R语言分组箱线图添加显著性标记简单小例子

Python028

R语言分组箱线图添加显著性标记简单小例子,第1张

最终出图如下

这里自动做统计检验的函数是 stat_compare_means()

读入数据

作图

这个函数来自于ggpubr这个包,只需要指定根据那一列来分组就可以了

默认的是Wilcoxon Rank Sum and Signed Rank Tests,如果要用t检验指定method参数

如果想把P值改成星号,直接加label=“p.signif”参数

这里如果不显著会在图上显示ns,如果不想要ns,可以加 hide.ns = TRUE 参数

星号的位置可以手动指定,用 label.y = c(26,31) 参数

使用到的是 ggsignif 这个包

小明的数据分析笔记本

转录组分析中,计算了两组间差异表达的基因后,通常怎样表示?您可能第一时间想到可以使用火山图。的确,火山图是使用频率最多的,在火山图中可以很轻松地根据基因在两组间的Fold Change值以及显著性p值,识别和判断差异表达基因概况。火山图实质上就是一种散点图,通常横纵坐标分别代表了log2转化后的Fold Change以及-log10转化后的p值或p调整值信息(下图左)。提到散点图,常见的还有另一种展示差异表达基因的样式:横纵坐标轴可分别代表两组基因表达均值,这种风格可以更方便直观对比基因在两组中的差异状态。

本篇教程就让我们来学习如何绘制右图这种“对称散点图”,展示组间差异基因表达格局。

示例文件“gene_diff.txt”是一组基因差异表达分析结果,记录了处理组(treat)和对照组(control)间表达显著不一致的基因,鉴定标准为p<0.01以及|log2 Fold Change|≥1。

其中,gene_id为基因名称;control和treat代表了两组中基因的平均表达值;log2FoldChange即log2转化后的基因表达差异倍数;pvalue是差异基因显著性p值;diff为根据p<0.01以及|log2 Fold Change|≥1筛选的差异基因,该列中“up”为上调,“down”为下调,“none”为非差异基因。

接下来通过该示例文件,展示使用R语言绘制差异基因表达“对称散点图”过程。

首先对数据做一些预处理。

例如,基因表达值数量级相差过大,取个对数转换;基因名称按是否为差异基因作个排序,避免后续作图时被不显著的基因点遮盖,即排序的目的是让这些显著基因的点都位于图的上方。

下来就可以使用预处理后的数据作图了。

第一种类型是将基因按上调、下调或不显著类型着色,便于从图中辨认差异基因。我们使用ggplot2的方法绘制差异基因散点图。

两个坐标轴分别代表了处理组(treat)和对照组(control),图中的点代表各基因在两组中的平均表达值(已经作了log转换)。treat组和control组相比,上调基因以红色表示,下调基因以绿色表示。图中的虚线代表了|log2FC|=1时的阈值线。

在该图中,我们可以很轻松地观察差异基因整体分布状态和数量比较的信息。

上图中没有将p值信息展示出。因此另一种思路是,颜色代表p值,这样就可以在图中获得一个渐变梯度。同样使用ggplot2的方法绘制,和上述过程相比仅在颜色指定上存在区别。

类似上图,两个坐标轴分别代表了处理组(treat)和对照组(control),图中的点代表各基因在两组中的平均表达值(已经作了log转换),图中的虚线代表了|log2FC|=1时的阈值线。

和上图不同点在于,此时基因按显著性p值着色,从不显著>显著展示以蓝色>红色渐变,就获得了一种梯度信息。这样可以很方便地看出,在两组中的表达值差异越大的基因,p值越小,二者趋势是一致的,重在描述了差异倍数和p值的关系。

今天就先来聊聊如何看差异表达基因数据,火山图,聚类图又怎么看。1差异基因筛选方法那差异基因是如何筛选出来的呢?差异基因的筛选方法有很多,包括倍数法、T检验、F检验及SAM等。

下面简单介绍一下GCBI上用的倍数法和SAM法。

倍数法适用于没有生物学重复的样本,其计算基因在两个条件下表达水平的比值,确定比值的阈值,将绝对值大于此阈值的基因判断为差异基因。

SAM算法适用于有生物学重复的样本,通过对分母增加一个常量 T 检验过程减小了假阳性发生的概率。文献中报道,相较于其他算法,SAM算法更为稳定,筛选出的结果也更为准确。2差异基因数据解读经过合适的差异基因方法筛选出的差异基因,结果一般分为两部分,数据+图形。

数据结果展示如下图所示(两分组)众多参数中,重点看三个。p-value或q-value没有做生物学重复请跳过这一步。

p-value或q-value是统计学检验变量,代表差异显著性,一般p-value或q-value小于0.05代表具有显著性差异,但可根据具体情况适当调整。

因为p-value或q-value衡量地是某个基因假阳性的概率,如果p-value或q-value越低,那么挑选该基因出现假阳性的概率就越低,可验证性就越高。

两者具体的计算方法具体如下:那p-value、q-value同时存在时看哪个呢?

SAM法只有q-value。当两者同时存在时,可根据具体情况具体分析。

差异筛选是一个典型的多重假设检验过程,对于多重假设检验,单次检验中差异显著基因的假阳性率(p-value较小)可能会较大,而q-value和FDR值较常见的BH校正方法得到的FDR值而言,改进了其对假阳性估计的保守性。

即q-value相比于p-value更加严格,当差异基因结果较少时,可以退而求其次看p-value。Fold ChangeFold Change表示实验组比上对照组的差异表达倍数,一般表达相差2倍以上是有意义的,放宽要求1.5倍或者1.2倍也可以接受。

看表达倍数的同时还需结合基因表达丰度,信号值太低的基因会在后续的验证实验中检测不到。3差异基因图表解读在差异结果的图形展示结果中,主要是火山图和聚类图。火山图火山图只针对两分组且有生物学重复的情况。

如何看火山图呢?火山图可反映总体基因的表达情况,横坐标代表log2(Fold Change),纵坐标表示-log10(P值),每个点代表一个基因,颜色用以区分基因是否差异表达,图中橙色的点代表差异表达基因,蓝色的点代表没有差异表达的基因。聚类图聚类图可以衡量样本或基因之间表达的相似性。

如上图所示的聚类图中,横坐标代表样本聚类,一列代表一个样本,聚类基于样本间基因表达的相似性,样本间基因表达越接近,靠的越近,以此类推。

纵坐标代表基因聚类,一行代表一个基因,聚类基于基因在样本中表达的相似性,基因在样本中表达越接近,靠的越近,以此类推。

色阶代表基因表达丰度,越红代表上调得越明显,越绿代表下调得越明显。

如何做聚类图请戳往期推送做个聚类图只需1分钟

差异基因有了,如何挑选潜在基因进行实验验证呢?

关键还在于感兴趣点在哪了。粗略的看,可以先看KEGG或者GO功能分类,看差异基因具体富集在哪些通路或功能。

比如关注的是细胞内酸合成关键酶,可以重点看酸合成和碳流相关通路。具体如何看KEGG或者GO功能分类,请听下回分解。