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从零开始学CIRCOS绘制圈图(二)

在从零开始学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

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chr - chr1 chr1 0 30427617 chr1
chr - chr2 chr2 0 19698289 chr2
chr - chr3 chr3 0 23459830 chr3
chr - chr4 chr4 0 18585056 chr4
chr - chr5 chr5 0 26975502 chr5

circos.conf

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karyotype = karyotype.tair10.txt

<ideogram>
<spacing>
default = 0.005r
</spacing>
radius           = 0.90r
thickness        = 20p
fill             = yes
stroke_color     = dgrey
stroke_thickness = 2p
</ideogram>

<image>
<<include etc/image.conf>>
</image>

<<include etc/colors_fonts_patterns.conf>>
<<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

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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

颜色

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<ideogram>里添加和label有关的参数

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...
</spacing>
...
show_label     = yes #展示label
label_font     = default # 字体
label_radius   = dims(ideogram,radius) + 0.05r #位置
label_size     = 16 # 字体大小
label_parallel = yes # 是否平行

label_format   = eval(sprintf("%s",var(chr))) # 格式
</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。

显示标签

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。

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

注: 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

修改输出图片大小

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.

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chromosomes_units = 1000000
show_ticks          = yes
show_tick_labels    = yes

<ticks>

radius           = 1r
color            = black
thickness        = 2p

multiplier       = 1e-6 #输出的标签为实际长度与其相乘

format           = %d # %d表示显示整数

<tick>
spacing        = 1u
size           = 5p
</tick>

<tick>
spacing        = 5u
size           = 10p
show_label     = yes
label_size     = 10p
label_offset   = 10p
format         = %d
</tick>

</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与</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<tick>和 </tick>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

增加刻度

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<image>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。