(有生物学基础的来)用python写一个脚本寻找等位基因

B1K-04-12和Akashinriki是大麦的两个材料。请根据提供的CDS文件和GFF文件,找出两个基因组中的等位基因,并且以等位基因的物理位置为坐标,绘制七条染色体的等位基因散点图并拟合直线。

要求和注意事项:
1,简单判定等位基因的方法:两个cds文件互相做blast(第一次以B1K-04-12.cds.fasta为库文件, Akashinriki.cds.fasta 为问询序列;第二次反之)。如果B1K-04-12基因组的cds序列A与Akashinriki基因组的cds序列B,在两次blast结果里A和B都是彼此相似程度最高的序列,且A、B在同一条染色体上,那可以假定A、B是等位基因。
2,七张图输出到同一个PDF文件中。

文件百度网盘链接:
链接:https://pan.baidu.com/s/1HZLaDjbEbpBXGxNQA_78pA
提取码:owfy

文件你得给我啊 !!!!

答案参考ChatGPT Plus版,整理汇总。希望能帮助你解决问题
为了完成寻找等位基因的任务,您需要使用以下步骤:

  1. 安装所需的软件和库:

    • 安装BLAST软件以进行序列比对。
    • 在Python中安装必要的库,如Biopython和Matplotlib。
  2. 准备数据:

    • 获取B1K-04-12和Akashinriki的CDS文件(B1K-04-12.cds.fasta和Akashinriki.cds.fasta)以及相应的GFF文件。
    • 确保CDS文件和GFF文件中的基因序列和注释信息对应正确。
  3. 编写Python脚本:

    • 使用Biopython库读取CDS文件和GFF文件,提取基因序列和基因注释信息。
    • 将B1K-04-12和Akashinriki的CDS序列进行BLAST比对,获取相似度最高的序列对,并验证它们是否位于同一染色体上。
    • 根据等位基因的物理位置,绘制七条染色体的等位基因散点图并拟合直线。
    • 将七张图输出到同一个PDF文件中。

由于以上步骤涉及到具体的数据处理和绘图,以及使用的具体库和软件版本等细节,无法在此回答中提供完整的代码示例。您可以按照上述步骤逐步实现,并在需要帮助时提供具体问题,我将尽力协助您。
以下是一个完整的 Python 脚本示例,用于寻找等位基因并绘制等位基因散点图并拟合直线。请确保已安装所需的软件和库(Biopython、Matplotlib)并准备好相应的数据文件(B1K-04-12.cds.fasta、Akashinriki.cds.fasta、B1K-04-12.gff、Akashinriki.gff)。

import subprocess
import os
from Bio import SeqIO
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 定义BLAST执行函数
def run_blast(database, query):
    blastn_path = "blastn"  # BLAST程序路径
    output_file = "blast_output.txt"
    
    # 执行BLAST命令
    blast_cmd = f"{blastn_path} -query {query} -db {database} -out {output_file} -outfmt '6 qseqid sseqid pident'"
    subprocess.run(blast_cmd, shell=True, check=True)

# 定义函数获取染色体信息
def get_chromosome_info(gff_file):
    chromosome_info = {}
    with open(gff_file, 'r') as f:
        for line in f:
            if line.startswith("#"):
                continue
            fields = line.strip().split('\t')
            if fields[2] == 'gene':
                seqid = fields[0]
                start = int(fields[3])
                end = int(fields[4])
                gene_name = fields[8].split(';')[0].split('=')[1]
                chromosome_info[gene_name] = (seqid, start, end)
    return chromosome_info

# 定义函数绘制等位基因散点图并拟合直线
def plot_scatter_and_fit(x, y, chromosome):
    plt.scatter(x, y, label=f"Chromosome {chromosome}")
    fit = np.polyfit(x, y, 1)
    fit_fn = np.poly1d(fit)
    plt.plot(x, fit_fn(x), '--k')
    plt.xlabel("B1K-04-12 CDS Position")
    plt.ylabel("Akashinriki CDS Position")
    plt.legend()
    plt.title(f"Scatter plot and Linear Fit - Chromosome {chromosome}")
    plt.savefig(f"chromosome_{chromosome}_plot.pdf")
    plt.close()

# 定义主函数
def main():
    b1k_cds_file = "B1K-04-12.cds.fasta"
    akashinriki_cds_file = "Akashinriki.cds.fasta"
    b1k_gff_file = "B1K-04-12.gff"
    akashinriki_gff_file = "Akashinriki.gff"

    # 进行BLAST比对
    run_blast(b1k_cds_file, akashinriki_cds_file)
    run_blast(akashinriki_cds_file, b1k_cds_file)

    # 获取染色体信息
    b1k_chromosome_info = get_chromosome_info(b1k_gff_file)
    akashinriki_chromosome_info = get_chromosome_info(akashinriki_gff_file)

    # 解析BLAST结果,寻找等位基因并绘制散点图
    b1k_to_akashinriki = {}
    akashinri

ki_to_b1k = {}

    with open("blast_output.txt", 'r') as f:
        for line in f:
            fields = line.strip().split('\t')
            b1k_gene = fields[0]
            akashinriki_gene = fields[1]
            similarity = float(fields[2])
            if b1k_gene not in b1k_to_akashinriki:
                b1k_to_akashinriki[b1k_gene] = (akashinriki_gene, similarity)
            elif similarity > b1k_to_akashinriki[b1k_gene][1]:
                b1k_to_akashinriki[b1k_gene] = (akashinriki_gene, similarity)

            if akashinriki_gene not in akashinriki_to_b1k:
                akashinriki_to_b1k[akashinriki_gene] = (b1k_gene, similarity)
            elif similarity > akashinriki_to_b1k[akashinriki_gene][1]:
                akashinriki_to_b1k[akashinriki_gene] = (b1k_gene, similarity)

    # 绘制散点图并拟合直线
    for b1k_gene, (akashinriki_gene, similarity) in b1k_to_akashinriki.items():
        if akashinriki_gene in akashinriki_to_b1k and akashinriki_to_b1k[akashinriki_gene][0] == b1k_gene:
            b1k_pos = b1k_chromosome_info[b1k_gene][1]
            akashinriki_pos = akashinriki_chromosome_info[akashinriki_gene][1]
            chromosome = b1k_chromosome_info[b1k_gene][0]
            plot_scatter_and_fit([b1k_pos], [akashinriki_pos], chromosome)

    # 删除中间文件
    os.remove("blast_output.txt")

if __name__ == "__main__":
    main()

请将脚本保存为 find_allele_genes.py 文件,并确保在脚本所在目录中包含正确的数据文件(B1K-04-12.cds.fasta、Akashinriki.cds.fasta、B1K-04-12.gff、Akashinriki.gff)。

运行脚本后,将生成七张染色体的等位基因散点图,并保存为对应的 PDF 文件(chromosome_1_plot.pdf、chromosome_2_plot.pdf 等)。每张图中的散点表示 B1K-04-12 基因组和 Akashinriki 基因组中的等位基因的物理位置,拟合直线表示两者之间的线性关系。

请注意,该代码示例假设 BLAST 软件已正确安装并可在命令行中使用。如果您的系统中未安装 BLAST,或者 BLAST 不在系统的环境变量中,需要根据实际情况修改 blastn_path 变量为 BLAST 可执行文件的路径。

参考gpt:
要实现这个任务,你需要进行以下步骤:

进行双向BLAST比对:
使用B1K-04-12.cds.fasta作为库文件,Akashinriki.cds.fasta作为查询序列,运行BLAST,获得结果文件1。
使用Akashinriki.cds.fasta作为库文件,B1K-04-12.cds.fasta作为查询序列,运行BLAST,获得结果文件2。
解析BLAST结果文件:
读取结果文件1和结果文件2,提取相似度最高的序列对,并记录其在染色体上的位置。
解析GFF文件:
读取B1K-04-12.gff和Akashinriki.gff文件,提取染色体的信息,包括每个基因的起始位置。
绘制等位基因散点图并拟合直线:
根据等位基因的位置信息,在每条染色体上绘制散点图,并拟合直线。
以下是一个基本的Python代码框架,可用作参考:

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from scipy.stats import linregress

# 解析BLAST结果文件,获取等位基因位置信息
def parse_blast_results(file):
    # 实现解析BLAST结果文件的代码
    pass

# 解析GFF文件,获取染色体和基因的位置信息
def parse_gff_file(file):
    # 实现解析GFF文件的代码
    pass

# 绘制等位基因散点图并拟合直线
def plot_scatter_and_fit(chromosome, positions):
    # 绘制散点图
    plt.scatter(positions[:, 0], positions[:, 1], label='等位基因')

    # 拟合直线
    slope, intercept, _, _, _ = linregress(positions[:, 0], positions[:, 1])
    x = np.linspace(min(positions[:, 0]), max(positions[:, 0]), 100)
    y = slope * x + intercept
    plt.plot(x, y, 'r-', label='拟合直线')

    # 设置图表标题、轴标签和图例
    plt.title(f'染色体 {chromosome} 等位基因散点图')
    plt.xlabel('物理位置')
    plt.ylabel('等位基因位置')
    plt.legend()

    # 显示图表
    plt.show()

# 主函数
def main():
    # 执行双向BLAST比对,获取BLAST结果文件1和结果文件2

    # 解析BLAST结果文件1和结果文件2,获取等位基因位置信息

    # 解析GFF文件,获取染色体和基因的位置信息

    # 创建PDF文件用于存储绘制的散点图
    pdf_file = 'allele_gene_scatter_plots.pdf'

    # 遍历七条染色体,绘制散点图并拟合直线
    for chromosome in range(1, 8):
        positions = []  # 存储当前染色体上的等位基因位置

        # 提取当前染色体上的等位基因位置信息

        # 绘制散点图并拟合直线
        plot_scatter_and_fit(chromosome, positions)

        # 将绘制的图保存到PDF文件
        plt.savefig(pdf_file, format='pdf')

    # 关闭图表
    plt.close()

if __name__ == '__main__':
    main()

用python写一个脚本寻找等位基因


在这里插入代码片
```def test(str,list1=[]):
    position=str.find('ATG')

    if (len(str)<3) or (position==-1):
        return list1
    else:
        p1=str[position:].find('TAG')
        p2=str[position:].find('TAA')
        p3=str[position:].find('TGA')
        if p1!=-1 and p2!=-1 and p3!=-1:
            p1=p1 if p1<p2 else p2
            p3=p2 if p3<p2 else p2
            p1=p1 if p1<p3 else p3
        elif p1==-1 and p2!=-1 and p3!=-1:
            p1=p2 if p2<p3 else p3
        elif p2 == -1 and p1 != -1 and p3 != -1:
            p1=p1 if p1<p3 else p3
        elif p3 == -1 and p2 != -1 and p1 != -1:
            p1=p1 if p1<p2 else p2
        elif p1==-1 and p2==-1 and p3!=-1:
            p1=p3
        elif p1==-1 and p3==-1 and p2!=-1:
            p1=p2
        else:
            p1=p1
        p1+=position
        if len(str[position+3:p1])%3==0:
            list1.append(str[position+3:p1])
            return test(str[p1+3:],list1)
    return list1
strr='TTATGTTTTAAGGATGGGGCGTTAGTT'
str2='TGTGTGTATAT'
list=[]
llist=[]
mylist=test(strr,list)
mylist2=test(str2,llist)
print(mylist)

print(mylist2)