Shell脚本自动化Trimmomatic数据清理，科研人必备技能！

Shell脚本自动化Trimmomatic数据清理，科研人必备技能！

引用

github

等

8

来源

1.

https://github.com/lynn-sanford/RNASeq_processing_scripts/blob/master/03_trimming/trimmomatic.sbatch

2.

https://www.biostars.org/p/378843/

3.

https://www.biostars.org/p/379185/

4.

https://www.biostars.org/p/364305/

5.

https://www.biostars.org/p/294842/

6.

https://www.biostars.org/p/364292/

7.

https://www.seqanswers.com/forum/bioinformatics/bioinformatics-aa/61144-using-trimmomatic-on-multiple-paired-end-read-files

8.

https://angus.readthedocs.io/en/2019/bash_automation.html

在生物信息学数据分析中，Trimmomatic是一个常用的读段修剪工具，主要用于去除测序数据中的接头序列和低质量碱基。当处理大量样本时，手动执行Trimmomatic命令会变得非常繁琐。因此，使用Shell脚本自动化这一过程，不仅能提高效率，还能减少人为错误。

为什么需要自动化处理？

假设你有几十个甚至上百个样本需要处理，每个样本都有正向和反向测序文件。如果手动执行Trimmomatic命令，你将需要重复输入类似的命令多次，这不仅耗时，还容易出错。而通过Shell脚本，你可以一次性处理所有样本，让计算机自动完成这些重复性工作。

Shell脚本基础结构

一个完整的Shell脚本通常包含以下几个部分：

1. Shebang行：指定脚本解释器，通常是#!/bin/bash
2. 变量定义：存储常用的路径或参数
3. 函数定义：封装可重用的代码块
4. 主程序逻辑：脚本的核心执行部分
5. 错误处理：确保脚本在遇到问题时能够优雅退出

完整示例脚本

下面是一个自动化处理Trimmomatic的Shell脚本示例，它能够批量处理所有指定目录下的双端测序数据：

#!/bin/bash

# 定义工具路径
TRIMMOMATIC="/path/to/trimmomatic.jar"
ADAPTERS="/path/to/adapters/TruSeq3-PE.fa"

# 定义输入输出目录
INPUT_DIR="/path/to/input"
OUTPUT_DIR="/path/to/output"

# 检查所需工具是否可用
TOOLS=("java" "trimmomatic")
check_tool() {
  if ! command -v $1 &> /dev/null; then
    echo "Error: $1 is not installed or not in PATH"
    exit 1
  fi
}
for tool in "${TOOLS[@]}"; do
  check_tool $tool
done

# 获取所有输入文件
for R1 in $INPUT_DIR/*_R1.fastq.gz; do
  R2="${R1/_R1/_R2}"
  base=$(basename $R1 _R1.fastq.gz)

  # 定义输出文件路径
  OUT1="$OUTPUT_DIR/${base}_paired_R1.fastq.gz"
  OUT2="$OUTPUT_DIR/${base}_paired_R2.fastq.gz"
  UNPAIRED1="$OUTPUT_DIR/${base}_unpaired_R1.fastq.gz"
  UNPAIRED2="$OUTPUT_DIR/${base}_unpaired_R2.fastq.gz"

  # 执行Trimmomatic命令
  java -jar $TRIMMOMATIC PE \
    -threads 4 \
    -phred33 \
    $R1 $R2 \
    $OUT1 $UNPAIRED1 $OUT2 $UNPAIRED2 \
    ILLUMINACLIP:$ADAPTERS:2:30:10 \
    LEADING:3 \
    TRAILING:3 \
    SLIDINGWINDOW:4:15 \
    MINLEN:36
done

脚本解析

1. Shebang行：#!/bin/bash 指定使用Bash shell解释器。

2. 变量定义：

   • TRIMMOMATIC 和 ADAPTERS 存储Trimmomatic JAR包和适配器文件的路径。
   • INPUT_DIR 和 OUTPUT_DIR 分别存储输入和输出文件的目录。

3. 工具检查函数：

   • check_tool 函数检查指定工具是否可用，如果不可用则输出错误信息并退出脚本。
   • 使用 command -v 命令检测工具是否在PATH中。

4. 主程序逻辑：

   • 使用 for 循环遍历所有正向读段文件（以 _R1.fastq.gz 结尾）。
   • 通过字符串替换获取对应的反向读段文件名。
   • 定义输出文件的路径。
   • 执行Trimmomatic命令，使用PE模式处理双端测序数据。

注意事项

1. 路径设置：确保所有路径（如工具路径、输入输出目录）都正确无误。
2. 权限问题：运行脚本前可能需要添加执行权限，使用 chmod +x scriptname.sh。
3. 错误处理：在实际应用中，可以添加更多的错误检查和日志记录，以便更好地追踪问题。
4. 性能优化：根据服务器资源调整线程数（-threads 参数），以获得最佳性能。

通过这个脚本，你可以一次性处理所有样本，无需重复输入命令。这不仅节省了时间，还避免了手动操作可能带来的错误。希望这个示例能帮助你更好地理解和应用Shell脚本自动化处理Trimmomatic数据清理。