NextDenovo/NextPolish

由希望组研发总监+联合创始人胡江带领的团队历时2年研发的一款集比对、矫正、组装于一体的基因组组装软件，针对三代测序（Nanopore、PacBio）数据进行高效矫正和精确组装，极大减少计算资源和运行时间，同时组装出高质量基因组。

图1 NextDenovo 作者和NextDenovo flowchart

NextDenovo 一经开源引起国内外广泛使用和报道。截止2020年5月NextDenovo Github（https://github.com/Nextomics/NextDenovo）下载次数超过2000次。

图2 Github 上NextDenovo版本迭代以及下载次数统计

图3 国内外媒体对NextDenovo 报道

对于复杂基因组（高杂合植物Plant1、高同源多倍体Plant2、超大基因组Plant3/Plant4）NextDenovo表现非常好的性能。

表1 NextDenovo对于复杂基因组组装表现

截止2020年5月使用NextDenvo发表文章多篇，包括Nature Plant、GigaSciecne等知名期刊。

图4 使用NextDenovo 发表文章信息展示

由希望组研发团队开发的Next系列软件中针对长读长（Nanopore、Pacbio）组装软件（NextDenovo、Canu、Miniasm等）组装得到的基因组进一步单碱基polish小工具，它可高效矫正三代下机数据组装得到基因组的单碱基错误，进一步提高单碱基准确性。

图 1 NextPolish算法原理以及性能比较

该工具采用K-mer得分链和K-mer计数算法，在运行速度、校正精度及消耗资源等方面均优于同类软件（表1），NextPolish目前已在Bioinformatics期刊正式发表。

Species	Platform	Software	Polishing rounds (#)	Total length (bp)	Misassemblies	Mismatches per 100 kbp	Indels per 100 kbp	Total mismatches	Total indels	CPU time used for polishing (minutes)	CPU time used for alignmenta (minutes)	Maximum RAM (GB)
Homo sapiens (Chr.1)	SMRT	–	0	224,780,032	6	17.82	121.45	38,286	261,011	–	–	–
		NextPolish	1	224,716,364	6	2.38	0.81	5,107	1,736	21	342 x 4 (rounds)	7.21
		NextPolish	2	224,716,261	6	2.26	0.71	4,863	1,527	21		7.21
		Pilon	1	224,715,544	6	2.92	1.6	6,275	3,447	484		46.96
			2	224,715,452	6	2.39	1.36	5,134	2,917
			3	224,715,529	6	2.31	1.28	4,974	2,754
			4	224,715,464	6	2.31	1.25	4,957	2,684
		Racon	1	224,702,036	9	3.08	1.97	6,625	4,242	1,122	101 x 4(rounds)	83.02
			2	224,691,554	9	2.91	1.16	6,249	2,494
			3	224,685,532	11	2.87	1.08	6,177	2,312
			4	224,681,897	11	2.64	1	5,684	2,148

表2 NextPolish、Pilon和Racon的性能比较

BWA MEM was used to do alignment for NextPolish and Pilon, while Racon used Minimap2 by default.

图2 三代polish矫正软件矫正结果比较

[1] Jiang H , Junpeng F , Zongyi S , et al. NextPolish: a fast and efficient genome polishing tool for long-read assembly[J]. Bioinformatics(7):7.