VCF文件格式说明

1. 什么是VCF

CVF是用于描述SNP,INDEL和SV结果的文本文件。在GATK软件中得到最好的支持,当然SAMtools得到的结果也是CVF格式,和GATK的CVF格式有点差别。

2. VCF的主体结构

VCF文件分为两部分内容:以“#”开头的注释部分;没有“#”开头的主体部分。

去掉了头部的注释行,只留下了代表每一行意义的注释行。

主体部分中每一行代表一个Variant的信息。

CHROM[1] POS[2] ID[3] REF[4] ALT[5] QUAL[6] FILTER[7] INFO[8] FORMAT[9] R01[10]

3. Variation

CHROM[1] 和 POS[2]:代表参考序列名和variant的位置;如果是INDEL的话,位置是INDEL的第一个碱基位置。

ID[3]:variant的ID。比如在dbSNP中有该SNP的id,则会在此行给出;若没有,则用'.'表示其为一个novel variant。

REF[4] 和 ALT[5]:参考序列的碱基和 Variant的碱基。

QUAL[6]:Phred格式(Phred_scaled)的质量值,表示在该位点存在variant的可能性;该值越高,则variant的可能性越大;计算方法:Phred值 = -10 * log (1-p) p为variant存在的概率; 通过计算公式可以看出值为10的表示错误概率为0.1,该位点为variant的概率为90%。

FILTER[7]:使用上一个QUAL值来进行过滤的话,是不够的。GATK能使用其它的方法来进行过滤,过滤结果中通过则该值为”PASS”;若variant不可靠,则该项不为”PASS”或”.”。

INFO[8]: 这一行是variant的详细信息,内容很多,以下再具体详述。

FORMAT[9] 和 R01[10]:这两行合起来提供了’R01(某个基因名)′这个sample的基因型的信息。’NA12878′代表这该名称的样品,是由BAM文件中的@RG下的 SM 标签决定的。

4. 基因型信息{ 即FORMAT[9] 和 R01[10]}

GT:样品的基因型(genotype)。两个数字中间用’/'分开,这两个数字表示双倍体的sample的基因型。0 表示样品中有ref的allele; 1 表示样品中variant的allele; 2表示有第二个variant的allele。因此: 0/0 表示sample中该位点为纯合的,和ref一致; 0/1 表示sample中该位点为杂合的,有ref和variant两个基因型; 1/1 表示sample中该位点为纯合的,和variant一致。

AD 和 DP:AD(Allele Depth)为sample中每一种allele的reads覆盖度,在diploid中则是用逗号分割的两个值,前者对应ref基因型,后者对应variant基因型; DP(Depth)为sample中该位点的覆盖度。

GQ:基因型的质量值(Genotype Quality)。Phred格式(Phred_scaled)的质量值,表示在该位点该基因型存在的可能性;该值越高,则Genotype的可能性越大;计算方法:Phred值 = -10 * log (1-p) p为基因型存在的概率。

PL:指定的三种基因型的质量值(provieds the likelihoods of the given genotypes)。这三种指定的基因型为(0/0,0/1,1/1),这三种基因型的概率总和为1。和之前不一致,该值越大,表明为该种基因型的可能性越小。 Phred值 = -10 * log (p) p为基因型存在的概率。

5. VCF第8列的信息

该列信息最多了,都是以 “TAG=Value”,并使用”;”分隔的形式。其中很多的注释信息在VCF文件的头部注释中给出。以下是这些TAG的解释:

AC,AF 和 AN:AC(Allele Count) 表示该Allele的数目;AF(Allele Frequency) 表示Allele的频率; AN(Allele Number) 表示Allele的总数目。对于1个diploid sample而言:则基因型 0/1 表示sample为杂合子,Allele数为1(双倍体的sample在该位点只有1个等位基因发生了突变),Allele的频率为0.5(双倍体的 sample在该位点只有50%的等位基因发生了突变),总的Allele为2;基因型 1/1 则表示sample为纯合的,Allele数为2,Allele的频率为1,总的Allele为2。

DP:reads覆盖度。是一些reads被过滤掉后的覆盖度。

Dels:Fraction of Reads Containing Spanning Deletions。进行SNP和INDEL calling的结果中,有该TAG并且值为0表示该位点为SNP,没有则为INDEL。

FS:使用Fisher’s精确检验来检测strand bias而得到的Fhred格式的p值。该值越小越好。一般进行filter的时候,可以设置 FS < 10~20。

HaplotypeScore:Consistency of the site with at most two segregating haplotypes.

​ 最多有2个分离的单倍型的一致性。

InbreedingCoeff:Inbreeding coefficient as estimated from the genotype likelihoods per-sample when compared against the Hard-Weinberg expectation.

​ 与哈代温伯格的期望相比,近亲繁殖估计每个样品基因型的可能性。

MLEAC:Maximum likelihood expectation (MLE) for the allele counts (not necessarily the same as the AC), for each ALT allele, in the same order as listed.

​ 对于等位基因计数(不一定与AC相同),每个ALT 等位基因的最大似然估计,在相同的顺序被列出。

MLEAF:Maximum likelihood expectation (MLE) for the allele frequency (not necessarily the same as the AF), for each ALT alle in the same order as listed.

​ 对于等位基因频率(不一定与AF相同),每个ALT 等位基因的最大似然期望,在相同的顺序被列出。

MQ:RMS Mapping Quality.

​ RMS Mapping质量。

MQ0:Total Mapping Quality Zero Reads.

​ 总的Mapping 质量 零Reads 。

MQRankSum:Z-score From Wilcoxon rank sum test of Alt vs. Ref read mapping qualities.

​ 对Alt vs 的Wilcoxon秩和检验的z 分数。参考片段映射质量。

QD:Variant Confidence/Quality by Depth.

​ Variant 通过深度的可信度和质量。

RPA:Number of times tandem repeat unit is repeated, for each allele (including reference).

​ 对于每个等位基因(包括参考),大量的串联重复序列单位被重复。

RU:Tandem repeat unit (bases).

​ 串联重复序列单元(基础)。

ReadPosRankSum:Z-score from Wilcoxon rank sum test of Alt vs. Ref read position bias.

​ 对Alt vs 的Wilcoxon秩和检验的z 分数。参考片段位置偏差。

STR:Variant is a short tandem repeat.

​ Variant是一个短的串联重复。

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