Bowtie2 — 经典短读段比对工具¶

# 方法1：conda 安装（推荐）
conda install -c bioconda bowtie2  # 从 bioconda 安装

# 方法2：直接下载
wget https://github.com/BenLangmead/bowtie2/releases/download/v2.5.4/bowtie2-2.5.4-linux-x86_64.zip
unzip bowtie2-2.5.4-linux-x86_64.zip  # 解压即用

# 验证安装
bowtie2 --version  # 当前最新 2.5.4（2024年）

# 构建 Bowtie2 索引
bowtie2-build \
  --threads 16 \     # 使用 16 线程加速
  ref.fa \           # 参考基因组 FASTA
  bt2_index          # 索引前缀名
# 生成 .1.bt2 .2.bt2 .3.bt2 .4.bt2 .rev.1.bt2 .rev.2.bt2 六个文件

# 双端比对（ChIP-seq / ATAC-seq 常用）
bowtie2 \
  -p 16 \                     # 16 线程
  --very-sensitive \           # 高灵敏度预设（推荐）
  -x bt2_index \               # 索引前缀
  -1 R1.fq.gz \                # Read 1
  -2 R2.fq.gz \                # Read 2
  | samtools sort -@ 4 -o aligned.bam  # 排序输出 BAM

samtools index aligned.bam     # 建 BAM 索引

# 单端比对
bowtie2 -p 16 --very-sensitive -x bt2_index -U reads.fq.gz \
  | samtools sort -o se_aligned.bam

# 宏基因组 — 去除宿主 DNA（保留未比对的读段）
bowtie2 -p 16 \
  -x human_index \             # 人类基因组索引
  -1 R1.fq.gz -2 R2.fq.gz \
  --un-conc-gz unmapped_%.fq.gz \  # 未比对读段输出（即非宿主读段）
  -S /dev/null                 # 不保存比对结果（只需要未比对读段）

# ChIP-seq — 只保留唯一比对
bowtie2 -p 16 \
  -x bt2_index \
  -1 R1.fq.gz -2 R2.fq.gz \
  --no-mixed \                 # 不尝试单独比对一端
  --no-discordant \            # 不报告不一致的配对
  | samtools view -bS -q 30 - \  # 过滤 MAPQ < 30 的低质量比对
  | samtools sort -o chip_filtered.bam

# 本地比对模式（允许读段两端 soft-clip）
bowtie2 -p 16 --very-sensitive-local \
  -x bt2_index \
  -1 R1.fq.gz -2 R2.fq.gz \
  | samtools sort -o local_aligned.bam

# 设置插入片段范围（根据文库实际情况）
bowtie2 -p 16 \
  -x bt2_index \
  -1 R1.fq.gz -2 R2.fq.gz \
  -I 100 \                     # 最小插入片段长度
  -X 700 \                     # 最大插入片段长度
  | samtools sort -o sized.bam