Circos配置文件

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作者简介

taoyan：R语言中文社区特约作家，伪码农，R语言爱好者，爱开源。

个人博客: https://ytlogos.github.io/

这篇文章主要来自于Circos的安装和简单使用,可以说是十分详细了。当然最好的文档还是官方提供的文档Circos。

Circos的配置文件准备

Circos的使用主要通过输入一个配置文件，改配置文件的主要内容以各种区块表示，大区块中可以包含小区快。区块中以”变量=值”的方式来进行参数的设定：

<links> <link> file = data/set1.txt color = black ... </link> <link> file = data/set2.txt color = red ... </link> </links>

有些配置文件不需要改动，比如颜色、字体等，一般将这类信息保存到一个独立的配置文件中。只需要在主配置文件中声明包含这些独立的配置文件名及其路径，即表示使用这些配置信息。最常用的放置到主配置文件尾部的数行。

设置生成的图片参数

<image> <<include etc/image.conf>> </image>

设置颜色、字体、填充模式的配置信息、

<<include etc/colors_fonts_patterns.conf>>

系统与debug参数

<<include etc/housekeeping.conf>>

Circos的使用参数

-version 查询Circos版本 -modules 检测perl模块 -conf <string> 输入主文件配置 -outputdir <string> 设置输出文件名，该参数的值以.png为后缀 -svg 生成svg结果文件 -nosvg 不生成svg结果文件

Circos配置文件详解

ideogram block显示染色体

将染色体在圈图上展示出来，代表每个染色体的图形，称为ideogram。将以下配置信息放入一个单独的配置文件中，命名为ideogram.conf

<ideogram> ##设定ideogram之间的间隙 <spacing> #设置圈图染色体之间的间隙大小，以下设置为每个间隙大小为周长的0.5% default = 0.005r #也可以设置指定的两条染色体之间的间隙 #<pairwise chrA01;chrA02> #以下设定为两条染色体之间的间隙为圆的20度角 #spacing = 20r #</pairwise> </spacing> ##设定ideogram #设定ideogram的位置，一下设定为ideograms在图离圆心的90%处 radius = 0.90r #设定ideograms是否填充颜色。填充的颜色取决于karyotype指定的文件的最后一列 fill = yes #设定ideograms轮廓的颜色及其厚度。如果没有该参数或设定其厚度为0，则表示没有轮廓 stroke_color = dgrey stroke_thickness = 2p ## 设定label的显示信息 #设定是否显示label，label对应着karyotype文件的第四列，如果其值为yes，则必须要有label_radius参数来设定label的位置，否则会报错无法生成结果 show_label = yes # 设定label的字体 label_font = default # 设定label字体大小 label_size = 40 # 设定label的字体方向，yes是易于浏览的方向 label_parallel = yes </ideogram>

ticks block以刻度形式显示染色体大小

将染色体的大小以刻度的形式在圈图上展示出来，将以下配置信息放入到一个独立的配置文件中，命名为ticks.conf

links block以曲线连接显示基因组内部之间的联系

基因组内部不同的序列区域之间有联系，将之使用线条进行连接，从而展示到圈图上，常见的是重复序列之间的连接，将以下配置信息放入到一个独立的配置文件中，命名为links.conf

Circos配置文件发表于 2018-07-20 | 更新于 2018-08-02 | 分类于可视化 | | 热度 ℃ 字数统计 3,215 | 阅读时长 13 mark Circos的配置文件准备 Circos的使用主要通过输入一个配置文件，改配置文件的主要内容以各种区块表示，大区块中可以包含小区快。区块中以”变量=值”的方式来进行参数的设定： <links> <link> file = data/set1.txt color = black ... </link> <link> file = data/set2.txt color = red ... </link> </links> 有些配置文件不需要改动，比如颜色、字体等，一般将这类信息保存到一个独立的配置文件中。只需要在主配置文件中声明包含这些独立的配置文件名及其路径，即表示使用这些配置信息。最常用的放置到主配置文件尾部的数行设置生成的图片参数 <image> <<include etc/image.conf>> </image> 设置颜色、字体、填充模式的配置信息、 <<include etc/colors_fonts_patterns.conf>> 系统与debug参数 <<include etc/housekeeping.conf>> Circos的使用参数 -version 查询Circos版本 -modules 检测perl模块 -conf <string> 输入主文件配置 -outputdir <string> 设置输出文件名，该参数的值以.png为后缀 -svg 生成svg结果文件 -nosvg 不生成svg结果文件 Circos配置文件详解 ideogram block显示染色体将染色体在圈图上展示出来，代表每个染色体的图形，称为ideogram。将以下配置信息放入一个单独的配置文件中，命名为ideogram.conf <ideogram> ##设定ideogram之间的间隙 <spacing> #设置圈图染色体之间的间隙大小，以下设置为每个间隙大小为周长的0.5% default = 0.005r #也可以设置指定的两条染色体之间的间隙 #<pairwise chrA01;chrA02> #以下设定为两条染色体之间的间隙为圆的20度角 #spacing = 20r #</pairwise> </spacing> ##设定ideogram #设定ideogram的位置，一下设定为ideograms在图离圆心的90%处 radius = 0.90r #设定ideograms是否填充颜色。填充的颜色取决于karyotype指定的文件的最后一列 fill = yes #设定ideograms轮廓的颜色及其厚度。如果没有该参数或设定其厚度为0，则表示没有轮廓 stroke_color = dgrey stroke_thickness = 2p ## 设定label的显示信息 #设定是否显示label，label对应着karyotype文件的第四列，如果其值为yes，则必须要有label_radius参数来设定label的位置，否则会报错无法生成结果 show_label = yes # 设定label的字体 label_font = default # 设定label字体大小 label_size = 40 # 设定label的字体方向，yes是易于浏览的方向 label_parallel = yes </ideogram> ticks block以刻度形式显示染色体大小将染色体的大小以刻度的形式在圈图上展示出来，将以下配置信息放入到一个独立的配置文件中，命名为ticks.conf #是否显示ticks show_ticks = yes #是否显示ticks的labels show_ticks_labels = yes #设定ticks <ticks> ##ticks的设置 #设定ticks的位置 radius = 1r #设置ticks的颜色 color = black #设置ticks的厚度 thickness = 2p #设置ticks'label的值的计算，将改刻度对应的值*multiplier得到展示到圈图上的label值 multiplier = 1e-6 #label值的格式化方法，%d表示结果为整数；%f表示结果为浮点数；%.nf表示结果保留小数点后n位 format = %d ## 以下设置了2个ticks，前者是小刻度，后者是大刻度 <tick> #设置每个刻度代表的长度，若其单位为u，则必须要设置chromosome_units参数，比如设置chromosome_units=1000000,则如下5u表示每个刻度代表5M长度的基因组序列 spacing = 5u #设置tick的长度 size = 10p </tick> <tick> spacing = 25u size = 15p #由于设置的是大刻度，以下用于设置展示ticks'label show_label = yes #设置ticks'label字体大小 label_size= 20p #设置ticks'label离ticks的距离 label_offset = 10p format = %d </tick> </ticks> links block以曲线连接显示基因组内部之间的联系基因组内部不同的序列区域之间有联系，将之使用线条进行连接，从而展示到圈图上，常见的是重复序列之间的连接，将以下配置信息放入到一个独立的配置文件中，命名为links.conf

plots block以直方图形式展示数据

将基因组序列中的GC含量、表达量等以直方图的形式在圈图中展示出来，将以下配置信息放入到一个单独的配置文件中，命名为plots_histogram.conf，下面绘制了两个直方图，并分别添加背景或网格线。

<plot> #设定直方图 type = histogram #数据文件路径，4列 #chromosome start end data # chrA01 0 2000000 155.0000 file = data/Bna1234.hist.txt #设置直方图的位置，r1要比r0大，直方图的方向默许为向外 r1 = 0.88r r0 = 0.81r #直方图的填充颜色 fill_color = vdgrey #默认下直方图轮廓厚度为1px，若不需要轮廓，将其设置为9，或者直接在etc/tracks/histogram.conf中修改 thickness = 0p #直方图是由bins所构成的，若bins在坐标轴上不相连，最好设置不要将其bins连接到一起，例如： # chrA01 10 20 0.5 # chrA01 30 40 0.25 #上述数据设置值为yes和no时，图形是不一样的 extend_bin = no #以下添加rule，不在chrA01上添加直方图 <rules> <<include exclude.chrA01.rule>> </rules> #设置直方图的背景颜色 <backgrounds> show = data <background> color = vvlgrey </background> <background> color = vlgrey y0 = 0.2r y1 = 0.5r </background> <background> color = lgrey y0 = 0.5r y1 = 0.8r </background> <background> color = grey y0 = 0.8r </background> </backgrounds> </plot> <plot> type = histogram #此处直方图的数据文件第4列是由多个由逗号分隔的数值，需要制作叠加的直方图 file = data/Bna.stacked.txt r1 = 0.99r r0 = 0.92r #给4个值按顺序填充不同的颜色 fill_color = chrA01,chrA02,chrA03,chrA04 thickness = 0p orientation = in extend_bin = no <rules> <<include exclude.chrA01.rule>> </rules> #在直方图中添加坐标网格线 <axes> show = data thickness = 1 color = lgrey <axis> spacing = 0.1r </axis> <axis> spacing = 0.2r color = grey </axis> <axis> position = 0.5r color = red </axis> <axis> position = 0.85r color = green thickness = 2 </axis> </axes> </plot>

plots block以热图形式显示数据

基因组一个区域内有多组数据时，适合以热图的形式显示数据，比如基因表达量，将以下配置信息放入一个单独的配置文件中，命名为plots_heatmap.conf

<plot> #绘制heatmap type = haetmap #设置数据文件路径，文件有5列 # chrID start end data class # chrA01 0 1999999 113.0000 id=chrA01 # chrA01 0 1999999 40.0000 id=chrA04 # chrA01 0 1999999 20.0000 id=chrA02 # chrA01 0 1999999 7.0000 id=chrA03 file = data/Bna.heatmap.txt #设置图形所处位置 r1 = 0.89r r0 = 0.88r #设置热图的颜色，颜色为chrA01，以及相应带不同透明程度的5中颜色 color = chrA01_a5,chrA01_a4,chrA01_a3,chrA01_a2,chrA01_a1,chrA01 #设定scale_log_base参数，计算颜色的方法如下： # f = (value - min)/(max - min)热图中每个方块代表着一个值，并给予相应的颜色标示，一系列的值[min,max]对应一系列的颜色c[n],i=0..N #n=N*f**(1/scale_log_base) #若scale_log_base = 1，则数值与颜色的变化是线性的 #若scale_log_base > 1，则颜色向小方向靠近 #若scale_log_base < 1，则颜色向大方向靠近 scale_log_base = 5 <rules> <<include exclude.chrA01.rule>> #仅显示id = chrA01的数据 <rule> condition = var(id) ne "chrA01" show = no </rule> </rules> <plot> type = heatmap file = data/Bna.heatmap.txt r1 = 0.90r r0 = 0.89r color = chrA02_a5,chrA02_a4,chrA02_a3,chrA02_a2,chrA02_a1,chrA02 scale_log_base = 5 <rules> <<include exclude.chrA01.rule>> <rule> condition = var(id) ne "chrA02" show = no </rule> </rules> </plot> <plot> type = heatmap file = data/Bna.heatmap.txt r1 = 0.91r r0 = 0.90r color = chrA03_a5,chrA03_a4,chrA03_a3,chrA03_a2,chrA03_a1,chrA03 scale_log_base = 5 <rules> <<include exclude.chrA01.rule>> <rule> condition = var(id) ne "chrA03" show = no </rule> </rules> </plot> <plot> type = heatmap file = data/Bna.heatmap.txt r1 = 0.92r r0 = 0.91r color = chrA04_a5,chrA04_a4,chrA04_a3,chrA04_a2,chrA04_a1,chrA04 scale_log_base = 5 <rules> <<include exclude.chrA01.rule>> <rule> condition = var(id) ne "chrA04" show = no </rule> </rules> </plot>

plots block以文本形式显示数据

若需要在圈图上显示基因名称，需要以文本形式展示，将以下配置信息放入到一个单独的配置文件中，命名为plots_text.conf

<plot> #表示文字 type = text #数据文件路径 file = data/Bnagene.labels.txt #显示在图形中的位置 r1 = 0.8r r0 = 0.6r #标签的字体 label_font = light #标签大小 label_size = 12p #文字边缘的大小，设置较小则不同单词就可能会连在一块 #padding - text margin in angular direction #rpadding - text margin in radial direction rpadding = 5p #设置是否需要在label前加一条线用来指出label的位置 show_links = no link_dims = 0p,2p,5p,2p,2p link_thickness = 2p link_color = black <rules> <<include exclude.chrA01.rule>> #设置rule，对label中含有字母a或b的特异性显示 <rule> condition = var(value) =~ /a/i label_font = bold flow = continue </rule> <rule> condition = var(value) =~ /b/i color = blue </rule> </rules> </plot>

rules block放置常用的规则配置

上述配置文件中，很多track没有在1号染色体上展示，需要设置如下规则信息，将之写入到文件exclude.chrA01.rule中

<rule> condition = on(chrA01) show = no </rule>

主配置文件

在主配置文件circos.conf中，包含以上所有需要的配置文件信息，则可以会出所需要的track，此外，可以设置一些全局设置。

#指定染色体组型的文件，该文件有7列： #chr - ID LABEL START END COLOR #chr - chrA01 1 0 2154635789 chr1 #chr - chrA02 2 0 2451545665 chr2 karyotype = data/karyotype/karyotype.Bna.txt #设置长度单位，以下设置表示1M长度的序列代表为1u chromosomes_units = 1000000 #默认设置下是将karyotype文件中所有染色体都展示出来，当然也可以根据需要仅展示指定的染色体，使用如下的参数设置： chromosomes_display_default = no #以下参数设置指定的chromosome用于展示到圈图中，//中是一个正则表达式，匹配的chromosomes用于展示到圈图中，其匹配的对象是karyotype文件中的第3列，也可以直接列出需要展示的chromosomes，例如：chrA01;chrA02;chrA03;chrA04;chrA05 chromosomes = /chrA0[1-5]$/ #以下设置各个ideograms的大小，其总长度为1，chrA01的长度为0.5，chrA02,chrA03,chrA04这三条染色体的总长度为0.5，并且这三条染色体的长度是均匀分布的，注意前者的单位是r，后者使用了正则表达式匹配多条染色体，其单位于是为rn chromosomes_scale = chrA01=0.5r,/chrA0[234]/=0.5rn #使chrA02、chrA03和chrA04在圈图上展示的方向是相反的 chromosomes_reverse = /chrA0[234]/ #设置各个ideograms的颜色 chromosomes_color= chrA01=red,chrA02=orange,chrA03=green,chrA04=blue #默认下在ideogram block中统一shezhileideograms的位置，可以使用此参数调整指定ideograms的位置 chromosomes_radius = chrA04:0.9r #chromosomes_radius = chrA02:0.9r;chrA03:0.8r;chrA04:0.7r #karyotype文件最后一行指定了各个chromosomes的颜色，而使用chromosomes_color参数也能修改颜色。使用如下方法进行颜色修改则更加直观，以下方式是对颜色重新定义。chr1,chr2,chr3,chr4对应着karyotype文件最后一行的值，代表着颜色的类型。此处使用color block来对其进行重新定义。注意重新定义的时候需要加符号* <colors> chr1* = red chr2* = orange chr3* = green chr4* = blue </colors> ###绘制plot图,将上述设置好的配置文件添加进来 <plots> <<include plots_histogram.conf>> <<include plots_heatmap.conf>> <<include plots_text.conf>> </plots> <<include ideogram.conf>> <<inlcude ticks.conf>> <<include links.conf>> ######################################################### #插入必须的但不常修改的标准参数 <image> <<include etc/image.conf>> </image> <<include etc/color_fonts_pattern.conf>> <<include etc/housekeeping.conf>>

使用Circos命令绘图

先安装

##第一步先去官网下载最新版本 $ cd circos $ tar zxf circos-tutorials-0.66.tgz $ mv data data.bak $ mv circos-tutorials-0.66/data/ ./

所有文件包括配置文件、数据文件等放置于当前目录文件夹中，运行circos绘图

$ ./bin/circos -conf circos.conf

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