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跟着Science学作图:R语言ggplot2散点/连线/95%

跟着Science学作图:R语言ggplot2散点/连线/95%

作者: 小明的数据分析笔记本 | 来源:发表于2022-04-02 03:30 被阅读0次

    论文

    https://www.science.org/doi/10.1126/science.abk0989

    image.png

    最近朋友圈好多人都在转这个论文,我也找来看了看,论文研究的内容看的还是一知半解。

    论文用到的数据代码都是公开的,我们可以学习一下其中的代码

    代码链接

    https://github.com/James-S-Santangelo/glue_pc

    今天的图文重复论文中的Figure 2a

    image.png

    这幅图展示的是城乡环境之间的差异,做的是主成分分析,首先看下他的数据集的样子

    inpath<-"paper_dat/glue_pc/phenotypic-analyses/data/clean/popMeans_allCities_withEnviro/"
    csv.files<-list.files(path = inpath,pattern = "*.csv")
    csv.files
    

    总共有160个csv文件,其中一个部分截图如下

    image.png

    原论文提供的数据并没有这个数据集,需要通过运行论文的一系列代码才能得到这个数据,这个论文的代码量是真的大,非常值得好好学习

    首先将github链接上所有文件都下载下来,然后将Rstudio的工作目录设置到

    getwd()
    setwd("phenotypic-analyses/")
    

    目录下

    然后打开main.R这个代码文件
    一直运行到如下行代码

    source("scripts/r/data-processing/popMeans_addEnviroData.R")
    

    运行这行代码的时候会遇到报错 (这里报错界面忘记截图了)

    我的处理方式是将 utilityFunctions.R这个文件里的涉及到noquote()函数都删掉,运行完就得到了作图需要用到的数据集。

    这里的noquote函数具体起到什么作用我暂时还没太理解

    接下来是运行这行代码

    source("scripts/r/analyses/enviroAnalyses.R")
    

    这行代码如果运行成功会得到pca分析的结果,但是我运行的时候遇到报错

    Error in rlm.default(x, y, weights, method = method, wt.method = wt.method,  : 
      'x' is singular: singular fits are not implemented in 'rlm'
    Called from: rlm.default(x, y, weights, method = method, wt.method = wt.method, 
        ...)
    

    暂时没看懂这个报错是什么意思

    最后通过反复看 enviroAnalyses.R这个文件里的代码,通过去掉三个城市的数据集的方式得到了pca分析的输出数据

    以上是运行论文代码排查错误的过程,以下是做pca分析并且作图的代码

    现在是两个输入文件

    • sciencefig2A.csv
    • sciencefig2A_group_info.csv

    首先是读取数据集

    library(readr)
    dat01<-read_csv("phenotypic-analyses/sciencefig2A.csv")
    dim(dat01)
    colnames(dat01)
    dat02<-read_csv("phenotypic-analyses/sciencefig2A_group_info.csv")
    dim(dat02)
    colnames(dat02)
    

    主成分分析

    这个论文里选择的是vegan这个包里的rda函数

    library(vegan)
    enviroPCA <- rda(dat01, 
                     scale = TRUE, na.action = "na.omit")
    enviroPCA_summary <- summary(enviroPCA)
    
    image.png

    计算PC1 PC2的解释率

    eig <- enviroPCA$CA$eig
    eig
    percent_var <- eig * 100 / sum(eig)
    percent_var
    PC1_varEx <- round(percent_var[1], 1)  # Percent variance explained by PC1
    PC2_varEx <- round(percent_var[2], 1)  # Percent variance explained by PC2
    

    提取PC1 PC2的作图数据

    library(tidyverse)
    
    enviroPCA_sites  <- scores(enviroPCA, display = 'sites', choices = c(1, 2), scaling = 1) %>%
      as.data.frame() %>% 
      dplyr::select(PC1, PC2) %>% 
      mutate(habitat = dat02$habitat,
             city = dat02$cities)
    

    准备作图配色

    library(wesanderson)
    pal <- wes_palette('Darjeeling1', 5, type = 'discrete')
    urban_col <- pal[4]
    rural_col <- pal[2]
    cols <- c(urban_col, rural_col)
    cols
    

    ggplot2作图主题设置

    library(ggplot2)
    ng1 <- theme(aspect.ratio=0.7,panel.background = element_blank(),
                 panel.grid.major = element_blank(),
                 panel.grid.minor = element_blank(),
                 panel.border=element_blank(),
                 axis.line.x = element_line(color="black",size=1),
                 axis.line.y = element_line(color="black",size=1),
                 axis.ticks=element_line(size = 1, color="black"),
                 axis.ticks.length=unit(0.25, 'cm'),
                 axis.text=element_text(color="black",size=15),
                 axis.title=element_text(color="black",size=1),
                 axis.title.y=element_text(vjust=2,size=17),
                 axis.title.x=element_text(vjust=0.1,size=17),
                 axis.text.x=element_text(size=15),
                 axis.text.y=element_text(size=15),
                 strip.text.x = element_text(size = 10, colour = "black",face = "bold"),
                 strip.background = element_rect(colour="black"),
                 legend.position = "top", legend.direction="vertical",
                 legend.text=element_text(size=17), legend.key = element_rect(fill = "white"),
                 legend.title = element_text(size=17),legend.key.size = unit(1.0, "cm"))
    

    作图代码

    enviroPCA_plot <- ggplot(enviroPCA_sites, aes(x = PC1, y = PC2)) + 
      geom_hline(yintercept = 0, linetype = "dotted") +
      geom_vline(xintercept = 0, linetype = "dotted") +
      geom_line(aes(group = city), alpha = 0.7) +
      geom_point(size = 2.75, shape = 21, colour = "black", aes(fill =  habitat)) +
      stat_ellipse(aes(colour = habitat), size = 1.5, 
                   level = 0.95,
                   show.legend = F) +
      xlab(sprintf("PC1 (%.1f%%)", PC1_varEx)) + 
      ylab(sprintf("PC2 (%.1f%%)", PC2_varEx)) +
      scale_colour_manual(values = rev(cols)) +
      scale_fill_manual(values = rev(cols)) +
      scale_x_continuous(breaks = seq(from = -0.6, to = 0.6, by = 0.2), 
                         labels = scales::comma) +
      scale_y_continuous(breaks = seq(from = -0.45, to = 0.45, by = 0.15), 
                         labels = scales::comma) +
      ng1 + theme(legend.position = "top", 
                  legend.direction="horizontal",
                  legend.text = element_text(size=15), 
                  legend.key = element_rect(fill = "white"),
                  legend.title = element_blank(),
                  legend.key.size = unit(0.5, "cm"),
                  legend.spacing.x = unit(0.1, "cm"))
    enviroPCA_plot
    
    image.png

    今天推文的示例数据和代码可以在推文下留言20220422获取

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