扩增子三部曲：1分析图表解读大全(箱线,散点,热,曼哈顿,火山,韦恩,三元,网络)

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写在前面 (Introduction)

很多刚接触高通量测序数据分析文章的学生，感觉图表丰富多样高大上，但根本看不懂，更谈何对文章的全面理解。

本系列文章以数据分析中常用的8种图为例，包括：箱线图、散点图、热图、曼哈顿图、火山图、维恩图、三元图和网络图等。通过结合具体实例来详细讲解，定能让你对此类文章理解更顺畅，读起来顺风顺水。

宏基因组学目前的主要研究方法包括：微生物培养组学、16S/ITS/18S扩增子、宏基因组、宏转录组、宏蛋白组和宏代谢组，其中以扩增子研究最为广泛。本系列文章将结合较新的16S扩增子相关文献，来理解宏基因组16S扩增子文章中常用图表种类、图中包括的基本信息，以及作者想表达的结果。由于方法原理相同，对其它类型测序数据结果的理解同样有帮助。

学习思路 

1. 罗列知识点，熟悉专业名词，弄个脸熟，即使理解不深刻起码在阅读中不会有抵触情绪；

2. 结合具体文章读图，实战两三次，基本就是专业人士了。

这是本系列的第一季，接下来还会发布第二季，包括柱状图、拆线图、饼形图、树形图、圈图、气泡图、Mapping密度分布图等。

声明：文章的解读仅代表个人理解和观点，有不足处，请读者积极留言批评指正，互相学习，共同进步。

注：文为蓝色字均为文章链接，可点击直达

箱线图主要用于展示组间的数据分布比较，如基因、OTU、多样性等。本节主要学习箱线图绘制方法，箱体中所有点线的含义，同时以微生物Alpha多样性指数为例进行讲解。  

利用平面展示所有基因或样品，将复杂的关系具体化为坐标点，发现事物的主要矛盾。学习降维的思想，将大数据表转换样品低维的坐标，用距离来表示样品或组间差异。包括限制性CCA/CPCoA和非限制性主坐标轴分析PCA/PCoA的结果解读。

非限制性PCoA，展示样品间最大差异

限制性PCoA，也叫CCA，展示组间间最大差异

热图用于大数据表数据和关系的可视化展示，方便人快速阅读和发现规律。主要学习热图的基本知识、数据转换、常用工具、绘图教程，以及应用。包手基于表达或丰度数据计算样品间的相关系数，并采用热图展示及聚类；组间差异比较的基因或OTU用热图呈现。

热图展示所有样品相对丰度Pearson相关系数

展示差异基因/OTU的方法，Z-score水平标准化

曼哈顿图在GWAS研究中比较常用。主要介绍曼哈顿图的由来、优缺点、应用范围等。举实例讲解展示差异OTU所在的门、丰度、上下调关系；是我最推荐的展示差异OTU的方法。

介绍火山图的概念、主要展示类型、基本元素、绘制方法。看图实战展示差异基因/OTU变化数量和规律。

火山图展示差异OTU数量及变化规律

介绍韦恩图的概念、绘制方法。看图实战展示组间共有和特有基因/OTU。

Venn图展示多组间共有和特有OTU/基因/分类单元

三元图的基本概念、传统应用、快速读法、基本规律、图中细节、优缺点、绘制工具等。

展示组特异或共有富集的OTU、丰度、数量等；美观大方，再怎么多用也不过分

网络图的制作工具、应用、实战，包括展示共丰度网络、多组间共有、特点的类韦恩图结果(但更高大上)。

微生物相关网络，主要用于查结点OTU，定义相关性较高的子网络模块。

更多网络图绘制，详见
微生物网络构建：MENA, LSA, SparCC和CoNet  

相关Cytoscape可视化网络

写在后面

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。

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