limma、DESeq2、edgeR差异分析及绘制韦恩图

不同的时空以及不同的条件下差异基因分析是RNAseq分析的重要目标。
差异表达分析方法包括:
基于Read数目:DESeq、limma和edgeR;
基于组装技术:Cuffdif和Ballgown;
基于免比对的定量方法(kallisto、Salmon、Salfish):sleuth。

安装packages

if(!requireNamespace("BiocManager",quietly = TRUE))
 install.packages("BiocManager")
 BiocManager::install("DESeq2")
 BiocManager::install("edgeR")
 BiocManager::install("limma")
 BiocManager::install("Rgraphviz") 好像没用到这个包诶

整理矩阵

用的是rsem的count文件

data<-read.table("~/rnaseq/rsem_out/input_data",sep="\t",header=TRUE,row.names=1,col.names=c("name","exp1","exp2","exp3","exp4","exp5","exp6","exp7","exp8","exp9","exp10","ctl1","ctl2","ctl3","ctl4","ctl5","ctl6","ctl7"))
data<-round(data,digits=0)
data<-as.matrix(data) 
exp=data
group_list<-factor(c(rep("exp",10),rep("ctl",7)))
coldata<-data.frame(row.name=colnames(exp),condition=group_list)

差异分析

DESeq2

library(DESeq2)
dds<- DESeqDataSetFromMatrix(countData=data,colData=coldata,design=~condition)
dds<-DESeq(dds)
res <- results(dds,contrast = c("condition",rev(levels(group_list))))
resOrdered<-res[order(res$pvalue),]
DEG<-as.data.frame(resOrdered)
head(DEG)
#DEG<-na.omit(DGE)   这里不确定要不要去掉NA值
#添加change列标记基因上调下调
logFC_cutoff <- with(DEG,mean(abs(log2FoldChange)) + 2*sd(abs(log2FoldChange)) )
logFC_cutoff =1
k1 = (DEG$pvalue < 0.05)&(DEG$log2FoldChange < - logFC_cutoff)
k2 = (DEG$pvalue < 0.05)&(DEG$log2FoldChange > logFC_cutoff)
DEG$change = ifelse(k1,"DOWN",ifelse(k2,"UP","NOT"))
table(DEG$change)
head(DEG)
DESeq2_DEG <- DEG
write.csv(DESeq2_DEG,file = "~/rnaseq/deseq_out/DESeq2_DEG.csv")
查看导出的DESeq2_DEG.csv

edgeR

library(edgeR)
dge <- DGEList(counts=exp,group=group_list)
dge$samples$lib.size <- colSums(dge$counts)
dge <- calcNormFactors(dge) 
design <- model.matrix(~0+group_list)
rownames(design)<-colnames(dge)
colnames(design)<-levels(group_list)
dge <- estimateGLMCommonDisp(dge,design)
dge <- estimateGLMTrendedDisp(dge, design)
dge <- estimateGLMTagwiseDisp(dge, design)
fit <- glmFit(dge, design)
fit2 <- glmLRT(fit, contrast=c(-1,1)) 
DEG=topTags(fit2, n=nrow(exp))
DEG=as.data.frame(DEG)
logFC_cutoff <- with(DEG,mean(abs(logFC)) + 2*sd(abs(logFC)) )
logFC_cutoff =1
k1 = (DEG$PValue < 0.05)&(DEG$logFC < -logFC_cutoff)
k2 = (DEG$PValue < 0.05)&(DEG$logFC > logFC_cutoff)
DEG$change = ifelse(k1,"DOWN",ifelse(k2,"UP","NOT"))
head(DEG)
table(DEG$change)
edgeR_DEG <- DEG
write.csv(edgeR_DEG,file = "~/rnaseq/edgeR_out/edgeR_DEG.csv")

limma

library(limma)
design <- model.matrix(~0+group_list)
colnames(design)=levels(group_list)
rownames(design)=colnames(exp)
dge <- DGEList(counts=exp)
dge <- calcNormFactors(dge)
v <- voom(dge,design, normalize="quantile")
fit <- lmFit(v, design)
constrasts = paste(rev(levels(group_list)),collapse = "-")
cont.matrix <- makeContrasts(contrasts=constrasts,levels = design) 
fit2=contrasts.fit(fit,cont.matrix)
fit2=eBayes(fit2)
DEG = topTable(fit2, coef=constrasts, n=Inf)
DEG = na.omit(DEG)
logFC_cutoff <- with(DEG,mean(abs(logFC)) + 2*sd(abs(logFC)) )
logFC_cutoff=1
k1 = (DEG$P.Value < 0.05)&(DEG$logFC < -logFC_cutoff)
k2 = (DEG$P.Value < 0.05)&(DEG$logFC > logFC_cutoff)
DEG$change = ifelse(k1,"DOWN",ifelse(k2,"UP","NOT"))
table(DEG$change)
head(DEG)
limma_voom_DEG <- DEG
write.csv(limma_voom_DEG,file = "~/rnaseq/limma_out/limma_voom_DEG.csv")

分别得到三款软件计算的上调、下调以及既不上调也不下调的基因数

tj = data.frame(deseq2 = as.integer(table(DESeq2_DEG$change)),
                edgeR = as.integer(table(edgeR_DEG$change)),
                limma_voom = as.integer(table(limma_voom_DEG$change)),
            row.names = c("down","not","up")
);
tj

绘制韦恩图

UP=function(df){
  rownames(df)[df$change=="UP"]
}
DOWN=function(df){
rownames(df)[df$change=="DOWN"]
}
up = intersect(intersect(UP(DESeq2_DEG),UP(edgeR_DEG)),UP(limma_voom_DEG))
write.csv(up,file="./up.csv")
up
down= intersect(intersect(DOWN(DESeq2_DEG),DOWN(edgeR_DEG)),DOWN(limma_voom_DEG))
write.csv(down,file="./down.csv")
down

上调基因画维恩图

up_DESeq2<-UP(DESeq2_DEG)
write.csv(up_DESeq2,file="./up_DESeq2.csv")
up_edgeR<-UP(edgeR_DEG)
write.csv(up_edgeR,file="./up_edgeR.csv")
up_limma_voom<-UP(limma_voom_DEG)
write.csv(up_limma_voom,file="./up_limma_voom.csv")

提前手动删除以下csv文件的序号列

df1<-read.csv("up_limma_voom.csv",header = T,stringsAsFactors = F)
df2<-read.csv("up_edgeR.csv",header = T,stringsAsFactors = F)
df3<-read.csv("up_DESeq2.csv",header = T,stringsAsFactors = F)
library(ggvenn)
x<-list(limma_voom=df1$x,edgeR=df2$x,DESeq2=df3$x)
ggvenn(x,c("limma_voom","edgeR","DESeq2"),set_name_size = 3,fill_alpha = 1,text_size = 3)
上调

下调基因画韦恩图

down_DESeq2<-DOWN(DESeq2_DEG)
write.csv(down_DESeq2,file="./down_DESeq2.csv")
down_edgeR<-DOWN(edgeR_DEG)
write.csv(down_edgeR,file="./down_edgeR.csv")
down_limma_voom<-DOWN(limma_voom_DEG)
write.csv(down_limma_voom,file="./down_limma_voom.csv")

提前手动删除以下csv文件的序号列

df4<-read.csv("down_limma_voom.csv",header = T,stringsAsFactors = F)
df5<-read.csv("down_edgeR.csv",header = T,stringsAsFactors = F)
df6<-read.csv("down_DESeq2.csv",header = T,stringsAsFactors = F)
library(ggvenn)
x<-list(limma_voom=df4$x,edgeR=df5$x,DESeq2=df6$x)
ggvenn(x,c("limma_voom","edgeR","DESeq2"),set_name_size = 3,fill_alpha = 1,text_size = 3)
下调
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,293评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,604评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,958评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,729评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,719评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,630评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,000评论 3 397
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,665评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,909评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,646评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,726评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,400评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,986评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,959评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,197评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,996评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,481评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容