************ 功能选项给bowtie的一些参

数设定值的时候，使用一个计算公式代替，于是值的大小与比对序列的长度成一定关系。有三

部分组成: (a)计算方法, 包括常数(C),线性(L),平方根(S)和自然对数(G); (b)一个常数; (c)一个系数. 例如:

为 L,-0.4,-0.6 则计算公式为: f(x) = -0.4 + -0.6 * x 为G,1,5.4 则计算公式为: f(x) =

1.0 + 5.4 * ln(x) ************************************************************ -i 设定两个相

邻种子间所间距的碱基数。 ************************************************************ 例如：如果

read的长度为30, 种子的长度为10, 相邻种子的间距为6,则提取出的种子如下所示： Read:

TAGCTACGCTCTACGCTATCATGCATAAAC Seed 1 fw: TAGCTACGCT Seed 1 rc: AGCGTAGCTA

Seed 2 fw: CGCTCTACGC Seed 2 rc: GCGTAGAGCG Seed 3 fw: ACGCTATCAT Seed 3 rc:

ATGATAGCGT Seed 4 fw: TCATGCATAA Seed 4 rc: TTATGCATGA

************************************************************ 在--end-to-end模式中默认值为”-i

S,1,1.15”.即表示f(x) = 1 + 1.15 * sqrt(x). 如果read长度为100, 则相邻种子的间距为12. --n-ceil

设定read中允许含有不确定碱基(非GTAC,通常为N)的最大数目. Default: L,0,0.15. 计算公式

为: f(x) = 0 + 0.15 * x, 表示长度为100的read 最多运行存在15个不确定碱基. 一旦不确定碱基数超

过15, 则该条read会被过滤掉. --dpad Default: 15. --gbar 在read头尾个碱基内

不允许gap. Default: 4. --ignore-quals 计算错配罚分的时候不考虑碱基质量. 当输入序列的模式为-f, -

r 或者-c的时候, 该设置自动成为默认设置. --nofw/--norc –nofw设定read不和前导链(forward

reference strand)进行比对; --norc设定不和后随链(reverse-complement reference strand)进行比

对. Default: both strands enabled. --end-to-end 比对是将整个read和参考序列进行比对. 该模式--

ma的值为0. 该模式为默认模式, --local模式冲突. --local 该模式下对read进行局部比对, 从而, read

两端的一些碱基不比对，从而使比对得分满足要求. 该模式下 –ma默认为2.

得分罚分参数

--ma 设定匹配得分. --local模式下每个read上碱基和参考序列上碱基匹配, 则加分.

在—end-to-end模式中无效. Default: 2. --mp MX,MN 设定错配罚分. 其中MX为所罚最高分, MN

为所罚最低分. 默认设置下罚分与碱基质量相关. 罚分遵循的公式为: MN + floor( (MX-MN)(MIN(Q,

40.0)/40.0) ). 其中Q为碱基的质量值. 如果设置了—ignore-qual参数, 则错配总是罚最高分. Default:

MX = 6, MN = 2. --np 当匹配位点中read, reference上有不确定碱基(比如N)时所设定的罚分

值. Default: 1. --rdg , 设置在read上打开gap 罚分, 延长gap罚分.

Default: 5, 3. --rfg , 设置在reference上打开gap 罚分, 延长gap罚分 .

Default: 5, 3. --score-min 设定成为有效比对的最小分值. 在—end-to-end模式下默认值为:

L,-0.6,-0.6; 在--local模式下默认值为: G,20,8.

报告参数

-k 默认设置下, bowtie2搜索出了一个read不同的比对结果, 并报告其中最好的比对结果

(如果好几个最好的比对结果得分一致, 则随机挑选出其中一个). 而在该模式下, bowtie2最多搜索出一

个read 个比对结果, 并将这些结果按得分降序报告出来. -a 和-k参数一样, 不过不限制搜索的结

果数目. 并将所有的比对结果都按降序报告出来. 此参数和-k参数冲突. 值得注意的是: 如果基因组含有

很多重复序列时, 该参数会导致程序运行极其缓慢.

Effort参数

-D 比对时, 将一个种子延长后得到比对结果, 如果不产生更好的或次好的比对结果, 则该次

比对失败. 当失败次数连续达到次后, 则该条read比对结束. Bowtie2才会继续进行下去. Default:

15. 当具有-k或-a参数, 则该参数所产生的限制会自动调整. -R 如果一个read所生成的种子在参

考序列上匹配位点过多. 当每个种子平均匹配超过300个位置, 则通过一个不同的偏移来重新生成种子进

行比对. 则是重新生成种子的次数. Default: 2.

Paired-end参数

-I/--minins 设定最小的插入片段长度. Default: 0. -X/--maxins 设定最长的插入片

段长度. Default: 500. --fr/--rf/--ff 设定上下游reads和前导链paired-end比对的方向. --fr: 匹配时，

read1在5'端上游, 和前导链一致, read2在3'下游, 和前导链反向互补. 或者read2在上游, read1在下

游反向互补; --rf: read1在5'端上游, 和前导链反向互补, read2在 3'端下游, 和前导链一致; --fr: 两条

reads都和前导链一致. Default: --fr. 默认设置适合于Illumina的paired-end测序数据; 若是mate-

paired, 则要选择—rf参数. --no-mixed 默认设置下, 一对reads不能成对比对到参考序列上, 则单独对

每个read进行比对. 该选项则阻止此行为. --no-discordant 默认设置下, 一对reads不能和谐比对

(concordant alignment, 即满足-I, -X, --fr/--rf/--ff的条件)到参考序列上, 则搜寻其不和谐比对

(discon cordant alignment, 即两条reads都能独一无二地比对到参考序列上, 但是不满足-I, -X,--fr/--

rf/--ff的条件). 该选项阻止此行为. --dovetail read1和read2的关系为dovetail的时候,该状况算为和

谐比对. 默认情况下dovetail不算和谐比对. --no-contain read1和read2的关系为包含的时候, 该状

况不算为和谐比对. 默认情况下包含关系算为和谐比对. --no-overlap read1和read2的关系为有重叠

的时候, 该状况不算为和谐比对. 默认情况下两个reads重叠算为和谐比对.

输出参数

-t/--time --un 将unpaired reads写入到. --un-gz 将unpaired

reads写入到, gzip压缩. --un-bz2 将unpaired reads写入到, bz2压缩. --

al 将至少能比对1次以上的unpaired reads写入. --al-gz ... ,gzip压缩. --

al-bz2 ... ,bz2压缩. --un-conc 将不能和谐比对的paired-end reads写入.

--un-conc-gz ... ,gzip压缩. --un-conc-bz2 ... ,bz2压缩. --al-conc 将至少

能和谐比对一次以上的paired-end reads写入. --al-conc-gz ... ,gzip压缩. --al-

conc-bz2 ... ,bz2压缩. --quiet 安静模式,除了比对错误和一些严重的错误, 不在屏幕上输出任

何东西. --met-file 将bowtie2的检测信息(metrics)写入文件. 用于debug. Default:

metrics disabled. --met-stderr 将bowtie2的检测信息(metrics)写入标准错误文件句柄. 和

上一个选项不冲突. Default: metrics disabled. --met 每隔秒写入一次metrics记录.

Default: 1.

Sam参数

--no-unal 不记录没比对上的reads. --no-hd 不记录SAM header lines (以@开头). --no-sq 不

记录@SQ的SAM header lines. --rg-id 设定read group Id到. --rg 增加

作为一行@RG.

性能参数

-o/--offrate 无视index的offrate值, 以取代之. Index默认的 值为5.

值必须大于index的offrate值, 同时越大, 耗时越长，耗内存越少. -p/--threads NTHREADS 设

置线程数. Default: 1 --reorder 多线程运算时, 比对结果在顺序上会和文件中reads的顺序不一致, 使用

该选项, 则使其一致. --mm 使用内存定位的I/O来载入index, 而不是常规的文件I/O. 从而使多个

bowtie程序共用内存中同样的index, 节约内存消耗.

其它参数：

--qc-filter 滤除QSEQ fileter filed为非0的reads. 仅当有—qseq选项时有效. Default: off. --

seed 使用作为随机数产生的种子. Default: 0. --version 打印程序版本并退出 -h/--help

打印用法信息并推出

更多详细信息请阅读：/bowtie2/

本文来自：/chenlianfu_blog/?p=178

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