HISAT2 建立索引警告和比对时报错解决方案

tags： HISAT2 RNA-seq

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HISAT2 发表的文章中强调了它的速度很快，我就测试了一下这个工具。

HISAT2 建立索引：

hisat2-build -p 4 rRNA.fa rRNA.fa.tran

然而没多久就看到这样的警告：

Reading reference sizes
Warning: Encountered reference sequence with only gaps
Warning: Encountered reference sequence with only gaps
Warning: Encountered reference sequence with only gaps
Warning: Encountered reference sequence with only gaps
Warning: Encountered reference sequence with only gaps

只是警告，并没有报错。

HISAT2 建参考索引很慢，等 HISAT2 建完索引（建索引花了 16 个小时），然后用 HISAT2 比对 RNA-seq 数据测试。

hisat2 -S /dev/null -p 4 -x rRNA.fa.tran -1 A_1.fq.gz -2 A_2.fq.gz --un-conc-gz A_filter_rRNA_%.fq.gz

几分钟之后报错了：

(ERR): hisat2-align died with signal 11 (SEGV) (core dumped)

github 上有人在 HISAT2 项目中报告过这个错误，虽然没有最终讨论出解决办法，但是都觉得跟建索引不完整有关，或许与建索引时候的警告有关。我查了一些资料，综合 biostar 和 SEQanswer 中的讨论，建立索引时遇到的警告是由于参考序列中存在大段的 n 碱基导致的，例如其中一条 fasta 中 n （我遇到的是小写的 n）太多。解决办法也很简单，过滤掉参考序列中长度小于 50bp 的 contig 和序列中连续 n 碱基超过 40bp 的contig 。然后重新建索引，就没有任何警告了，但是会损失部分参考序列。这样处理之后建的索引再用 HISAT2 比对 RNA-seq 数据，就没有问题了。

#!/usr/bin/env python3

from Bio import SeqIO

long_seq = []
for record in SeqIO.parse("rRNA.fa","fasta"):
    if len(record.seq) > 50 and not 'n'*40 in record.seq:
        long_seq.append(record)

SeqIO.write(long_seq, "filtered.rRNA.fa", "fasta")

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HISAT2 比对速度确实很快，一个样本转录组数据比对 2G 的核糖体 RNA 参考基因组约 25 分钟，bowtie2 需要 170 分钟（线程数都是 4）。 bowtie2 的 local 模式比对出 21% 的 rRNA 污染，而 HISAT2 比对 2% 的 rRNA 污染，差异也挺大的……

但是，HISAT2 的线程数不能设置太高，用户手册中建议对人类参考基因组进行比对时，线程数设置在 1-8 之间。我用文献 Transcript-level expression analysis of RNA-seq
experiments with HISAT, StringTie and Ballgown 中的数据测试也发现当线程数超过 12 时整个比对步骤消耗的时间反而会增加。

HISAT2 比对线程数测试