【R語(yǔ)言】利用RCricos繪制簡(jiǎn)單圈圖

Circos圖是在基因組相關(guān)的分析結果展示中非常常見(jiàn)的一類(lèi)圖型。由于Circos圖中展示的信息量大，圖形十分美觀(guān)，很多文章中都會(huì )繪制類(lèi)似的圖形。從圖形的內容來(lái)看，Circos圖實(shí)際是將多個(gè)類(lèi)型的圖片，包括散點(diǎn)圖、直方圖、折線(xiàn)圖、熱圖等，經(jīng)過(guò)變形以后疊加顯示在染色體上。本質(zhì)上是多個(gè)圖形的組合。

在R語(yǔ)言中，RCircos這個(gè)軟件包可以實(shí)現快速生成Circos圖片。接下來(lái)，我們就來(lái)看看怎樣用R來(lái)繪制圈圖。

1、基礎繪圖

# 加載RCicos，如果第一次使用，需要先安裝 install.packages('RCircos')# 讀取R包 library(RCircos)# 導入內建人類(lèi)染色體數據 data(UCSC.HG38.Human.CytoBandIdeogram)

# 數據內容如上圖；第一列?染色體編號；第二列?染色體片段起始位點(diǎn)；第三列?染色體片段結束位點(diǎn)；第四列?染色體片段編號；第五列?染色體片段顏色
# 這個(gè)數據是RCicos內置的人類(lèi)染色體信息，第四列和第五列信息用于展示染色體的核型?？梢允÷?。

#?設置染色體數據 cyto.info?<-?UCSC.HG38.Human.CytoBandIdeogram

RCircos.Set.Core.Components(cyto.info,?chr.exclude=NULL,tracks.inside=10,?tracks.outside=0?)
# chr.exclude=NULL;??設置不顯示的染色體，如?c(1,3)??????????
# tracks.inside=10;??設置內部環(huán)形個(gè)數
# tracks.outside=0;???設置外部環(huán)形個(gè)數??

#?繪制染色體圖形，默認方法顯示染色體名稱(chēng)。 RCircos.Set.Plot.Area()????? RCircos.Chromosome.Ideogram.Plot()?

這樣僅包含染色體的圈圖就生成了：

2、繪制包含數據的圖形

#?導入內建人類(lèi)染色體數據 data(UCSC.HG19.Human.CytoBandIdeogram); #設置不顯示的染色體，如?c(1,3)??? chr.exclude?<-?NULL;? #設置染色體數據 cyto.info?<-?UCSC.HG19.Human.CytoBandIdeogram;? #設置內部環(huán)形個(gè)數 tracks.inside?<-?10;? #設置外部環(huán)形個(gè)數 tracks.outside?<-?0;? #?導入上面四個(gè)基本參數 RCircos.Set.Core.Components(cyto.info,?chr.exclude,?tracks.inside,?tracks.outside); #?列出所有繪圖參數 RCircos.List.Plot.Parameters() #?定義要生成的圖像文件 pdf(file="RCircosDemoHumanGenome",?height=8,?width=8,?compress=TRUE); RCircos.Set.Plot.Area(); #?height和width指定生成圖片的長(cháng)和寬，compress指定生成的圖片是否需要壓縮 #?繪制染色體圖形 RCircos.Chromosome.Ideogram.Plot();

3、染色體上添加基因名稱(chēng)與連線(xiàn)

# 加載內置的RCircos.Gene.Label.Data數據集

data(RCircos.Gene.Label.Data); 

#?數據內容如上圖,第一列?染色體編號，需要與第一步導入的染色體數據一致;第二列?基因在染色體片段起始位點(diǎn);第三列?基因在染色體片段結束位點(diǎn);第四列?基因名

#?指定內容在內側的環(huán)形還是外側的環(huán)形生成 side?<-?"in";#?指定內容在第幾個(gè)環(huán)形生成 track.num?<-?1;#?繪圖 RCircos.Gene.Connector.Plot(RCircos.Gene.Label.Data,?track.num,?side); #?在染色體上添加基因名稱(chēng)，?指定內容在第幾個(gè)環(huán)形生成 name.col?<-?4;#?指定基因名在數據的第幾列 track.num?<-?2;#?繪圖 RCircos.Gene.Name.Plot(RCircos.Gene.Label.Data,?name.col,track.num,?side);

4、添加熱圖類(lèi)型的環(huán)形

# 加載內置的RCircos.Heatmap.Data數據集
data(RCircos.Heatmap.Data);

#?這個(gè)數據集中是6個(gè)不同樣本的基因表達量數據，數據內容如上圖,第一列?染色體編號，需要與第一步導入的染色體數據一致;第二列?基因在染色體片段起始位點(diǎn);第三列?基因在染色體片段結束位點(diǎn);第四列?基因名;第五列及以后?基因在不同樣本中的表達量

#?指定以第6列數據生成熱圖 data.col?<-?6; #?指定內容在第5個(gè)環(huán)形生成 track.num?<-?5;#?指定內容在內側的環(huán)形生成 side?<-?"in";#?繪圖 RCircos.Heatmap.Plot(RCircos.Heatmap.Data,?data.col,?track.num,?side);

5、添加散點(diǎn)圖類(lèi)型的環(huán)形

#?加載內置的RCircos.Scatter.Data數據集
data(RCircos.Scatter.Data);

#?這個(gè)數據集是拷貝數變異的數據，數據內容如上圖，第一列?染色體編號，需要與第一步導入的染色體數據一致；第二列?突變位點(diǎn)在染色體片段起始位點(diǎn)；第三列?突變位點(diǎn)在染色體片段結束位點(diǎn)；第四列?突變位點(diǎn)拷貝數；第五列?突變平均置信度

#?指定以第5列數據圖形中散點(diǎn)縱坐標 data.col?<-?5;#?指定圖形在第6個(gè)環(huán)形生成 track.num?<-?6;#?指定圖形在內側環(huán)形生成 side?<-?"in";#?指定數據大于1的點(diǎn)以紅色顯示，小于數據1的點(diǎn)以藍色顯示 by.fold?<-?1;#?繪圖 RCircos.Scatter.Plot(RCircos.Scatter.Data,?data.col,track.num,?side,?by.fold);

6、添加折線(xiàn)圖類(lèi)型的環(huán)形

# 加載內置的RCircos.Line.Data數據集
data(RCircos.Line.Data);

# 由于這個(gè)數據集的染色體編號與第一步導入的染色體數據不一致，需要在編號前添加chr
RCircos.Line.Data$chromosome?<-?paste(‘chr’,RCircos.Line.Data$chromosome,sep?=?”)

#?指定以第5列數據做為圖形中拆線(xiàn)的縱坐標 data.col?<-?5;#?指定圖形在第7個(gè)環(huán)形生成 track.num?<-?7;#?指定圖形在內側環(huán)形生成 side?<-?"in"；#?繪圖 RCircos.Line.Plot(RCircos.Line.Data,?data.col,?track.num,?side);

7、添加直方圖類(lèi)型的環(huán)形

# 加載內置的RCircos.Histogram.Data數據集 data(RCircos.Histogram.Data);

#?這個(gè)數據集是染色體片段突變頻率的數據，數據內容如上圖，第一列?染色體編號；第二列?染色體片段起始位點(diǎn)；第三列?染色體片段結束位點(diǎn)；第四列?染色體片段突變頻率

#?指定以第4列數據做為圖形中直方的縱坐標 data.col?<-?4;#?指定圖形在第8個(gè)環(huán)形生成 track.num?<-?8;#?指定圖形在內側環(huán)形生成 side?<-?"in";#?繪圖 RCircos.Histogram.Plot(RCircos.Histogram.Data,?data.col,?track.num,?side);

8、添加網(wǎng)絡(luò )圖類(lèi)型的環(huán)形

# 加載內置的RCircos.Tile.Data數據集 data(RCircos.Tile.Data);

#?數據內容如上圖，第一列?染色體編號；第二列?需要繪制的網(wǎng)格在染色體片段的起始位點(diǎn)；第三列?需要繪制的網(wǎng)格在染色體片段的結束位點(diǎn)

#?指定圖形在第9個(gè)環(huán)形生成 track.num?<-?9;#?指定圖形在內側環(huán)形生成 side?<-?"in";#?繪圖 RCircos.Tile.Plot(RCircos.Tile.Data,?track.num,?side);

9、添加一個(gè)或多個(gè)基因間的聯(lián)系曲線(xiàn)

# 加載內置的RCircos.Link.Data數據集 data(RCircos.Link.Data);

#?數據內容如上圖，第一列?染色體編號；第二列?聯(lián)系位點(diǎn)在染色體片段的起始位點(diǎn)；第三列?聯(lián)系位點(diǎn)在染色體片段的結束位點(diǎn)；第四列?聯(lián)系位點(diǎn)在所在的另一個(gè)染色體編號；第五列?聯(lián)系位點(diǎn)在所在的另一個(gè)染色體片段的起始位點(diǎn)；第六列?聯(lián)系位點(diǎn)在所在的另一個(gè)染色體片段的結束位點(diǎn)

#?指定圖形在第11個(gè)環(huán)形生成 track.num?<-?11;#?繪圖 RCircos.Link.Plot(RCircos.Link.Data,?track.num,?TRUE);

#?加載內置的RCircos.Ribbon.Data數據集 data(RCircos.Ribbon.Data);

#?繪圖 RCircos.Ribbon.Plot(ribbon.data=RCircos.Ribbon.Data,?track.num=11,?by.chromosome=FALSE,?twist=FALSE); #?繪圖完成之后關(guān)閉圖形設備，保存圖片?？梢栽诠ぷ髂夸浵抡业缴傻膱D片，默認是PDF格式? dev.off();

最終繪圖效果如下圖：

以上就是一個(gè)使用數據生成多個(gè)環(huán)形組合圖的過(guò)程。我們還可以根據自己的需要添加更多的類(lèi)似圖形。只需要保證數據的結構一致即可。同樣，也可以以上面的代碼為模板，把其它數據代換進(jìn)去生成全新圖片。

 

如果您對這個(gè)繪圖還有其他問(wèn)題，歡迎點(diǎn)擊下方按鈕聯(lián)系我們，我們將免費為您設計文章思路方案。