SAM Format

SAM（Sequence Alignment/Map）格式是次世代定序（NGS）中記錄序列對齊結果的純文字格式，適用於記錄將定序讀段（read）對齊至參考基因組後的資訊，是 BAM 格式的原始形式。

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一、SAM 格式基本結構

SAM 檔案由兩部分組成：

1. Header（標頭）：以 @ 開頭，描述參考基因組與對齊參數等資訊。例如：

   @SQ	SN:chr1	LN:248956422
   @PG	ID:bwa	PN:bwa	VN:0.7.17

2. Alignment（對齊紀錄）：每行為一筆讀段對齊結果，共包含至少 11 個欄位：

   欄位	說明
   QNAME	讀段名稱（query template name）
   FLAG	旗標，描述讀段的對齊狀態與方向等
   RNAME	對齊之參考序列名稱（如 chr1）
   POS	對齊起始位置（從 1 開始）
   MAPQ	對齊品質分數（mapping quality）
   CIGAR	對齊摘要（表示插入、缺失、比對長度等）
   RNEXT	配對讀段的參考名稱（若無配對，為 *）
   PNEXT	配對讀段的起始位置
   TLEN	模板長度（template length）
   SEQ	讀段序列
   QUAL	品質分數（Phred 品質，以 ASCII 表示）

   註：之後可接額外的 TAG 欄位（以 TAG:TYPE:VALUE 格式表示）

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二、FLAG 欄位說明

FLAG 為整數數值，經位元運算表示多種讀段特性，可用工具如 samtools flagstat 解析。

常見 FLAG 內容如下：

FLAG 值	意義
1	讀段為配對（paired-end）
2	對齊成功且成對（properly paired）
4	未對齊
16	讀段在負向鏈對齊
32	配對讀段在負向鏈
64	此為第一讀段（first in pair）
128	此為第二讀段（second in pair）

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三、SAM 格式應用與工具

• 檢查比對品質：samtools view, samtools flagstat

• 格式轉換：轉為 BAM 使用 samtools view -b

• 視覺化對齊結果：轉為 BAM 並建立索引後載入 IGV

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四、注意事項

• SAM 為純文字格式，檔案體積較大，分析建議轉為 BAM 處理

• 檔案內容可用文字編輯器開啟檢查錯誤或格式問題

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SAM 是對齊結果的標準格式，易於閱讀與除錯，適合開發與測試階段使用，最終則多轉為 BAM 以利儲存與分析。