eggNOGmapper注释结果快速分析及kegg通路可视化

代码有更新,若要使用笔者的代码进行分析建议使用更新后的代码

eggNOGmapper注释结果

具体如何使用eggNOGmapper进行注释在这里不详细赘述
我们先拿到对应的注释结果

eggmapper注释结果

然后我们要将其中的.emapper2.emapper.annotations 后缀的文件转移出来,将其放入annotation文件夹中。

# 设置源文件夹和目标文件夹的路径
source_folder <- "~\\eggmapperannoteation\\result"
target_folder <- "~\\eggmapperannoteation\\annotation"
#使用时请补全自己的路径

# 获取源文件夹中的所有文件
files <- list.files(source_folder, pattern = "\\.annotations$", full.names = TRUE)

# 创建目标文件夹(如果不存在)
dir.create(target_folder, recursive = TRUE, showWarnings = FALSE)

# 遍历源文件列表,并将文件复制到目标文件夹中
for (file in files) {
  file.copy(file, target_folder)
}

# 输出完成提示信息
cat("文件复制完成!")
文件复制完毕

R中读入数据

rm(list=ls())
setwd("C:\\Users\\60522\\OneDrive\\桌面\\eggmapperannoteation\\annotation")

#读入注释结果
eggmapper_annotations<- read.table(file = "Alcanivorax_jadensis_C17.faa.emapper2.emapper.annotations",skip = 4
                  ,sep ="\t")

下载感兴趣的kegg通路信息

进入KEGG官网通路下载页面
下载通路的所有KO号
![找到感兴趣的通路](https://upload-
images.jianshu.io/upload_images/27892631-4746fb3025cbeea2.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

点击进入,然后点击pathway entry


点击All links中的KEGG ORTHOLOGY

然后得到整个通路涉及的所有酶的对应KO号
KO号

将其复制保存到一个txt文件中,如M00720.txt
M00720

注:直接从网站上复制过去,ko号信息中间只是一堆空格和不是tab,所以建议一个个复制或者在excel中排好后复制到txt中,否者后续R读取时会出错

#读入感兴趣的通路信息
M00720<- read.table(file = "info/M00720.txt",sep = "\t",header = T)

使用stringr包来检测注释结果中是否含有对应通路的基因

result <- c(1:length(M00720$ID))*0
for (j in c(1:length(eggmapper_annotations$V1))){
    for(k in c(1:length(M00720$ID))){
      if (str_detect(string = str_to_lower(eggmapper_annotations$V9[j]),pattern = str_to_lower(M00720$ID[k]))) {
        result[M00720$ID[k]] <- 1
        break
      }
    } 
  }

批量执行

library(stringr)
rm(list=ls())
setwd("C:\\Users\\60522\\OneDrive\\桌面\\eggmapperannoteation\\annotation")
file_name <- dir(pattern = "annotations")
for (i in c(1:length(file_name))){
  file_name[i] <- str_remove(string = file_name[i],pattern = ".faa.emapper2.emapper.annotations")
}


#读入感兴趣的通路信息
M00720<- read.table(file = "info/M00720.txt",sep = "\t",header = T)

result <- data.frame(matrix(data=0,nrow = length(file_name),ncol = length(M00720$ID)))
colnames(result) <- M00720$ID
rownames(result) <- file_name

for(i in c(1:length(file_name))){
#依次读入结果
  eggmapper_annotations <- read.table(file = paste(file_name[i],".faa.emapper2.emapper.annotations",sep = "")
                                      ,sep ="\t")
  for (j in c(1:length(eggmapper_annotations$V1))){
    for(k in c(1:length(M00720$ID))){
      if (str_detect(string = str_to_lower(eggmapper_annotations$V9[j]),pattern = str_to_lower(M00720$ID[k]))) {
        cat(file_name[i]," ",M00720$ID[k],'\n')
        result[file_name[i],M00720$ID[k]] <- 1
        break
      }
      
    } 
  }
  
}

pheatmap(result,
         color = colorRampPalette(c("white","#00FA9A"))(1000),
         cluster_rows = F,clustering_method = "average",
         cluster_cols = F,
         fontsize = 2.5,
         cellwidth = 3.5,
         cellheight = 3.5,
         display_numbers = F,
         fontsize_number = 3,
         angle_col=c(45)
)
结果

这时结果的横坐标是对应的KO号,可以使用下述代码将其更换为对应的注释信息

colnames(result) <- M00720$Definition #在这里把列名更改

pheatmap(result,
         color = colorRampPalette(c("white","#00FA9A"))(1000),
         cluster_rows = F,clustering_method = "average",
         cluster_cols = F,
         fontsize = 2.5,
         cellwidth = 3.5,
         cellheight = 3.5,
         display_numbers = F,
         fontsize_number = 3,
         angle_col=c(45)
)

将结果投射到进化树上

使用chiplot的可视化工具TVBOT (chiplot.online)
具体使用方法作者在B站有讲,在该工具网站有跳转链接!
首先我们需要对结果进行输出

write.table(x = result,file = "result_tvBOT.txt")

导出后找到该文件所在地方,然后新建一个xlsx文件选择数据--自文本,进行导入数据。

转化为xlsx step 1

转化为xlsx step 2
转化为xlsx step 3

最后效果

最后参照tvBOT的官方教程微调即可实现数据可视化


效果图(条形图为另外加的)

缺点:tvBOT工具画出来后每个基因的注释无法显示,只有一堆散点图,需要后续一个个添加
解决方法:导出成pdf文件,然后在R中也导出一个无进化树版本的热图,这两个图的横坐标顺序是一致的,因而可以在AI中将注释信息移植过去!

使用pathview包绘制KEGG通路图

pathview安装方法参开考这个

library(pathview)
KO_count <- colSums(result)/length(result[,1])#统计所有基因组出现的比例
KO_ID <- colnames(result)
KO_PATH <- data.frame(KO_count=KO_count)
rownames(KO_PATH) <- KO_ID
pathview(gene.data = KO_PATH,pathway.id = "00720",species = "ko")

#通常情况下我们还要关注一些稀缺类群是具有的独特基因,需要计算所有物种中出现的可能性
tmp <- KO_count
tmp[tmp>0] <- 1
KO_PATH_2 <- data.frame(KO_count=KO_count,KO_exite=tmp)
pathview(gene.data = KO_PATH_2,pathway.id = "00720",species = "ko")

注:在species中务必选择 ”ko“ 这个类型,否者无法运行。此外该包会从kegg下载数据,因而必须在有网络的条件使用

仅绘制统计比例的通路图

两组数据同时展示图

左边较暗代表比例,右边代表所有基因组中有无。这样可以快速帮助我们找到我们的基因组中有什么基因,大概比例多少!

补充说明:程序中涉及了三个包,其中的stringr 和 pheatmap两个包直接使用install.packages()安装即可;但是pathview需要借助bioconductor进行安装。

install.packages("stringr")
install.packages("pheatmap")
if (!require("BiocManager", quietly = TRUE))
    install.packages("BiocManager")
BiocManager::install(version = "3.18")#4.3版本的R对应3.18;4.2版本的R对应的3.16的版本


#安装好后再通过BiocManager安装pathview
BiocManager::install("pathview")
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