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一图看懂全基因组分布:染色体位置与分类统计联合展示

已有 133 次阅读 2026-8-17 12:06 |系统分类:科研笔记

在全基因组尺度展示位点或区域时,我们通常既想知道“变化发生在哪里”,也想比较“不同类型在每条染色体上占多少”。如果把这两类信息拆成两张图,读者需要来回对照;而“染色体位置 + 统计柱状图”可以在同一画面中完成整合:右侧按照染色体长度标注事件的基因组位置,左侧同步汇总各类型在每条染色体上的比例或数量。这样既保留空间定位信息,也能快速比较染色体之间的分布差异,适用于突变位点、差异甲基化区域以及其他带有染色体坐标的分类数据。

📖 论文案例

《Nature Communications》文章 "Replication timing alterations are associated with mutation acquisition during breast and lung cancer evolution"中,Figure 2a 使用了 “染色体定位+左侧比例统计”的组合形式,展示了肺腺癌细胞系 H1650 全基因组范围内的复制时序改变(altered replication timing,ART)。左侧柱状图统计每条染色体受不同类型 ART 影响的比例,右侧则标出 ART 区域在各条染色体上的具体位置。

这类图的价值在于把“分布位置”和“整体构成”放在同一视野中:读者既能定位变化集中在哪些染色体区域,也能从左侧柱状图快速判断每条染色体受影响的程度。对于复制时序改变、基因组变异或其他带有染色体坐标的分类数据,这种展示方式尤其直观。

fig1.png

▲ 论文 Figure 2a:H1650 细胞系中 ART 的全基因组分布

图中每一行对应一条染色体。右侧横向框的长度与染色体长度相对应,粉色和绿色竖线标出两类 ART 区域在染色体上的位置;左侧堆叠柱状图则汇总每条染色体受两类 ART 影响的比例。通过这种组合图,可以同时观察全基因组分布、染色体间差异,是“位置展示 + 分类统计”的典型应用。

🛠️ 作图地址

https://www.bioinformatics.com.cn/basic_chromsome_position_and_bar_combined_plot

fig2.png

▲ 图1:染色体位置+统计柱状图绘图页面

📋 五步出图:从数据到矢量图

Step 1:准备数据

点击页面上方的「示例数据」可以下载参考格式,用 Excel 打开即可查看数据结构:

fig3.png

▲ 图2:示例数据

示例数据包括两部分:

第一部分是染色体长度数据,用来控制右侧条形的长度。第一列是染色体名,第二列是染色体长度

第二部分是染色体上垂直线的位置和类别数据。第一列是染色体,第二列是染色体上的位置,第三列是分类,例如上调/下调;高甲基化/低甲基化等,最多支持6类

💡 准备你自己的数据时,在 Excel 中按同样格式排好后 Ctrl+A 全选 → Ctrl+C 复制,回到网页输入框 Ctrl+V 粘贴即可。

Step 2:输入检查(重要!)

将数据粘贴到输入框后,务必先点击「输入检查」按钮。该功能会逐行逐列校验数据格式是否符合模块要求,并给出明确提示,请根据提示修正数据。检查通过后,继续下一步。

fig4.png

▲ 图3:粘贴数据到输入框

fig5.png

▲ 图4:输入检查

💡 输入检查是新增功能,能有效避免因格式问题导致的出图失败。强烈建议每次提交前先做输入检查。

Step 3:设置参数

检查通过后,进入参数设置环节。主要参数如下:

fig6.png

▲ 图5:绘图参数面板

【图片大小】设置了图片的宽度和高度,通常宽度略大于高度,根据排版需求调整。

【颜色】提供了6种可选颜色,可以最多表示6组不同的类别。此外还提供了三个非常实用的配色功能:

 ① 颜色集 —— 内置 7 种常见期刊配色方案(npg、lancet、aaas、jama、nejm、jco、frontiers),一键随机搭配

 ② 随机颜色 —— 每次点击随机生成配色方案

 ③ 自定义 —— 支持手动粘贴空格分隔的十六进制色号(如 #E64B35 #4DBBD5 #00A087)

 【字体设置】可独立调整以下文字的字号:X 轴说明,X轴刻度,Y轴染色体名字;图例。字体支持 Times New Roman 和 Arial 两种期刊常用字体。

【宽度和间隔】右侧相对于左侧的宽度:定义了左右条形的比例,左侧为1,右侧默认为4;左右间隔:定义了左右条形的间隔,数值越大,中间标注染色体的位置越宽。

【图例位置】设置了图例的X轴和Y轴位置,左下角是0,0,右上角是1,1。

【左侧显示类型】可以根据每条染色体中不同类别的比例或者个数选择性绘图,同时提供了不同选项时左侧条形图的说明文字选项

 

Step 4:提交出图

所有参数设置完毕,点击「提交」,约 1 秒后页面即渲染出图。

fig7.png

▲ 图6:预览图

Step 5:下载与后期编辑

平台提供 PDF、SVG、PNG、TIFF 四种格式下载。其中 PDF 和 SVG 为矢量图,推荐下载后使用 Adobe Illustrator 或 Inkscape 进行组图、调整文字位置、修改字体等精细化操作,以满足目标期刊的排版规范。

✍️ 小结

染色体位置+统计条形图,以染色体为背景,将感兴趣的不同类别区域映射到染色体上,并辅以统计信息。它特别适用于以下场景:

• 需要将多组区域置于染色体水平上进行展示

•直观对比不同染色体上区域分布特征和比例差异

不需要写一行代码,不需要安装任何软件,从数据粘贴到导出矢量图,数秒即可完成。

📌 提示

如果后续需要使用其他字体,可以先下载 PDF 或 SVG 格式,再导入 Adobe Illustrator / Inkscape 进行字体替换和微调,无需在平台端纠结字体选择。矢量格式保留全部可编辑元素,灵活性非常高。

希望这篇教程对你的论文图表制作有所帮助!如有问题,欢迎在评论区留言交流。

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