给火山图上面的点添加标签—科研工具箱

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关于火山图加标签的需求,这里有几种方法来实现。

示例数据

方法一的示例数据是data.Rdata,方法二三的示例数据是test.Rdata。点击下载链接即可获得。你解压后双击文件夹里的volcano.Rproj,复制粘贴运行本文代码即可。

volcano.zip

图片[1]-给火山图上面的点添加标签—科研工具箱-叨客学习资料网

方法一:利用空字符串“”

原理:空字符串“”=nothing

关于空字符串,我曾写过一篇文章来讲他:R数据框里的空格子不是NA是什么

这种方法的参照是帮助文档里的一段代码:
(先准备好包)

if(!require(ggplot2)) 
install.packages(\"ggplot2\")
if(!require(ggrepel)) 
install.packages(\"ggrepel\")
if(!require(dplyr))
install.packages(\"dplyr\")
library(ggplot2)
library(ggrepel)
library(dplyr)

代码来源

下面代码来源于geom_text_repel的帮助文档

p <- ggplot(mtcars,aes(wt, mpg, label = rownames(mtcars), colour = factor(cyl))) +  geom_point()
# Hide some of the labels, but repel from all data points
mtcars$label <- rownames(mtcars)
mtcars$label[1:15] <- \"\"p + geom_text_repel(data = mtcars, aes(wt, mpg, label = label))

做出的图是这样:

图片[2]-给火山图上面的点添加标签—科研工具箱-叨客学习资料网
可以看到,一部分点有标签, 一部分没有,思路就是把不要标签的部分变成空字符串“”

学以致用

火山图的本质就是点图,那么在火山图上标记部分基因,就是在点图上标记部分点。

参考这个思路为火山图加标签:

(美图预警)

step1:先把图画出来

load(\"data.Rdata\")head(data)#       symbol     p.value        FC change #1            PCMTD2 1.53544e-11 1.3548360 Stable      #2                KIAA0087 6.71382e-13 0.7314603 Stable      #3                 AFAP1L1 4.24611e-12 0.6284560 Stable      #4                  CHMP1A 3.76821e-09 1.6035994 Stable      #5                  TRERF1 1.80652e-08 0.6875469 Stable      #6                     C8B 7.88047e-04 1.2374303 Stable      data$change = ifelse(data$p.value < 0.000001 & abs(log2(data$FC)) >= 1,                         ifelse(log2(data$FC)> 1 ,\'Up\',\'Down\'),                        \'Stable\')
p <- ggplot(data = data, aes(x = log2(data$FC),
y = -log10(data$p.value),colour=change,label = data$symbol)) +
geom_point(alpha=0.4, size=3.5) +  scale_color_manual(values=c(\"blue\", \"grey\",\"red\"))+  xlim(c(-4.5, 4.5)) +geom_vline(xintercept=c(-1,1),lty=4,col=\"black\",lwd=0.8) +geom_hline(yintercept = -log10(0.000001),lty=4,col=\"black\",lwd=0.8) +
  labs(x=\"log2(fold change)\",y=\"-log10 (p-value)\",title=\"Differential metabolites\")  +
  theme_bw()+  theme(plot.title = element_text(hjust = 0.5), legend.position=\"right\",legend.title = element_blank())
p
图片[3]-给火山图上面的点添加标签—科研工具箱-叨客学习资料网

step2:筛选部分基因,用于显示在图上

想在图上做修改,一半是调参数,一半是调数据。我们现在要做的就是调数据:要标记的,label=基因,无需标记的,label=“”。

⭐重点就在这里:

data$label=ifelse(data$p.value < 0.000001 & abs(log2(data$FC)) >= 1,data$symbol,\"\")

step3:将文字图层叠加上去

p+geom_text_repel(data = data, aes(x = log2(data$FC),                                    y = -log10(data$p.value),label = label),size = 3,
box.padding = unit(0.5, \"lines\"),point.padding = unit(0.8, \"lines\"),
segment.color = \"black\",show.legend = FALSE)
图片[4]-给火山图上面的点添加标签—科研工具箱-叨客学习资料网

但是我发现,这个只是适用于数据量比较小的时候,这个例子只有170个点,而一般来说火山图数以万计的行,用这个方法容易失败。下午尝试了几次大的数据,结果Rstudio无一例外的嘎嘣了。

方法二:看R数据科学

代码来源

以下代码出自R数据科学笔记第21章,原书第312页:

best_in_class <- mpg %>%  group_by(class) %>%  filter(row_number(desc(hwy)) == 1)ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +  geom_point(aes(color = class)) +  geom_point(size = 3, shape = 1, data = best_in_class) +  ggrepel::geom_label_repel(    aes(label = model),    data = best_in_class  )
图片[5]-给火山图上面的点添加标签—科研工具箱-叨客学习资料网

这个方法适用于较大的数据。

端详代码找思路

1.从原来数据中挑选了一部分,生成新数据
2.用新数据作图,向原数据做的点图上叠加两个图层,一个空心点图,一个geom_label_repel。

step1:先把火山图画出

load(\"test.Rdata\")
p <- ggplot(data = test,aes(x = logFC,y = `-log10(P.value)`)) +
geom_point(alpha=0.4, size=3.5,aes(color=change)) +
scale_color_manual(values=c(\"blue\", \"grey\",\"red\"))+
geom_vline(xintercept=c(-1,1),lty=4,col=\"black\",lwd=0.8) +
geom_hline(yintercept = -log10(0.01),lty=4,col=\"black\",lwd=0.8) +
theme_bw()
p
图片[6]-给火山图上面的点添加标签—科研工具箱-叨客学习资料网

step2:生成用于添加图层的新数据

⭐重点在这里

新数据框的内容是你想要标记的基因,这里根据logFC和Pvalue的大小来筛选,可以自定义阈值来调整要显示的基因的数量:

for_label <- test %>%   filter(abs(logFC) >4& `-log10(P.value)`> -log10(0.000001))

step3:新图层叠加到原图上去

p +  geom_point(size = 3, shape = 1, data = for_label) +ggrepel::geom_label_repel(aes(label = symbol),data = for_label,    color=\"black\"  )
图片[7]-给火山图上面的点添加标签—科研工具箱-叨客学习资料网

加号连接两句代码就实现了图层的叠加,如果对ggplot2不了解,请看R数据科学第1章和第21章。但21章是整本书的错误重灾区,请看我的笔记有改正后的代码。

方法三:ggpubr的函数有现成的参数

这个函数叫ggscatter,还是用刚才的test数据来做。

代码来源

由于ggpubr写纵坐标时直接写-log10(P.value)不识别,可采取迂回策略,改列名,完事再在图上改纵轴标签。

load(\"test.Rdata\") if(!require(ggpubr)) install.packages(\"ggplubr\") library(ggpubr) colnames(test)[4] <- \"v\"
ggscatter(test,x = \"logFC\",y =\"v\", ylab=\"-log10(P.value)\",size=0.5,color = \"change\", palette = c(\"#00AFBB\", \"#999999\", \"#FC4E07\"))

然后加标签,是现成的参数“label.select”。接受的参数数据结构应该是向量。

可以手动选一二三四个感兴趣的基因

ggscatter(test, x = \"logFC\", y = \"v\", ylab=\"-log10(P.value)\", color = \"change\", size = 0.5, label = \"symbol\", repel = T, palette = c(\"#00AFBB\", \"#999999\", \"#FC4E07\") , #label.select = dat$symbol[1:30] , label.select = c(\"CD36\", \"DUSP6\", \"DCT\", \"SPRY2\", \"MOXD1\", \"ETV4\" ) )
图片[8]-给火山图上面的点添加标签—科研工具箱-叨客学习资料网

也可以用向量取子集的方法来选很多个

比如差异基因前30个

ggscatter(test,x = \"logFC\",y = \"v\",ylab=\"-log10(P.value)\",
color = \"change\",size = 0.5,label = \"symbol\",repel = T,
palette = c(\"#00AFBB\", \"#999999\", \"#FC4E07\") ,
label.select = test$symbol[1:30])
图片[9]-给火山图上面的点添加标签—科研工具箱-叨客学习资料网
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