Circos作图

Circos图因其美观和能展示复杂数据而被广泛使用。本文介绍了Circos的安装,包括conda安装和源码安装,并详细阐述了如何准备配置文件以运行软件,绘制包括染色体信息在内的各种图形。

Circos作图

写在前面

当矩形图无法满足要求的时候,我们就要掰弯它。

circos图是出现在各大期刊上的概率大大提高了,这不仅仅因为它好看,其次Circos还能同时展示出不能类型的数据。

一、Circos的安装

  • 1、conda安装

通过conda search circos,我们可以看到有很多个circos版本,因此我们无论安装哪个版本都是可以的。conda软件的安装在前面的文章中已经具体讲解。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-iGohKlon-1615365386044)(https://imgkr2.cn-bj.ufileos.com/13041b23-4872-46bb-b8f7-bc28e7dc4ae1.png?UCloudPublicKey=TOKEN_8d8b72be-579a-4e83-bfd0-5f6ce1546f13&Signature=b%252FXbhaBf2coOueKmrxMalh%252BvNJw%253D&Expires=1606802061)]

conda create -n circos

conda activate circos

conda install -y circos

  • 2、源码安装

wget http://circos.ca/distribution/circos-0.69-8.tgz

tar -zxvf circos-0.69-8.tgz

安装完成后添加到环境变量中就可以了。

由于源码安装需要自己去安装Circos软件所需要的perl模块,因此在使用软件前需要检查所需的模块的是否安装成功。

circos -modules

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uKxThtBS-1615365386046)(https://imgkr2.cn-bj.ufileos.com/6435dacf-4720-485d-b35e-2831cb0b1c9d.png?UCloudPublicKey=TOKEN_8d8b72be-579a-4e83-bfd0-5f6ce1546f13&Signature=UvMtGKbVim4xTsn7BjrEAtllCc4%253D&Expires=1606803824)]

二、Circos画图

  • 1、准备配置文件

(1)最外圈染色体文件

#chr  -  染色体名字  circos染色体名字  染色体开始位置  染色体终止位置  颜色
chr	-	Supercontig_1	1	0	9798892	chr1
chr	-	Supercontig_2	2	0	4478682	chr2
chr	-	Supercontig_3	3	0	5274801	chr3
chr	-	Supercontig_4	4	0	6000760	chr4
chr	-	Supercontig_5	5	0	6436245	chr5

(2)内圈配置文件

绘制直方图

<plot>
# 设定为直方图
type = histogram
# 用于画直方图的数据文件路径。该文件需要编写程序生成。
# 数据文件为4列:
# chromosome       start          end     data
# Supercontig_1   0       9999    0.489
file = gc.histogram.txt
# 设置直方图的位置,r1 要比 r0 大。直方图的方向默认为向外。
r1   = 0.95r
r0   = 0.80r
# 直方图的填充颜色
#fill_color = vlgrey
color = red
# 默认下直方图轮廓厚度为 1px,若不需要轮廓,则设置其厚度为0,或在 etc/tracks/histogram.conf 中修改。
thickness = 6p
# 直方图是由 bins (条行框)所构成的。若 bins 在坐标上不相连,最好设置不要将其bins连接到一起。例如:
# hs1 10 20 0.5
# hs1 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
# 设置坐标轴的最大值和最小值
max   = 1
min   = 0

# 设定直方图的背景颜色
<backgrounds>
show  = data

<background>
color = vvlgrey
</background>

</backgrounds>
</plot>

绘制 热图

<plot>
# 绘制 heat map
type  = heatmap
# 指定热图的数据文件路径。该文件需要编写程序生成。
# 数据文件为5列:
# chrID           start     end     data    class
# Supercontig_1   1151    2878    32.62   id=Nc000
# Supercontig_1   1151    2878    63.02   id=Nc015
# Supercontig_1   1151    2878    165.36  id=Nc060
# Supercontig_1   1151    2878    125.84  id=Nc120
# Supercontig_1   1151    2878    34.58   id=Nc240
file  = gene_expression.heatmap.txt
# 设定图形所处位置
r1    = 0.75r
r0    = 0.69r

# 设定数据显示的规则。以下规则表示,FPKM值在 0, 10, 100等区间使用4种不同的颜色表示。
<rules>
# 以下可以设置多个 rules
<rule>
# 条件判断,每个 rule 都有一个condition参数;如果该condition为真,则不对数据进行展示。
condition = var(id) ne "Nc000"
show      = no
# 若flow参数值为continue,则继续往下执行。
flow      = continue
</rule>
<rule>
condition     = var(value) <= 0
color         = black
### Circos 使用指南 Circos 是一个强大的可视化工具,主要用于绘制环形图表,广泛应用于基因组学、生物信息学等领域。以下将从安装、使用和常见问题三个方面进行详细说明。 #### 安装教程 在 Windows 系统下安装和运行 Circos 的步骤如下: 1. 下载 Circos 的最新版本(如 circos-0.69-9)并解压到本地目录,例如 `C:\circos-0.69-9`。 2. 打开命令提示符(CMD),进入示例文件夹: ```bash cd C:\circos-0.69-9\example ``` 3. 运行以下命令以执行示例配置: ```bash perl ..\bin\circos -conf etc\circos.conf ``` 成功运行后,当前目录会生成 `circos.png` 和 `circos.svg` 两张图片。如果图片正常生成,则表明 Circos 已成功安装并可以正常使用 [^1]。 此外,官方提供了专门用于学习的教程包 `circos-tutorials-9.67.tgz`,其中包含大量由浅入深的配置文件示例,非常适合初学者逐步掌握 Circos 的使用方法 [^2]。 #### 使用指南 Circos 的核心功能是通过配置文件定义图形的结构和样式。基本流程如下: 1. **准备数据**:包括染色体信息、链接数据、热图数据等。 2. **编写配置文件**:通常以 `.conf` 结尾,定义了图像布局、颜色、字体等参数。 3. **运行 Circos 命令**:使用 Perl 脚本调用 Circos 主程序,并传入配置文件路径。 以下是一个简单的运行示例: ```bash perl /path/to/circos/bin/circos -conf your_config_file.conf ``` 配置文件中常见的部分包括: - `karyotype`:定义染色体或序列的基本信息。 - `chromosomes`:控制显示哪些染色体及其顺序。 - `links`:定义不同区域之间的连接关系。 - `plots`:支持多种类型的图表,如直方图、热图、线图等。 对于初学者,建议参考官方提供的教程包中的示例配置文件,逐步理解每个参数的作用。 #### 常见问题 1. **Circos 图像无法生成** 检查 Perl 是否已正确安装,并确认路径是否正确。确保所有依赖库(如 GD、Math::Bezier 等)均已安装。可以通过以下命令安装缺失的模块: ```bash cpan install GD Math::Bezier ``` 2. **配置文件报错** 错误通常是由于语法错误或路径不正确引起。仔细检查配置文件中的拼写错误,尤其是文件路径和标签名称是否匹配。 3. **图像渲染不完整或失真** 可能是因为某些数据格式不符合要求,或者绘图区域重叠。建议逐项注释掉部分配置内容以定位问题所在。 4. **如何自定义颜色和样式** 颜色可以在配置文件的 `colors` 段落中定义,也可以直接在需要的地方使用十六进制颜色代码。字体和大小可通过 `font` 和 `fontsize` 参数调整。 5. **如何处理大数据量导致性能下降** Circos 在处理大规模数据时可能会变得缓慢。建议先使用小样本测试配置,再逐步增加数据量。此外,合理设置 `max_plot_size` 和 `radius` 参数有助于提升渲染效率。 ---
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