转录本的统计指标N50 vs ExN50

刘小泽写于19.2.19

之前得到转录本的时候,我们使用TrinityStats.pl Trinity.fasta这个命令对转录本进行了统计,结果包含了Contig Nx长度的统计,例如:

$TRINITY_HOME/util/TrinityStats.pl  Trinity.fasta

   ################################
   ## Counts of transcripts, etc.
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   Total trinity 'genes':   1388798
   Total trinity transcripts:   1554055
   Percent GC: 44.52
   
   ########################################
   Stats based on ALL transcript contigs:
   ########################################

Contig N10: 5264
Contig N20: 3136
Contig N30: 1803
Contig N40: 989
Contig N50: 606

Median contig length: 288
Average contig: 511.61
Total assembled bases: 795066996

Contig N10: 5264表示至少10%的转录本序列拥有至少5264个碱基长度。这个结果文件中我们一般关注N50这个指标,也就是说组装结果至少一半的转录本序列的长度。

当然,基于全部contigs的统计方式有一个问题:如果转录本比较长,并且拼接得到的isoform太多,那么N50会变大【因为Nx的计算方式是:先将长度从大到小排列,然后计算总长度,依次累加contig,看哪个contig先达到总长一半,就作为N50】,但这并不能真实反映拼接情况,因此还有一个选择:每个基因选择最长的一条isoform进行统计

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  ## Stats based on ONLY LONGEST ISOFORM per 'GENE':
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Contig N10: 3685
Contig N20: 1718
Contig N30: 909
Contig N40: 588
Contig N50: 439

Median contig length: 281
Average contig: 433.39
Total assembled bases: 601896081

可以看到,这种方式比一开始得到的N50要小,正是降低了”一条基因有多条长的isoform“这种影响,因此如果使用N50的话,推荐使用ONLY LONGEST ISOFORM per 'GENE'这个指标中的

相比N50,还有比它更合适的ExN50 ,多了个Ex,意思就是Expressed,要看表达量

ExN50除了考虑上面N50的计算方法,还限制了必须是最高表达的转录本(代表了前x%的总表达量)

$TRINITY_HOME/util/misc/contig_ExN50_statistic.pl \
     transcripts.TMM.EXPR.matrix Trinity.fasta >ExN50.stats

结果会生成这样的一个表格,第一列是Ex表达量(%),第二列是ExN50,第三列是num_transcripts

# 可以对统计结果可视化
$ TRINITY_HOME/util/misc/plot_ExN50_statistic.Rscript  ExN50.stats  
ExN50

之前的统计结果N50是606 bases,图中就是100这个位置(就是因为N50计算考虑的是全部的contigs),这里其实可以过滤掉一些低表达量的contigs

可以看到总体上N50统计结果是在2.4K 到3.5K,最高值再E90的位置,我们就可以使用E90N50这个统计值(大概是3.5K)作为转录本拼接质量的评价(因为拼接约完整越好,相比于之前的606 base,是不是结果好了许多?)

参考:https://github.com/trinityrnaseq/trinityrnaseq/wiki/Transcriptome-Contig-Nx-and-ExN50-stats


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