从零开始学Circos绘制圈图(二)

从零开始学CIRCOS绘制圈图(一), 我们已经绘制出一个比较丑的circos图,这一部分是讲解一些细节。

这一部分会从上一步的两个文件开始,分别是

karyotype.tair10.txt

  1. chr - chr1 chr1 0 30427617 chr1
  2. chr - chr2 chr2 0 19698289 chr2
  3. chr - chr3 chr3 0 23459830 chr3
  4. chr - chr4 chr4 0 18585056 chr4
  5. chr - chr5 chr5 0 26975502 chr5

circos.conf

  1. karyotype = karyotype.tair10.txt
  2.  
  3. <ideogram>
  4. <spacing>
  5. default = 0.005r
  6. </spacing>
  7. radius = 0.90r
  8. thickness = 20p
  9. fill = yes
  10. stroke_color = dgrey
  11. stroke_thickness = 2p
  12. </ideogram>
  13.  
  14. <image>
  15. <<include etc/image.conf>>
  16. </image>
  17.  
  18. <<include etc/colors_fonts_patterns.conf>>
  19. <<include etc/housekeeping.conf>>

配色

第一个要解决的问题是配色问题,其实上一部分的配色定义依旧有点丑。如果不想重新打开文件修改的话,其实除了在karyotype文件里定义颜色外,我们还可以直接在circos.conf文件定义颜色.

举个例子,在karyotype = karyotype.tair10.txt后加一行

  1. chromosomes_color = chr1=rdylbu-11-div-1,chr2=rdylbu-11-div-3,chr3=rdylbu-11-div-5,chr4=rdylbu-11-div-7,chr5=rdylbu-11-div-9

问题是,我们怎们知道这些名字后所代表的颜色呢?

Circos中颜色的命名格式为PALETTE-NUMCOLORS-TYPE-IDX:

  • PALETTE:调色版名,如rdylbu
  • NUMCOLORS: 颜色数目, 11
  • 调色版类型: div(diverging), seq(sequential), qual(qualitative)
  • IDX: 调色版中的颜色索引

而Circos颜色来自于http://colorbrewer2.org

因此,gnbu-9-seq对应的是就是下图的9-class GnBu

从零开始学Circos绘制圈图(二)-图片1

配色不仅仅用在karyotype中,在后续的热图和柱状图等还会涉及到它,毕竟一张好看的图,配色占了很大的比例。

显示标签

默认输出图片是没有染色体名字的标签,需要在里添加和label有关的参数

  1. ...
  2. </spacing>
  3. ...
  4. show_label = yes #展示label
  5. label_font = default # 字体
  6. label_radius = dims(ideogram,radius) + 0.05r #位置
  7. label_size = 16 # 字体大小
  8. label_parallel = yes # 是否平行
  9.  
  10. label_format = eval(sprintf("%s",var(chr))) # 格式
  11. </ideogram>

关于标签(label), 更详细的介绍在http://circos.ca/documentation/tutorials/ideograms/labels/

重新运行之后,发现字相对而言太小了。有两种结局方案,一种是调整label_size,比如说48,另一种是调整图片整体大小。

从零开始学Circos绘制圈图(二)-图片2

输出设置

默认情况下,输出图片的 半径是1500p, 所以设置的label_size=16就会显得特别小。我们可以在配置文件中调整图片的班级,以及其他设置。

  1. <image>
  2. dir* = . # 输出文件夹
  3. radius* = 500p # 图片半径
  4. svg* = no # 是否输出svg
  5. <<include etc/image.conf>>
  6. </image>

: 在参数后加一个*表示覆盖已有的设置,比如说svg*=no就是覆盖已有的svg=yes

运行结果如下

从零开始学Circos绘制圈图(二)-图片3

刻度(ticks)

大部分的circos还会有刻度来展示染色体的大小。由于ticks的定制比较复杂,所以一般会单独搞一个配置文件,ticks.conf存放ticks相关的参数设置.

  1. chromosomes_units = 1000000
  2. show_ticks = yes
  3. show_tick_labels = yes
  4.  
  5. <ticks>
  6.  
  7. radius = 1r
  8. color = black
  9. thickness = 2p
  10.  
  11. multiplier = 1e-6 #输出的标签为实际长度与其相乘
  12.  
  13. format = %d # %d表示显示整数
  14.  
  15. <tick>
  16. spacing = 1u
  17. size = 5p
  18. </tick>
  19.  
  20. <tick>
  21. spacing = 5u
  22. size = 10p
  23. show_label = yes
  24. label_size = 10p
  25. label_offset = 10p
  26. format = %d
  27. </tick>
  28.  
  29. </ticks>

用 show_ticks和 show_tick_labels控制是否展示刻度,以及刻度对应的标签。

<ticks里控制刻度的全局参数,例如位置为1r(radius=1r), 颜色为黑色(color=black), 厚度为2p(thickness=2p), 由于默认直接展示染色体的实际位置,因此会显示1000000这种结果,所以定义multiplier=1e-6, 实际显示结果为 1000000 * 1e-6 = 1。

后面就可以通过和 来分别绘制不同类型的tick,重要的参数如下:

  • spacing表示刻度之间的距离,1u表示一个长度单位,需要在circos.conf文件里通过chromosome_unit来定义,通常都是chromosome_unit=1000000
  • size表示tick的长度
  • show_label: 控制是否展示标签,默认不展示。
  • label_offset: 则是让label往外在偏移一点距离

circos -conf circos.conf运行结果如下

从零开始学Circos绘制圈图(二)-图片4

我们发现有些刻度的标签和染色体标签发生了重叠,这个可以通过label_radius进行调整。

单位

上面出现了控制图形不同元素大小的三个单位,p,r,u。p(pixels), 表示绝对大小, r(relative), 相对大小, u(chromosome unit)。 如果使用p作为单位,需要考虑最终输出图形定义的radius。 而r是相对大小,会随着最终图形大小而发生变换。u一般在显示刻度时使用。


这一部分是在原来简陋的输出上进行了美化,没有用到除了染色体长度以外的信息。下一部分介绍如何展示基因密度等信息。

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