在线的共线性作图软件智能数据模块的开发开题报告

1. 研究目的与意义

VGSC是一个在线的基因组共线性作图工具，提供各种共线性数据的图形化转换。它提供了强大、快速、方便的绘制共线性矢量图的在线解决方案：支持SVG、EPS和PDF输出。为了提高系统的易用性，本课题旨在开发一个可适配多种共线性分析工具的输出格式的模块。有许多可用的同线性以及共线性工具，但他们的视觉呈现并没有相应地开发。出于这个原因，用户经常需要编写额外的程序或重绘以绘制代表图像的同线性和共线性输出文件。可视化不完全降低现有同线性和共线性检测流水线的效率。VGSC在线服务的一个显着特点是，同线性和共线的矢量图形的多种工具结合，使共线性的信息快速，便捷的转换成图形。此外，有更多的重复用于下游分析，如重复基因家族。VGSC可以用于结构变化和演化分析，对新的基因组和基因家族研究非常有用

2. 国内外研究现状分析

为了满足同线性和共线性分析的要求，软件的重点集中在原始测序数据的检测和对齐。使用相邻基因对的匹配，各种软件被开发以匹配基因对，包括adhore，通过多序列对比（mcmusec）的最大间隙集群和邻群集。最近的方法适用于动态算法成对共线基因链，其中一个匹配系统分数的相邻的基因对，称为锚基因，以及惩罚锚基因之间的距离。这种方法已在软件工具中实现，诸如colinearscan，mcscan，symap，fish和cyntenator。除了染色体区域之间的成对共线的关系的检测，共线的染色体区域的多种对齐（三个或更多个区域的取向）（简称为共线的块），更重要的，因为它可以揭示古wgd事件和复杂的染色体重复数据删除/重排的关系。一个早期的软件包基因家族内提供共线的分析是microsyn。mcscan，多共线性扫描，在同线性和共线性检测另一种非常流行的算法。它可以扫描多个基因组或亚基因组，确定假定的同源染色体区域，并对准锚，标志着这些基因区域。最新的i-adhore3.0结合起来的迭代信息搜索成对比较，它使用严格的统计测试，以确保发现区域显著。所有这些软件包关注数据的过程，而不是下游分析。他们中。许多甚至不提供可视化图形输出。

另一类同线性和共线的工具使用通用基因组浏览器，它是软件，允许用户在参照序列的上下文中查看的基因组注释。他们中的大多数使用矢量图形，以使滚动并通过基因组的任意区域缩放。gbrowse-syn是gbrowse2.0插件，最强大的web应用程序基于一个可视化的基因组数据，让使用gbrowse风格的网页多个基因组的共线区域的比较，其中同线性和共线性显示为传统连接图。然而，这种类型的通用的软件包仅提供非常基本的附图中，因为它们不是设计用于满足同线性和共线性表示的前端可视需求。

mcscan的扩展包名为mcscanx，用于显示实现实用程序和分析。然而，mcscanx提供只有png输出基于命令行的绘图仪。另一个例子是，i-adhore3.0的扩展adhore，并提供了一个包可视化svg矢量图形和png图像点图。

3. 研究的基本内容与计划

内容：

提供在线的共线性和同线性图形可视化，并且支持像素图输出（jpeg, bitmap, and png）和矢量图输出（svg, eps, and pdf）。用户只需要上传基因序列及分析工具生成的共线性和同线性分析结果，网站就可以自动为用户生成图形化结果。同时，网站还提供了java程序，可以离线运行。

计划：

3月2日-4月10日 功能与程序设计完成初步框架。

4. 研究创新点

为了提高系统的易用性，本课题旨在开发一个可适配多种共线性分析工具的输出格式的模块。有许多可用的同线性以及共线性工具，但他们的视觉呈现并没有相应地开发。可视化不完全降低现有同线性和共线性检测流水线的效率。VGSC在线服务的一个显着特点是，同线性和共线的矢量图形的多种工具结合，使共线性的信息快速，便捷的转换成图形。