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跟着Nature Metabolism学作图:R语言ggplot

跟着Nature Metabolism学作图:R语言ggplot

作者: 小明的数据分析笔记本 | 来源:发表于2023-02-17 21:40 被阅读0次

    论文

    Single-cell profiling of vascular endothelial cells reveals progressive organ-specific vulnerabilities during obesity

    https://www.nature.com/articles/s42255-022-00674-x#Sec58

    s42255-022-00674-x.pdf

    https://github.com/Osynchronika/sc_EC_obesity_atlas

    大部分 作图的数据都有,可以试着用论文中提供的数据复现一下论文中的图

    今天的推文我们试着复现一下论文中的Figure2中的热图,figure2中有3个热图,按照复杂程度排序是 figure2m figure2f 和figure2o

    image.png image.png image.png

    今天的推文我们先复现figure2o

    论文中提供的数据如下

    image.png

    数据中有很多缺失值,看论文中的配色 我猜是把缺失值替换成0了,我不太确定这种处理方式是否可以

    加载要用到的R包

    library(readxl)
    library(tidyverse)
    library(stringr)
    library(ggtree)
    library(ggh4x)
    

    读取数据

    dat01<-read_excel("data/20230207/figure2o.xlsx",
                      sheet = "Sheet3",na="NA")
    dat01
    

    这里我把第一列的列名除了第一列修改成A01:A21,因为最上层的两层分组需要人为构造数据,列名修改成A01:A21在excel里好输入些

    colnames(dat01)<-c("gene_name",paste0("A",str_pad(1:21,2,side = "left",pad = "0")))
    

    首先是做最左侧的树图

    因为有了树图后要根据树图的前后顺序调整热图的y轴的顺序

    dat01  %>% 
      pivot_longer(!gene_name) %>% 
      mutate(value=replace_na(value,0)) %>% 
      pivot_wider() %>% 
      column_to_rownames("gene_name") %>% 
      dist() %>% 
      hclust() -> dat01.hclust
    
    ggtree(dat01.hclust)+
      geom_tiplab()
    
    y_levels<-c("Fabp5","Fabp4","Cd36","Fabp1","Dbi","Lpl")
    
    ggtree(dat01.hclust) -> p2
    
    p2
    
    image.png

    然后是热图的代码

    dat01 %>% 
      mutate(gene_name=factor(gene_name,
                              levels = y_levels )) %>% 
      pivot_longer(!gene_name) %>% 
      mutate(value=replace_na(value,0)) %>% 
      ggplot(aes(x=name,y=gene_name))+
      geom_tile(aes(fill=value),color="black")+
      scale_fill_gradient2(low="blue",mid="white",high = "red",
                           midpoint = 0,
                           breaks=c(-0.5,-0.25,0,0.25,0.5),
                           labels=c("<-0.5","",0,"",">0.5"))+
      scale_y_discrete(position = "right")+
      scale_x_discrete(expand = expansion(mult = c(0,0)))+
      theme_bw()+
      theme(legend.position = "bottom",
            axis.text.x = element_blank(),
            axis.text.y = element_text(face="italic"),
            axis.ticks = element_blank(),
            axis.title = element_blank(),
            panel.border = element_blank(),
            panel.grid = element_blank())+
      guides(fill=guide_colorbar(title.position = "top",
                                 title.hjust = 0.5,
                                 barwidth = 10)) -> p1
    p1
    
    image.png

    最后是分组标记的代码

    我人为构造的数据如下


    image.png

    两层的分组标记:一层是热图,另外一层是分面的形式,分面的形式可以添加好多层

    dat<-read_excel("data/20230207/figure2o.xlsx",
                    sheet = "Sheet2")
    
    dat %>% pull(group02) %>% unique()
    
    dat %>% 
      mutate(group=factor(group02,levels = dat %>% pull(group02) %>% unique())) -> dat
    
    strip.fill<-c("#ee716b","#c99e0d","#16b5ea","#5ab033","#37b28f","#a08ec3","#d96aa6")
    ggplot(data=dat,aes(x=x,y=1))+
      geom_tile(aes(fill=group01),color="black")+
      geom_text(aes(label=group01),color="white")+
      facet_nested(.~group02,space = "free",scales = "free",
                   strip=strip_nested(background_x = 
                                        elem_list_rect(fill=strip.fill,
                                                       by_layer_x=FALSE)))+
      scale_x_discrete(expand = expansion(mult = c(0,0)))+
      scale_y_discrete(expand = expansion(mult = c(0,0)))+
      scale_fill_manual(values = c("#dd0c1b","#48ad96","#4d6eb4"))+
      theme(panel.spacing = unit(0,"lines"),
            strip.background = element_rect(fill=c("white"),color="black"),
            axis.text = element_blank(),
            axis.title = element_blank(),
            axis.ticks = element_blank(),
            strip.text.x = element_text(margin = margin(0.5,0,0.5,0, "cm")),
            legend.position = "none",) -> p3
    
    p3
    
    image.png

    这里遇到一个问题是

    facet_nested(.~group02,space = "free",scales = "free",
                   strip=strip_nested(background_x = 
                                        elem_list_rect(fill=strip.fill,
                                                       by_layer_x=FALSE)))
    

    代码里scales=free不能和coord_equal()组合使用,暂时不知道如何解决这个问题

    最后是组合图

    library(patchwork)
    (plot_spacer() + p3 + plot_layout(widths = c(1,8)))/(p2+p1+plot_layout(widths = c(1,8)))+
      plot_layout(heights = c(1,4))
    

    最终结果如下

    image.png

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