文章目录

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  • 一、合并VCF的常用命令
  • • 1.1 合并多个bgzip压缩的VCF文件
    • 1.2 使用文件列表合并
  • 二、合并前的准备与注意事项
  • • 2.1 文件格式要求
    • 2.2 样本名唯一性
    • 2.3 检查文件模式匹配
  • 三、常见报错与解决方法
  • • 3.1 报错：`Error: Duplicate sample names (sample1), use --force-samples to proceed anyway.`
    • 3.2 报错：`Could not retrieve index file for ...`
  • 四、自动化脚本推荐
  • • 4.1 检查并转换VCF为bgzip格式
    • 4.2 检查重复样本并生成唯一文件列表
    • 4.3 合并并生成统计
  • 五、合并后格式转换与统计
  • • 5.1 转换为TXT表格
    • 5.2 统计每个样品的SNP数
  • 六、总结

在群体遗传学、RAD-seq等高通量测序分析中，常常需要将多个样品的VCF文件合并为一个群体VCF文件，便于后续的群体变异分析、PCA、GWAS等。本文以bcftools为例，详细介绍多样品VCF合并的标准流程、常见报错及解决方法，并附带自动化脚本工具。

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一、合并VCF的常用命令

1.1 合并多个bgzip压缩的VCF文件

其实一般常见做法是使用gatk CombineGVCFs命令将g.vcf.gz格式的各个样品进行合并后再进行质控，过滤。但是实际情况是没有过滤的snp文件较大，再加上如果做群体遗传分析，样品较多，合并环节就相当耗费时间。因此，这里选择将过滤后的vcf.gz文件使用bcftools进行合并，可以大大缩短合并时间，提升分析效率。

bcftools merge -Oz -o merged_filtered_snps.vcf.gz sample1.vcf.gz sample2.vcf.gz sample3.vcf.gz
tabix -p vcf merged_filtered_snps.vcf.gz

1.2 使用文件列表合并

当样品较多时，推荐先生成一个文件列表：

ls aa*/aa*_filtered.vcf.gz > vcf_list.txt
bcftools merge -Oz -o merged_filtered_snps.vcf.gz -l vcf_list.txt
tabix -p vcf merged_filtered_snps.vcf.gz

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二、合并前的准备与注意事项

2.1 文件格式要求

• 必须为bgzip压缩格式（.vcf.gz），且有.tbi索引文件。
• 可用如下命令检查和转换：

  bgzip sample.vcf
  tabix -p vcf sample.vcf.gz
  

2.2 样本名唯一性

• 每个VCF文件的样本名必须唯一，不能有重复。
• 可用如下命令检查样本名：

  bcftools query -l sample1.vcf.gz
  

2.3 检查文件模式匹配

• 避免通配符匹配到同一样本的多个文件（如sample1_filtered.vcf.gz和sample1_tmp_filtered.vcf.gz）。
• 推荐只保留每个样本的最终过滤文件。

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三、常见报错与解决方法

3.1 报错：Error: Duplicate sample names (sample1), use --force-samples to proceed anyway.

原因：合并的VCF文件中有重复的样本名。

解决方法：

• 检查文件列表，确保每个样本只出现一次。
• 可用如下脚本自动检查并生成唯一文件列表：

# scripts/check_duplicate_samples.py
# 用法：python scripts/check_duplicate_samples.py 'aa*/aa*_filtered.vcf.gz' unique_vcf_list.txt

• 合并时用唯一文件列表：

  bcftools merge -Oz -o merged_filtered_snps.vcf.gz -l unique_vcf_list.txt
  

3.2 报错：Could not retrieve index file for ...

原因：缺少.tbi索引文件。

解决方法：

tabix -p vcf sample.vcf.gz

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四、自动化脚本推荐

4.1 检查并转换VCF为bgzip格式

# scripts/check_and_convert_vcf.py
# 用法：python scripts/check_and_convert_vcf.py 'aa*/aa*_filtered.vcf*'

4.2 检查重复样本并生成唯一文件列表

# scripts/check_duplicate_samples.py
# 用法：python scripts/check_duplicate_samples.py 'aa*/aa*_filtered.vcf.gz' unique_vcf_list.txt

4.3 合并并生成统计

bcftools merge -Oz -o merged_filtered_snps.vcf.gz -l unique_vcf_list.txt
tabix -p vcf merged_filtered_snps.vcf.gz
bcftools stats merged_filtered_snps.vcf.gz > merged_stats.txt

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五、合并后格式转换与统计

5.1 转换为TXT表格

# scripts/vcf_to_txt.py
# 用法：python scripts/vcf_to_txt.py merged_filtered_snps.vcf.gz

5.2 统计每个样品的SNP数

# scripts/count_snp_per_sample.py
# 用法：python scripts/count_snp_per_sample.py merged_filtered_snps.vcf.gz

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六、总结

• 合并VCF前请确保每个样品只保留一个最终VCF文件，且为bgzip格式并有索引。
• 合并时推荐用文件列表，避免通配符误操作。
• 遇到重复样本名、缺少索引等报错时，优先检查文件列表和文件格式。
• 可用Python脚本自动化检查、转换和统计，提升效率。

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