circos 学习手册(二十二)

2D 数据绘制(三)

4. Tiles(图块)

图块用于显示诸如基因组区域(基因、外显子、重复)或覆盖元素(克隆、测序 reads)等区间跨度。

图块将在以堆叠的方式来避免重叠,堆叠的过程由几个参数控制

circos 学习手册(二十二)_第1张图片
image.png

本例中的图像具有 5 个不同的图块。从外到内依次是:装配克隆(黑/红),基因区域(绿色),拷贝数多态性区域(蓝色),重复片段(橙色)和保留区域(紫色)。

每条轨迹的格式略有不同,用以说明各种格式选项

4.1 图块堆叠方式

图块是环形分层的方式堆叠,定义图块位置、分层和堆叠方式的参数是

r1 = 0.98r
r0 = 0.86r

layers      = 15
margin      = 0.02u
orientation = out

thickness   = 15
padding     = 8

这条轨迹位于 [0.86r,0.98r]定义的径向范围内(相对于 ideogram 内半径的值)。r0/r1 值定义了堆叠块的基线。

orientation=out,图块的堆叠方式从 r0r1orientation=in 是从 r1r0 的堆叠方式。orientation=center,堆叠从 r0r1 的中点 以交替的方式朝向 r0r1.

每个图块元素的径向宽度为 15 像素,元素之间的填充为 8 像素。

图块以分层的方式堆叠避免重叠,每个图块都有一定的空白 margin,控制同一个层的图块之间的距离

4.2 处理溢出

当用 layers 指定的层数无法容纳所有的图块时,circos 会查看 layers_overflow 的值来确定如何处理溢出的图块。

layers_overflow=hide 时,不会处理溢出的图块,注意,要谨慎使用该参数,因为 circos 不会提醒你是否有图块溢出

当设置 layers_overflow=collapse,溢出的图块绘制在第一层,第一层的位置取决于图像轨迹的朝向

layers_overflow=grow 时,将根据需要添加新层。可以添加多少层比没有限制。

你可以设置 layers_overflow_color 参数来指定溢出的图块的颜色,这样就可以看出是否发生溢出了。

4.3 应用规则

rule 同样适用于图块,就像处理数据点一样。例如按照其大小设置图块的颜色



condition  = var(size) > 100kb
color      = red



condition  = var(size) > 50kb
color      = orange



condition  = var(size) > 20kb
color      = yellow

5. 热图

热图结合了高亮和二维绘图的功能,在这个轨迹上,基因组区域被赋予一个值(如基因的密度),其值通过函数映射指定颜色值。

circos 会将每个区域的值映射到 color 参数定义的颜色范围。不像其他轨迹,热图需要一个颜色列表。列表可以在 track 块中定义,也可以使用在 中定义的颜色列表名称。

热图通常像这样定义


type    = heatmap
file    = data/6/snp.number.1mb.txt
# color list
color   = spectral-5-div
r1      = 0.95r
r0      = 0.80r

热图的数据格式与其他绘图相同:chr,start,end,value 以及可选参数列表

...
hs7 36975000 36999999 33
hs7 37000000 37024999 50
hs7 37025000 37049999 60 color=blue
hs7 37050000 37074999 44
...

因为折线图、直方图和热图共享相同的数据格式,因此,只需更改图像类型,而不需要更改数据文件

5.1 颜色映射

默认映射

如果未定义 minmax,则数据点的颜色将根据值进行如下分配

color_index = num_colors * (value-min)/(max-min)

如果显示定义了 minmax(一个或两个),那么将使用这些值而不是数据的 min/max。超出指定的 min/max 的值将根据需要在列表中指定第一个或最后一个颜色

默认映射对应于 color_mapping=0

备用映射

还有其他两种颜色映射方案,如下图

circos 学习手册(二十二)_第2张图片
image.png

这些方法针对你设置的 min/max 值的情况进行设置

具有 n 种颜色的热图将会把颜色映射到 [min,max] 范围以及该范围之外的区域


 colors:  1,2,3,...,m,n   where m=n-1

 color_mapping        min                 max
             0      0  |  001122 ... mmnn  |  n  divided uniformly
             1      0  |  01122  ... mmn   |  n  division at min/max boundary 1/2 size of others
             2      0  |  112233 ... mm    |  n  divided uniformly, 0,n reserved for [,min] and [max,]

当你想要将第一个和最后一个颜色保留到热图的 min/max 值的 blow/above 时,可以设置 color_mapping=2

color         = black,spectral-5-div,grey
color_mapping = 2

其中黑色表示 的值,而灰色表示 >=max

要想精确控制颜色的映射,那么就要使用规则



condition     = var(value) < 0.5
color         = black


condition     = var(value) > 9.5
color         = grey


非线性映射

默认情况下,值和颜色之间的映射使用的是线性的。如果设置 scale_log_base,则映射函数变成对数

min + (x_i-min)/(max-min) ^ 1/scale_log_base ... min + (x_j-min)/(max-min) ^ 1/scale_log_base

如果 scale_log_base<1,则将增加小值颜色映射的范围。如果 scale_log_base>1,则将增加大值得动态范围。

当数据倾斜时,scale_log_base 参数很有用。

5.2 使用颜色列表

热图最好与预定义的颜色列表一起使用。不要显式地为热图列出颜色,而是为 color 参数设置颜色列表。

例如,spectral-11-div 列表在 etc/brewer.conf 定义。

color = spectral-11-div

可以合并列表以扩展热图的颜色范围,如

color = ylorrd-9-seq-rev,ylgnbu-9-seq

组合颜色和列表

color = black,ylorrd-9-seq-rev,white,ylgnbu-9-seq,grey

5.3 填充模式

除了设置值的颜色之外,还可以指定填充模式。将模式看作是一个独立的编码,类似于 colorcolor_mapping,可以使用 patternpattern_mapping

例如,要使其范围的前半部分的值用垂直线填充,在下半部分用水平线填充

pattern = vline,hline

用垂直线填充 ,用水平线填充 >=max

pattern         = vline,solid,hline
pattern_mapping = 2

可以在 etc/patterns.conf 文件中查看模式列表。你也可以自定定义,参考 etc/tiles 文件的模式图片

5.4 颜色图例

circos 还没有颜色图例,你可以在命令行使用 -debug_group legend 获取颜色编码列表

≥ circos -conf ... -debug_group legend
...
debuggroup legend 3.01s track_0  -inf 2000.000   inf 0 spectral-9-div-1 213,62,79
debuggroup legend 3.01s track_0 2000.000 29555.556 27555.556 0 spectral-9-div-1 213,62,79
debuggroup legend 3.01s track_0 29555.556 57111.111 27555.556 1 spectral-9-div-2 244,109,67
debuggroup legend 3.01s track_0 57111.111 84666.667 27555.556 2 spectral-9-div-3 253,174,97
debuggroup legend 3.01s track_0 84666.667 112222.222 27555.556 3 spectral-9-div-4 254,224,139
debuggroup legend 3.01s track_0 112222.222 139777.778 27555.556 4 spectral-9-div-5 255,255,191
debuggroup legend 3.01s track_0 139777.778 167333.333 27555.556 5 spectral-9-div-6 230,245,152
debuggroup legend 3.01s track_0 167333.333 194888.889 27555.556 6 spectral-9-div-7 171,221,164
debuggroup legend 3.01s track_0 194888.889 222444.444 27555.556 7 spectral-9-div-8 102,194,165
debuggroup legend 3.01s track_0 222444.444 250000.000 27555.556 8 spectral-9-div-9 50,136,189
debuggroup legend 3.01s track_0 250000.000  +inf   inf 8 spectral-9-div-9 50,136,189
...
debuggroup legend 6.73s track_8  -inf 0.000   inf 0 hline 0,0,0
debuggroup legend 6.73s track_8 0.000 10.000 10.000 1 solid 0,0,0
debuggroup legend 6.73s track_8 10.000  +inf   inf 2 vline 0,0,0
debuggroup legend 6.96s track_9  -inf 2.000   inf 0 black 0,0,0
...
image.png

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