扩增子统计绘图8网络图-MENA

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写在前面

优秀的作品都有三部分曲，如骇客帝国、教父、指环王等。

扩增子系列课程也分为三部曲：

第一部《扩增子图表解读》：加速大家对同行文章的解读能力。

第二部《扩增子分析解读》：学习数据分析的基本思路和流程。

第三部《扩增子统计绘图》：即是对结果进行可视和统计检验，达到出版级的图表结果。

《扩增子统计绘图》系列文章介绍

《扩增子统计绘图》是之前发布的《扩增子图表解读》和《扩增子分析解读》的进阶篇，是在大家可以看懂文献图表，并能开展标准扩增子分析的基础上，进行结果的统计与可视化。其章节设计与《扩增子图表解读》对应，为八节课八种常用图形(箱线图、散点图、热图、曼哈顿图、火山图、维恩图、三元图和网络图)，基本满足文章常用的图片种类需求。

也适合对公司标准化分析返回结果的进一步统计、可视化及美化，达到出版级别，冲击高分文章。

本部分练习所需文件位于百度网盘，链接：http://pan.baidu.com/s/1hs1PXcw 密码：y33d。

本文只是使用测试数据，构建MENA的网络；更多网络图绘制，详见
微生物网络构建：MENA, LSA, SparCC和CoNet  

8网络图-MENA在线绘制网络图

首先需要对result/otu_table.txt进行编辑，需要在第一行开头手动添加ID和制表符，成为MENA要求的格式。

访问http://129.15.40.240/mena/ 注册用户并登陆

以下各部分，分别对应网站主页左侧的菜单

上传数据Upload your dataset

选择 result/otu_table.txt，调置数据名称为Plant_test(名称随意，自己理解即可)

构建网络 Construct the network

选择你刚才上传的数据文件，再选择数据submit，第一行样本量默认减半，调整为实际数量，本测试中改为25；Missing data选择keep blank；Logarithm选择do not take alogarithm,其它为默认，Submit

查找数据集和网络Search datasets and networks

回主界面Main，点击Search datasets and networks，每个有项目有名称、参数和最右边有运行状态，done为完成；点结果列表的名字”plant_test”可看结果，再移动到底部，选择不同参数(一般先用默认参数)构建网络 Constrcut the netowrk;

运行统计结果如下：

The number of nodes: 117 The number of links: 6177 The average path: 1.090 R square of power-law: 0.139 Network construction has been done. You can go to Network analyses to do further analyses.

默认0.62的相关系数阈值太低，结点和边过多。这里我调整相关系阈值为0.9，重新计算点和边数据，点和边缩小为89和759。

分析网络

再次回到主界面，点击Analyze the networks — Network reports，点击每项图标按默认参数执行;

Global Network properties，网络属性，如边、点数据信息；

Network Indexes    plant_test(0.620) Total nodes    117 Total links    6177 R square of power-law    0.139 Average degree (avgK)    105.590 Average clustering coefficient (avgCC)    0.954 Average path distance (GD)    1.090 Geodesic efficiency (E)    0.955 Harmonic geodesic distance (HD)    1.047 Maximal degree    115 Nodes with max degree    OTU_8;OTU_43;OTU_24;OTU_190 Centralization of degree (CD)    0.083 Maximal betweenness    19.962 Nodes with max betweenness    OTU_48 Centralization of betweenness (CB)    0.002 Maximal stress centrality    526 Nodes with max stress centrality    OTU_48 Centralization of stress centrality (CS)    0.038 Maximal eigenvector centrality    0.098 Nodes with max eigenvector centrality    OTU_190 Centralization of eigenvector centrality (CE)    0.007 Density (D)    0.910 Reciprocity    1 Transitivity (Trans)    0.951 Connectedness (Con)    1 Efficiency    0.091 Hierarchy    0 Lubness    1

Individual nodes’ centrality为每个点的属性，如node.degree， Clustering.Coefficient；

Node Name    node.degree    node.betw    node.stress    node.evcent    Clustering.Coefficient OTU_52    112    4.959    326    0.096    0.947 OTU_12    114    6.254    408    0.097    0.936 OTU_81    83    0.946    70    0.072    0.979 OTU_39    111    3.146    262    0.096    0.957 OTU_2    113    9.919    380    0.097    0.939 OTU_3    113    4.238    333    0.097    0.947

此外还有 Module Separation and modularity calculation，点进去，按默认的参数运行即可。此步运算时间稍有点长，耐心等。如查失败请回主界面再来。结果示例如下：

No    ID    No. module    Zi    Pi 1    OTU_52    0    0.401    0 2    OTU_12    0    0.527    0 3    OTU_81    0    -1.415    0 4    OTU_39    0    0.339    0 5    OTU_2    0    0.464    0

不同方法对网络模块划分也不同，可尝试所有算法，找到比较合理的结果，再继续计算。本文 只使用了默认greedy方法的结果。

可视化

分析网络中的可视化，还是在分析网络菜单中，可以在线简单成像(Simple network plot)，也可下载cytoscape格式sif文件及边点注释文件本地分析(Output for the Cytoscape software visualization)；

我们选择Cytoscape项目的图标，一路进入，可以看到下载文件的列表。下面中的网络、点和边全都下载到result目录。

Output the files for the Cytoscape visualization The network file download here The node attribute file download here The edge attribute file download here *The Cytoscape software can be downloaded here. Its online tutorial is here.

Cytoscape可视化网络

Cytoscape的学习教程，请参考如下链接：
新出炉的Cytoscape视频教程
Cytoscape之操作界面介绍
酷炫的网略图怎么绘制 - Cytoscape教程（一）  

本分析实例的具体操作如下：

• Cytoscapes分析：打开软件

1. 打开网络文件 File — Import — Network — File — 选择plant_test 0.9.sif文件;

2. 打开点属性 File->Import->Table->File — node attribution文件；

3. 布局设置 Layout->yFiles Layouts->Organic;

4. 设置颜色 style,在样式右链下前头中选择 new style,输入名字如“mena”，再设置Fill color的Map选项，Column选择No. module按模块编号上色，Mapping type选择Discrete Mapping，再手动调置每一类的颜色。

5. 导出位图和矢量图；File - Export - Network view as Graph - 分别选择pdf和png保存。

详细的图片讲解，可参考8网络图：节点OTU或类Venn比较

更多网络图作法，详见微生物网络构建：MENA, LSA, SparCC和CoNet  

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