本地blast（Basic Local Alignment Search Tool）是一种高效的生物信息学工具，可以进行序列比对和识别，广泛应用于基因组学、蛋白质组学、表观基因组学等领域。本文将为您详细介绍本地blast的安装、使用、数据库建立等方面内容。
一、下载本地blast安装包
首先需要下载本地blast的安装包，可以在NCBI官网的下载页面中找到各种版本的安装包。选择对应的操作系统版本后，点击下载链接即可开始下载。下载完成后，解压安装包并将解压后的文件夹保存到系统中方便调用。
二、理解本地blast的概念和使用方法
本地blast是一种基于本地计算机资源的生物信息学工具，用于进行序列比对和识别，相对于网络blast有更高的速度和稳定性。本地blast的使用方法包括生成数据库、执行查询、解析结果等步骤。
1.生成数据库
在使用本地blast之前，需要先生成相应的序列数据库。通常情况下，我们使用NCBI提供的FASTA格式的序列文件进行数据库的建立。执行以下指令即可完成建立：
makeblastdb -in seqs.fa -parse_seqids -dbtype nucl
其中，-in参数指定输入的序列文件，-parse_seqids参数表示解析序列的ID信息，-dbtype参数表示数据库的类型，可以选择nucl（核酸）或prot（蛋白质）。
2.执行查询
在数据库建立完成后，就可以执行查询操作了。通常情况下，我们使用fasta格式的序列文件进行查询，使用以下指令即可完成查询：
blastn -query query.fa -db seqs.fa -out result.txt
其中，-query参数指定输入的查询序列文件，-db参数指定输入的数据库文件，-out参数指定输出结果的文件名。
3.解析结果
blast查询完成后，我们需要解析结果文件以获取各种比对的信息。结果文件包括两种格式：XML格式和文本格式（tab-delimited）。通常情况下，我们使用文本格式的结果文件，可以使用以下指令解析：
parse_blast.pl -i result.txt -o parsed.txt
其中，-i参数表示输入的结果文件名，-o参数表示输出的解析结果文件名。
三、建立本地blast数据库
本地blast的数据库是比对分析的关键。数据库的质量和数量影响着比对结果的可靠性。建立本地blast数据库的步骤分为三个部分：准备序列文件、生成索引文件、构建blast数据库。
1.准备序列文件
在建立数据库之前，需要先准备序列文件。通常情况下，我们使用NCBI提供的FASTA格式的序列文件作为数据库的输入文件。
2.生成索引文件
生成索引文件是构建本地blast数据库的重要步骤，其中包括两个步骤：格式化序列文件和生成索引文件。执行以下指令即可完成：
makeblastdb -in sequences.fasta -dbtype nucl -parse_seqids -out mydb
其中，-in参数指定输入的序列文件，-dbtype参数表示数据库的类型，-parse_seqids参数表示解析序列的ID信息，-out参数指定输出的数据库文件名。
3.构建本地blast数据库
构建本地blast数据库需要使用blastdbcmd指令，执行以下指令即可构建本地blast数据库：
blastdbcmd -db mydb -info
其中，-db参数指定输入的数据库文件名，-info参数表示构建数据库的过程。
四、解决本地blast安装报错问题
在使用本地blast的过程中，可能会遇到各种报错问题。以下是一些常见的解决方法：
1.安装依赖项
在安装本地blast之前，需要先安装相应的依赖项。以Linux系统为例，可以使用以下指令安装依赖项：
sudo apt-get install build-essential zlib1g-dev libncurses-dev
2.检查路径设置
在使用本地blast之前，需要确保路径设置的正确性。可以使用以下指令检查环境变量是否设置正确：
echo $PATH which blastn
3.查看日志信息
在安装本地blast时，可以查看日志信息以帮助我们定位问题所在。以下是查看日志信息的指令：
less /tmp/ncbi.out
五、本地blast的程序
本地blast有多个程序可供使用，以下是一些常用的本地blast程序：
1.blastp
blastp程序用于比较两个蛋白质序列，可以输出比对序列间的相似性。
2.blastn
blastn程序用于比较两个核酸序列，可以输出比对序列间的相似性。
3.blastx
blastx程序用于将一个搜寻序列进行蛋白质翻译后与目标数据库中的蛋白质序列比对。
4.tblastx
tblastx程序用于比对两个核酸序列的转录产物，结果以蛋白质序列的方式输出。
六、本地blast的指令
本地blast常用的指令包括makeblastdb、blastn、blastp、blastx、tblastx等，以下是一些使用指令的样例：
1.makeblastdb指令
makeblastdb -in sequences.fasta -dbtype nucl -parse_seqids -out mydb
2.blastn指令
blastn -query query.fasta -task blastn -db mydb -outfmt "7 qacc sacc evalue bitscore pident length" -out results.txt
3.blastp指令
blastp -query query.fasta -db mydb -outfmt "7 qacc sacc evalue bitscore pident length" -out results.txt
4.blastx指令
blastx -query query.fasta -db mydb -outfmt "7 qacc sacc evalue bitscore pident length" -out results.txt
七、本地blast的环境变量
本地blast需要设置一些环境变量才能正常运行。以下是设置环境变量的指令：
1.PATH环境变量
export PATH=$PATH:/path/to/ncbi-blast/bin
其中，/path/to/ncbi-blast是您解压安装包后所在的路径。
2.BLASTDB环境变量
export BLASTDB=/path/to/blast/db
其中，/path/to/blast/db是您所创建的blast数据库的路径。
八、序列比对的选择
序列比对是生物信息学分析的核心，不同的数据类型、分析目的和方法选择都会影响比对分析结果。以下是一些常用的序列比对方法：
1.全局比对
全局比对是较为基础的比对方法，其通过整个序列间的最佳匹配进行整体比对。适合于在相似度较高的序列间进行分析。
2.局部比对
局部比对是比对序列间的某个片段，适合于大规模序列数据中的快速比对。
3.基于seed的比对
基于seed的比对是利用两个序列的sub-sequence进行匹配，适合于大规模序列数据的快速比对。
4.基于哈希的比对
基于哈希的比对是利用哈希函数建立索引，将原序列映射到较小的空间中进行比对，适合于大规模数据的快速比对。
5.多序列比对
多序列比对是在三个或更多序列之间进行比对，适合于基因组学、蛋白质组学等大规模数据的比对分析。
结语
本文详细介绍了本地blast的安装、使用、数据库建立等方面内容，并提供了一些常见问题的解决方法。希望可以帮助读者更好地了解和使用本地blast，进行有效的序列比对和生物信息学分析。
