Creación de un árbol evolutivo metagenómico + histograma de abundancia basado en el gráfico de columnas apiladas de R TreeBar con árbol de agrupación

escribir delante

Como antes, el reanálisis requiere que encuentre varios códigos para aprender. Para obtener más detalles, consulte el lenguaje R para dibujar un gráfico de columnas apiladas con un árbol de agrupación. El efecto práctico es el siguiente:

paso

Preprocesamiento de tablas

• Seleccione mapas de abundancia de especies a nivel de género de diferentes muestras (tanto los niveles absolutos como relativos son aceptables, los dibujos relativos son uniformes, las barras absolutas son desiguales). Los taxones fuera de las 10 abundancias principales se fusionaron en Otros. Tenga en cuenta que al utilizar este código, los archivos de formato como csv/txt deben estar delimitados por tabulaciones; de lo contrario, se informará un error con nombres duplicados o sin filas adicionales.

• Información del grupo

demostración de código

# 装包
install.packages("vegan")

#层次聚类
#读取 OTU 丰度表，csv/txt等文件一定要是制表符分隔的，不然会报错重复名或者没有多出的行
dat <- read.delim('Unigenes.absolute.g.txt', row.names = 1, sep = '\t', head = TRUE, check.names = FALSE)

#计算样本间距离，以群落分析中常用的 Bray-curtis 距离为例
dis_bray <- vegan::vegdist(t(dat), method = 'bray')

#层次聚类，以 UPGMA 为例
tree <- hclust(dis_bray, method = 'average')
tree

plot(tree)

##聚类树绘制
#样本分组颜色、名称等
group <- read.delim('group.txt', row.names = 1, sep = '\t', head = TRUE, check.names = FALSE, stringsAsFactors = FALSE)
grp <- group[2]
group_col <- c('red', 'blue')
names(group_col) <- c('1', '2')
group_name <- c('RA', 'CON')

#样本分组标签
layout(t(c(1, 2, 2, 2, 3)))
par(mar = c(5, 2, 5, 0))

plot(0, type = 'n', xaxt = 'n', yaxt = 'n', frame.plot = FALSE, xlab = '', ylab = '',
     xlim = c(-max(tree$height), 0), ylim = c(0, length(tree$order)))
legend('topleft', legend = group_name, pch = 15, col = group_col, bty = 'n', cex = 1)

#聚类树绘制，按分组给分支上色
treeline <- function(pos1, pos2, height, col1, col2) {
  meanpos = (pos1[1] + pos2[1]) / 2
  segments(y0 = pos1[1] - 0.4, x0 = -pos1[2], y1 = pos1[1] - 0.4, x1 = -height,  col = col1,lwd = 2)
  segments(y0 = pos1[1] - 0.4, x0 = -height,  y1 = meanpos - 0.4, x1 = -height,  col = col1,lwd = 2)
  segments(y0 = meanpos - 0.4, x0 = -height,  y1 = pos2[1] - 0.4, x1 = -height,  col = col2,lwd = 2)
  segments(y0 = pos2[1] - 0.4, x0 = -height,  y1 = pos2[1] - 0.4, x1 = -pos2[2], col = col2,lwd = 2)
}

meanpos = matrix(rep(0, 2 * length(tree$order)), ncol = 2)
meancol = rep(0, length(tree$order))
for (step in 1:nrow(tree$merge)) {
  if(tree$merge[step, 1] < 0){
    pos1 <- c(which(tree$order == -tree$merge[step, 1]), 0)
    col1 <- group_col[as.character(grp[tree$labels[-tree$merge[step, 1]],1])]
  } else {
    pos1 <- meanpos[tree$merge[step, 1], ]
    col1 <- meancol[tree$merge[step, 1]]
  }
  if (tree$merge[step, 2] < 0) {
    pos2 <- c(which(tree$order == -tree$merge[step, 2]), 0)
    col2 <- group_col[as.character(grp[tree$labels[-tree$merge[step, 2]],1])]
  } else {
    pos2 <- meanpos[tree$merge[step, 2], ]
    col2 <- meancol[tree$merge[step, 2]]
  }
  height <- tree$height[step]
  treeline(pos1, pos2, height, col1, col2)
  meanpos[step, ] <- c((pos1[1] + pos2[1]) / 2, height)
  if (col1 == col2) meancol[step] <- col1 else meancol[step] <- 'grey'
}

##堆叠柱形图
#样本顺序调整为和聚类树中的顺序一致
dat <- dat[ ,tree$order]

#物种颜色设置
genus_color <- c('#8DD3C7', '#FFFFB3', '#00CDCD', '#FB8072', '#80B1D3', '#FDB462', '#B3DE69', '#FCCDE5', '#BC80BD', '#CCEBC5', 'gray')
names(genus_color) <- rownames(dat)

#堆叠柱形图
#数字向量，格式为c(bottom, left, top, right)，给出各个方向绘图区边缘空白的大小
par(mar = c(5, 3, 5, 0))

relative <- read.delim('new_Unigenes.relative.g.txt', row.names = 1, sep = '\t', head = TRUE, check.names = FALSE)

bar <- barplot(as.matrix(relative), col = genus_color, space = 0.4, width = 0.7, cex.axis = 1, horiz = TRUE, cex.lab = 1.2,
               xlab = 'Relative Abundance', yaxt = 'n', las = 1, ylim = c(0, ncol(dat)), family = 'mono')

mtext('Top 10 genus', side = 3, line = 1, cex = 1)
text(x = -0.05, y = bar, labels = colnames(dat), col = group_col[group[tree$order, 2]], xpd = TRUE)

#柱形图图例
par(mar = c(5, 1, 5, 0))
plot(0, type = 'n', xaxt = 'n', yaxt = 'n', bty = 'n', xlab = '', ylab = '')
legend('left', pch = 15, col = genus_color, legend = names(genus_color), bty = 'n', cex = 1)