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神器之 computeMatrix + 绘图

介绍

上期 ” Deeptools 神器之 bamCoverage ” 讲到如何将 bam 文件转化为 bigwig 文件可视化每个基因的 reads 覆盖情况，此外如果想对某些特定类型的区域例如 TSS（transcription start site）、TES（transcription end site）和结合的 peaks 中心等结合的富集程度的可视化，可以使用 deeptools 的 computeMatrix + plotHeatmap 或 computeMatrix + plotProfile 来绘图。

computeMatrix 用来计算 bigwig 文件的信号在特定 bed 文件区域的富集程度，可以输入多个 bigwig 文件和 bed 文件计算，输出一个压缩结果文件，后续可接 plotHeatmap 和 plotProfile 进行可视化，使用者可以绘制在任何区间的信号富集密度图。

computeMatrix 有两种模式可以选择：

1、scale-regions
2、reference-point

scale-regions： 该模式将所有 bed 文件的区域缩放到相等的长度，然后计算在给定区域上游和下游多少 bp 之间的区间的信号富集密度。

reference-point： 该模式将以 bed 文件的区域的中点为参考位置，然后根据使用者提供的上游和下游多少 bp 之间的区间，计算该区间内的信号富集密度。

结果展示：

查看参考文档：

# 直接输入回车 $ computeMatrix reference-point $ computeMatrix scale-regions

这两种模式使用的参数大部分相同，就不重复介绍了。

参数说明之：计算信号

reference-point:

computeMatrix reference-point
usage: An example usage is:
  computeMatrix reference-point -S <biwig file(s)> -R <bed file> -a 3000 -b 3000

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit

Required arguments:
  --regionsFileName File [File ...], -R File [File ...]
                        File name or names, in BED or GTF format, containing the regions to plot. If multiple bed files are given, each one is considered
                        a group that can be plotted separately. Also, adding a "#" symbol in the bed file causes all the regions until the previous "#" to
                        be considered one group. (default: None)
  --scoreFileName File [File ...], -S File [File ...]
                        bigWig file(s) containing the scores to be plotted. Multiple files should be separated by spaced. BigWig files can be obtained by
                        using the bamCoverage or bamCompare tools. More information about the bigWig file format can be found at
                        http://genome.ucsc.edu/goldenPath/help/bigWig.html (default: None)

Output options:
  --outFileName OUTFILENAME, -out OUTFILENAME, -o OUTFILENAME
                        File name to save the gzipped matrix file needed by the "plotHeatmap" and "plotProfile" tools. (default: None)
  --outFileNameMatrix FILE
                        If this option is given, then the matrix of values underlying the heatmap will be saved using the indicated name, e.g.
                        IndividualValues.tab.This matrix can easily be loaded into R or other programs. (default: None)
  --outFileSortedRegions BED file
                        File name in which the regions are saved after skiping zeros or min/max threshold values. The order of the regions in the file
                        follows the sorting order selected. This is useful, for example, to generate other heatmaps keeping the sorting of the first
                        heatmap. Example: Heatmap1sortedRegions.bed (default: None)

Optional arguments:
  --version             show program's version number and exit
  --referencePoint {TSS,TES,center}
                        The reference point for the plotting could be either the region start (TSS), the region end (TES) or the center of the region.
                        Note that regardless of what you specify, plotHeatmap/plotProfile will default to using "TSS" as the label. (Default: TSS)
  --beforeRegionStartLength INT bp, -b INT bp, --upstream INT bp
                        Distance upstream of the reference-point selected. (Default: 500)
  --afterRegionStartLength INT bp, -a INT bp, --downstream INT bp
                        Distance downstream of the reference-point selected. (Default: 1500)
  --nanAfterEnd         If set, any values after the region end are discarded. This is useful to visualize the region end when not using the scale-regions
                        mode and when the reference-point is set to the TSS. (default: False)
  --binSize BINSIZE, -bs BINSIZE
                        Length, in bases, of the non-overlapping bins for averaging the score over the regions length. (Default: 10)
  --sortRegions {descend,ascend,no,keep}
                        Whether the output file should present the regions sorted. The default is to not sort the regions. Note that this is only useful
                        if you plan to plot the results yourself and not, for example, with plotHeatmap, which will override this. Note also that unsorted
                        output will be in whatever order the regions happen to be processed in and not match the order in the input files. If you require
                        the output order to match that of the input regions, then either specify "keep" or use computeMatrixOperations to resort the
                        results file. (Default: keep)
  --sortUsing {mean,median,max,min,sum,region_length}
                        Indicate which method should be used for sorting. The value is computed for each row.Note that the region_length option will lead
                        to a dotted line within the heatmap that indicates the end of the regions. (Default: mean)
  --sortUsingSamples SORTUSINGSAMPLES [SORTUSINGSAMPLES ...]
                        List of sample numbers (order as in matrix), that are used for sorting by --sortUsing, no value uses all samples, example:
                        --sortUsingSamples 1 3 (default: None)
  --averageTypeBins {mean,median,min,max,std,sum}
                        Define the type of statistic that should be used over the bin size range. The options are: "mean", "median", "min", "max", "sum"
                        and "std". The default is "mean". (Default: mean)
  --missingDataAsZero   If set, missing data (NAs) will be treated as zeros. The default is to ignore such cases, which will be depicted as black areas in
                        a heatmap. (see the --missingDataColor argument of the plotHeatmap command for additional options). (default: False)
  --skipZeros           Whether regions with only scores of zero should be included or not. Default is to include them. (default: False)
  --minThreshold MINTHRESHOLD
                        Numeric value. Any region containing a value that is less than or equal to this will be skipped. This is useful to skip, for
                        example, genes where the read count is zero for any of the bins. This could be the result of unmappable areas and can bias the
                        overall results. (Default: None)
  --maxThreshold MAXTHRESHOLD
                        Numeric value. Any region containing a value greater than or equal to this will be skipped. The maxThreshold is useful to skip
                        those few regions with very high read counts (e.g. micro satellites) that may bias the average values. (Default: None)
  --blackListFileName BED file, -bl BED file
                        A BED file containing regions that should be excluded from all analyses. Currently this works by rejecting genomic chunks that
                        happen to overlap an entry. Consequently, for BAM files, if a read partially overlaps a blacklisted region or a fragment spans
                        over it, then the read/fragment might still be considered. (default: None)
  --samplesLabel SAMPLESLABEL [SAMPLESLABEL ...]
                        Labels for the samples. This will then be passed to plotHeatmap and plotProfile. The default is to use the file name of the
                        sample. The sample labels should be separated by spaces and quoted if a label itselfcontains a space E.g. --samplesLabel label-1
                        "label 2" (default: None)
  --smartLabels         Instead of manually specifying labels for the input bigWig and BED/GTF files, this causes deepTools to use the file name after
                        removing the path and extension. (default: False)
  --quiet, -q           Set to remove any warning or processing messages. (default: False)
  --verbose             Being VERY verbose in the status messages. --quiet will disable this. (default: False)
  --scale SCALE         If set, all values are multiplied by this number. (Default: 1)
  --numberOfProcessors INT, -p INT
                        Number of processors to use. Type "max/2" to use half the maximum number of processors or "max" to use all available processors.
                        (Default: 1)

GTF/BED12 options:
  --metagene            When either a BED12 or GTF file are used to provide regions, perform the computation on the merged exons, rather than using the
                        genomic interval defined by the 5-prime and 3-prime most transcript bound (i.e., columns 2 and 3 of a BED file). If a BED3 or BED6
                        file is used as input, then columns 2 and 3 are used as an exon. (Default: False)
  --transcriptID TRANSCRIPTID
                        When a GTF file is used to provide regions, only entries with this value as their feature (column 3) will be processed as
                        transcripts. (Default: transcript)
  --exonID EXONID       When a GTF file is used to provide regions, only entries with this value as their feature (column 3) will be processed as exons.
                        CDS would be another common value for this. (Default: exon)
  --transcript_id_designator TRANSCRIPT_ID_DESIGNATOR
                        Each region has an ID (e.g., ACTB) assigned to it, which for BED files is either column 4 (if it exists) or the interval bounds.
                        For GTF files this is instead stored in the last column as a key:value pair (e.g., as 'transcript_id "ACTB"', for a key of
                        transcript_id and a value of ACTB). In some cases it can be convenient to use a different identifier. To do so, set this to the
                        desired key. (Default: transcript_id)
...

A.必须参数：

参数	说明
–regionsFileName, -R	bed 或 gtf 格式，需要绘制的靶标区域
–scoreFileName, -S	bigwig 文件

B.输出参数：

参数	说明
–outFileName, -out, -o	输出结果文件名
–outFileNameMatrix	输出热图的矩阵结果，可以导入 R 里，e.g. IndividualValues.tab
–outFileSortedRegions	输出排序好的 bed 文件结果

C.可选参数：

参数	说明
–version	打印软件版本信息
–referencePoint	参考中心点，3 个 TSS, TES, center 选项，TSS 为 bed 文件第一个位置，TES 为 bed 文件最后一个位置，center 为 bed 文件中间位置，默认 TSS
–beforeRegionStartLength, -b, –upstream	参考位置上游长度，默认 500bp
–afterRegionStartLength, -a, –downstream	参考位置下游长度，默认 500bp
–nanAfterEnd	如果设置该选项则丢弃 bed 最后位置后面的所有信号值
–binSize, -bs	bin 的长度，用于计算平均得分，越小分辨率越高，计算量越大
–sortRegions	输出文件是否需要排序，默认不排序，descend, ascend, no, keep，4 个选项，如果需要自己绘图，可以设置
–sortUsing	排序方法，mean, median, max, min, sum, region_length，6 种，默认按 mean 排序
–sortUsingSamples	用样本编号排序，example: –sortUsingSamples 1 3
–averageTypeBins	对 bin 的统计类型，mean, median, min, max, std, sum，6 种，默认 mean
–missingDataAsZero	用 0 代替缺失数据
–skipZeros	去除信号为 0 的区域，默认不去除
–minThreshold	最小阈值设定，小于该阈值的被舍弃
–maxThreshold	最大阈值设定，大于该阈值的被舍弃
–blackListFileName, -bl	黑名单区域，去除不想要的区域
–samplesLabel	样本名标签，用于可视化展示，默认为文件名
–smartLabels	智能标签？
–quiet, -q	安静模式，不输出警告或处理过程信息
–verbose	打印处理过程信息
–scale	缩放，默认 1
–numberOfProcessors, -p	线程数

D.GTF/BED12 参数：

参数	说明
–metagene	当提供 bed12 或 gtf 格式的区间文件时，会合并外显子后再进行计算，而不是基于含有内含子区域计算，如果提供 bed3 或 bed6 格式的，则第 2 列和第 3 列作为一个外显子
–transcriptID	当区间为 gtf 格式时，使用 transcripts 作为特征来计算
–exonID	当区间为 gtf 格式时，使用 exons 作为特征来计算
–transcript_id_designator	设置特征的选择，默认 transcript_id

scale-regions:

$ computeMatrix scale-regions usage: An example usage is:
  computeMatrix scale-regions -S <biwig file(s)> -R <bed file> -b 1000

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit

Required arguments:
  --regionsFileName File [File ...], -R File [File ...]
                        File name or names, in BED or GTF format, containing the regions to plot. If multiple bed files are given, each one is considered
                        a group that can be plotted separately. Also, adding a "#" symbol in the bed file causes all the regions until the previous "#" to
                        be considered one group. (default: None)
  --scoreFileName File [File ...], -S File [File ...]
                        bigWig file(s) containing the scores to be plotted. Multiple files should be separated by spaced. BigWig files can be obtained by
                        using the bamCoverage or bamCompare tools. More information about the bigWig file format can be found at
                        http://genome.ucsc.edu/goldenPath/help/bigWig.html (default: None)

Output options:
  --outFileName OUTFILENAME, -out OUTFILENAME, -o OUTFILENAME
                        File name to save the gzipped matrix file needed by the "plotHeatmap" and "plotProfile" tools. (default: None)
  --outFileNameMatrix FILE
                        If this option is given, then the matrix of values underlying the heatmap will be saved using the indicated name, e.g.
                        IndividualValues.tab.This matrix can easily be loaded into R or other programs. (default: None)
  --outFileSortedRegions BED file
                        File name in which the regions are saved after skiping zeros or min/max threshold values. The order of the regions in the file
                        follows the sorting order selected. This is useful, for example, to generate other heatmaps keeping the sorting of the first
                        heatmap. Example: Heatmap1sortedRegions.bed (default: None)

Optional arguments:
  --version             show program's version number and exit
  --regionBodyLength REGIONBODYLENGTH, -m REGIONBODYLENGTH
                        Distance in bases to which all regions will be fit. (Default: 1000)
  --startLabel STARTLABEL
                        Label shown in the plot for the start of the region. Default is TSS (transcription start site), but could be changed to anything,
                        e.g. "peak start". Note that this is only useful if you plan to plot the results yourself and not, for example, with plotHeatmap,
                        which will override this. (Default: TSS)
  --endLabel ENDLABEL   Label shown in the plot for the region end. Default is TES (transcription end site). See the --startLabel option for more
                        information. (Default: TES)
  --beforeRegionStartLength BEFOREREGIONSTARTLENGTH, -b BEFOREREGIONSTARTLENGTH, --upstream BEFOREREGIONSTARTLENGTH
                        Distance upstream of the start site of the regions defined in the region file. If the regions are genes, this would be the
                        distance upstream of the transcription start site. (Default: 0)
  --afterRegionStartLength AFTERREGIONSTARTLENGTH, -a AFTERREGIONSTARTLENGTH, --downstream AFTERREGIONSTARTLENGTH
                        Distance downstream of the end site of the given regions. If the regions are genes, this would be the distance downstream of the
                        transcription end site. (Default: 0)
  --unscaled5prime UNSCALED5PRIME
                        Number of bases at the 5-prime end of the region to exclude from scaling. By default, each region is scaled to a given length (see
                        the --regionBodyLength option). In some cases it is useful to look at unscaled signals around region boundaries, so this setting
                        specifies the number of unscaled bases on the 5-prime end of each boundary. (Default: 0)
  --unscaled3prime UNSCALED3PRIME
                        Like --unscaled5prime, but for the 3-prime end. (Default: 0)
  --binSize BINSIZE, -bs BINSIZE
                        Length, in bases, of the non-overlapping bins for averaging the score over the regions length. (Default: 10)
  --sortRegions {descend,ascend,no,keep}
                        Whether the output file should present the regions sorted. The default is to not sort the regions. Note that this is only useful
                        if you plan to plot the results yourself and not, for example, with plotHeatmap, which will override this. Note also that unsorted
                        output will be in whatever order the regions happen to be processed in and not match the order in the input files. If you require
                        the output order to match that of the input regions, then either specify "keep" or use computeMatrixOperations to resort the
                        results file. (Default: keep)
  --sortUsing {mean,median,max,min,sum,region_length}
                        Indicate which method should be used for sorting. The value is computed for each row.Note that the region_length option will lead
                        to a dotted line within the heatmap that indicates the end of the regions. (Default: mean)
  --sortUsingSamples SORTUSINGSAMPLES [SORTUSINGSAMPLES ...]
                        List of sample numbers (order as in matrix), that are used for sorting by --sortUsing, no value uses all samples, example:
                        --sortUsingSamples 1 3 (default: None)
  --averageTypeBins {mean,median,min,max,std,sum}
                        Define the type of statistic that should be used over the bin size range. The options are: "mean", "median", "min", "max", "sum"
                        and "std". The default is "mean". (Default: mean)
  --missingDataAsZero   If set, missing data (NAs) will be treated as zeros. The default is to ignore such cases, which will be depicted as black areas in
                        a heatmap. (see the --missingDataColor argument of the plotHeatmap command for additional options). (default: False)
  --skipZeros           Whether regions with only scores of zero should be included or not. Default is to include them. (default: False)
  --minThreshold MINTHRESHOLD
                        Numeric value. Any region containing a value that is less than or equal to this will be skipped. This is useful to skip, for
                        example, genes where the read count is zero for any of the bins. This could be the result of unmappable areas and can bias the
                        overall results. (Default: None)
  --maxThreshold MAXTHRESHOLD
                        Numeric value. Any region containing a value greater than or equal to this will be skipped. The maxThreshold is useful to skip
                        those few regions with very high read counts (e.g. micro satellites) that may bias the average values. (Default: None)
  --blackListFileName BED file, -bl BED file
                        A BED file containing regions that should be excluded from all analyses. Currently this works by rejecting genomic chunks that
                        happen to overlap an entry. Consequently, for BAM files, if a read partially overlaps a blacklisted region or a fragment spans
                        over it, then the read/fragment might still be considered. (default: None)
  --samplesLabel SAMPLESLABEL [SAMPLESLABEL ...]
                        Labels for the samples. This will then be passed to plotHeatmap and plotProfile. The default is to use the file name of the
                        sample. The sample labels should be separated by spaces and quoted if a label itselfcontains a space E.g. --samplesLabel label-1
                        "label 2" (default: None)
  --smartLabels         Instead of manually specifying labels for the input bigWig and BED/GTF files, this causes deepTools to use the file name after
                        removing the path and extension. (default: False)
  --quiet, -q           Set to remove any warning or processing messages. (default: False)
  --verbose             Being VERY verbose in the status messages. --quiet will disable this. (default: False)
  --scale SCALE         If set, all values are multiplied by this number. (Default: 1)
  --numberOfProcessors INT, -p INT
                        Number of processors to use. Type "max/2" to use half the maximum number of processors or "max" to use all available processors.
                        (Default: 1)

GTF/BED12 options:
  --metagene            When either a BED12 or GTF file are used to provide regions, perform the computation on the merged exons, rather than using the
                        genomic interval defined by the 5-prime and 3-prime most transcript bound (i.e., columns 2 and 3 of a BED file). If a BED3 or BED6
                        file is used as input, then columns 2 and 3 are used as an exon. (Default: False)
  --transcriptID TRANSCRIPTID
                        When a GTF file is used to provide regions, only entries with this value as their feature (column 3) will be processed as
                        transcripts. (Default: transcript)
  --exonID EXONID       When a GTF file is used to provide regions, only entries with this value as their feature (column 3) will be processed as exons.
                        CDS would be another common value for this. (Default: exon)
  --transcript_id_designator TRANSCRIPT_ID_DESIGNATOR
                        Each region has an ID (e.g., ACTB) assigned to it, which for BED files is either column 4 (if it exists) or the interval bounds.
                        For GTF files this is instead stored in the last column as a key:value pair (e.g., as 'transcript_id "ACTB"', for a key of
                        transcript_id and a value of ACTB). In some cases it can be convenient to use a different identifier. To do so, set this to the
                        desired key. (Default: transcript_id)
...

A.必须参数：

参数	说明
–regionsFileName, -R	bed 或 gtf 格式，需要绘制的靶标区域
–scoreFileName, -S	bigwig 文件

B.输出参数：

参数	说明
–outFileName, -out, -o	输出结果文件名
–outFileNameMatrix	输出热图的矩阵结果，可以导入 R 里，e.g. IndividualValues.tab
–outFileSortedRegions	输出排序好的 bed 文件结果

C.可选参数：

参数	说明
–version	打印软件版本信息
–regionBodyLength, -m	区间长度缩放的长度，默认 1000bp
–startLabel	在图上显示的区间起始位置的标签，自定义，默认 TSS
–endLabel	在图上显示的区间结束位置的标签，自定义，默认 TES
–beforeRegionStartLength, -b, –upstream	计算区间起始位置上游多少 bp 的区间信号，默认 0
–afterRegionStartLength, -a, –downstream	计算区间终止位置下游多少 bp 的区间信号，默认 0
–unscaled5prime	给定 5’端不需要缩放的长度，对比较缩放和不缩放边界的信号分布比较有用，默认 0
–unscaled3prime	给定 3’端不需要缩放的长度，对比较缩放和不缩放边界的信号分布比较有用，默认 0
…参考见 reference-point	后面参数与 reference-point 一样

参数说明之：可视化

plotProfile:

查看参考文档：

$ plotProfile -h usage: plotProfile [--matrixFile MATRIXFILE] --outFileName OUTFILENAME [--outFileSortedRegions FILE] [--outFileNameData OUTFILENAMEDATA] [--dpi DPI]
                   [--kmeans KMEANS] [--hclust HCLUST] [--silhouette] [--help] [--version] [--averageType {mean,median,min,max,std,sum}]
                   [--plotHeight PLOTHEIGHT] [--plotWidth PLOTWIDTH] [--plotType {lines,fill,se,std,overlapped_lines,heatmap}]
                   [--colors COLORS [COLORS ...]] [--numPlotsPerRow NUMPLOTSPERROW] [--clusterUsingSamples CLUSTERUSINGSAMPLES [CLUSTERUSINGSAMPLES ...]]
                   [--startLabel STARTLABEL] [--endLabel ENDLABEL] [--refPointLabel REFPOINTLABEL] [--labelRotation LABEL_ROTATION]
                   [--regionsLabel REGIONSLABEL [REGIONSLABEL ...]] [--samplesLabel SAMPLESLABEL [SAMPLESLABEL ...]] [--plotTitle PLOTTITLE]
                   [--yAxisLabel YAXISLABEL] [--yMin YMIN [YMIN ...]] [--yMax YMAX [YMAX ...]]
                   [--legendLocation {best,upper-right,upper-left,upper-center,lower-left,lower-right,lower-center,center,center-left,center-right,none}]
                   [--perGroup] [--plotFileFormat] [--verbose]

This tool creates a profile plot for scores over sets of genomic regions. Typically, these regions are genes, but any other regions defined in BED will
work. A matrix generated by computeMatrix is required.
...

A.必须参数：

参数	说明
–matrixFile, -m	computeMatrix 输出的压缩结果文件
–outFileName, -out, -o	保存绘图结果名，“png”, “eps”, “pdf” and “svg”等格式可选，e.g., MyHeatmap.png

B.输出参数：

参数	说明
–outFileSortedRegions	输出排序好的 bed 文件，Example: Heatmap1sortedRegions.bed
–outFileNameData	保存绘图数据， e.g. myProfile.tab.
–dpi	保存绘图图片的分辨率

C.聚类参数：

参数	说明
–kmeans	聚类数量，使用此参数会用 k-means 算法进行聚类，只能在单个样本工作
–hclust	聚类数量，使用此参数会用 hierarchical clustering 算法进行层次聚类，只能在单个样本工作
–silhouette	计算区域轮廓得分，得分是一个衡量一个区域与同一集群中的其他区域之间的相似程度的指标。它将报告在带有区域的 BED 文件的最后一列中。当你有超过 10 万个区域时，轮廓评估可能会非常缓慢

D.可选参数：

参数	说明
–version	打印版本信息
–averageType	mean, median, min, max, std, sum，6 种统计信号值的方法，
–plotHeight	绘图的高度，cm
–plotWidth	绘图的宽度，cm
–plotType	绘图类型：lines, fill, se, std, overlapped_lines, heatmap，se 和 std 是给线图添加标准误和标准差
–colors	设置线条的颜色，对于 overlapped_lines 不可用，example, –colors red blue green
–numPlotsPerRow	每行图的个数
–clusterUsingSamples	对样本编号聚类
–startLabel	区间起始位置绘图的标签，只对 scale-regions 有用
–endLabel	区间终止位置绘图的标签，只对 scale-regions 有用
–refPointLabel	参考位置的绘图标签，只对 reference-point 有用
–labelRotation	x 轴标签的旋转角度，默认 0
–regionsLabel, -z	热图里 bed 区间的绘图标签，如果有多个，以空格分割，如果本身有空格，则需要引号，–regionsLabel label_1, “label 2”
–samplesLabel	样本标签，默认使用样本名，如果本身有空格，则需要引号和空格分开，–samplesLabel label-1 “label 2”
–plotTitle, -T	绘图标题，默认无
–yAxisLabel, -y	Y 轴标签
–yMin	指定 Y 轴最小值
–yMax	指定 Y 轴最大值
–legendLocation	图例位置，best, upper-right, upper-left, upper-center, lower-left, lower-right, lower-center, center, center-left, center-right, none
–perGroup	是否将所有样本绘制在一张图里，默认分别画图
–plotFileFormat	输出图片格式，png, pdf, svg, eps, plotly
–verbose	打印处理过程信息

结果展示：

1、线条图

# run compute matrix to collect the data needed for plotting $ computeMatrix scale-regions -S H3K27Me3-input.bigWig                                   H3K4Me1-Input.bigWig  
                                 H3K4Me3-Input.bigWig 
                              -R genes19.bed genesX.bed 
                              --beforeRegionStartLength 3000 
                              --regionBodyLength 5000 
                              --afterRegionStartLength 3000
                              --skipZeros -o matrix.mat.gz  $ plotProfile -m matrix.mat.gz                -out ExampleProfile1.png 
              --numPlotsPerRow 2 
              --plotTitle "Test data profile"

2、填充图+自定义颜色

$ plotProfile -m matrix.mat.gz       -out ExampleProfile2.png 
     --plotType=fill  # add color between the x axis and the lines
     --perGroup  # make one image per BED file instead of per bigWig file
     --colors red yellow blue 
     --plotTitle "Test data profile"

3、聚类

$ plotProfile -m matrix.mat.gz        --perGroup 
      --kmeans 2 
      -out ExampleProfile3.png

4、热图形式展示

$ plotProfile -m matrix.mat.gz        --perGroup 
      --kmeans 2 
      -plotType heatmap 
      -out ExampleProfile3.png

plotHeatmap:

查看参考文档：

$ plotHeatmap -h usage: plotHeatmap [--matrixFile MATRIXFILE] --outFileName OUTFILENAME [--outFileSortedRegions FILE] [--outFileNameMatrix FILE]
                   [--interpolationMethod STR] [--dpi DPI] [--kmeans KMEANS] [--hclust HCLUST] [--silhouette] [--help] [--version]
                   [--plotType {lines,fill,se,std}] [--sortRegions {descend,ascend,no,keep}] [--sortUsing {mean,median,max,min,sum,region_length}]
                   [--sortUsingSamples SORTUSINGSAMPLES [SORTUSINGSAMPLES ...]] [--linesAtTickMarks]
                   [--clusterUsingSamples CLUSTERUSINGSAMPLES [CLUSTERUSINGSAMPLES ...]] [--averageTypeSummaryPlot {mean,median,min,max,std,sum}]
                   [--missingDataColor MISSINGDATACOLOR] [--colorMap COLORMAP [COLORMAP ...]] [--alpha ALPHA] [--colorList COLORLIST [COLORLIST ...]]
                   [--colorNumber COLORNUMBER] [--zMin ZMIN [ZMIN ...]] [--zMax ZMAX [ZMAX ...]] [--heatmapHeight HEATMAPHEIGHT]
                   [--heatmapWidth HEATMAPWIDTH] [--whatToShow {plot, heatmap and colorbar,plot and heatmap,heatmap only,heatmap and colorbar}]
                   [--boxAroundHeatmaps BOXAROUNDHEATMAPS] [--xAxisLabel XAXISLABEL] [--startLabel STARTLABEL] [--endLabel ENDLABEL]
                   [--refPointLabel REFPOINTLABEL] [--labelRotation LABEL_ROTATION] [--regionsLabel REGIONSLABEL [REGIONSLABEL ...]]
                   [--samplesLabel SAMPLESLABEL [SAMPLESLABEL ...]] [--plotTitle PLOTTITLE] [--yAxisLabel YAXISLABEL] [--yMin YMIN [YMIN ...]]
                   [--yMax YMAX [YMAX ...]]
                   [--legendLocation {best,upper-right,upper-left,upper-center,lower-left,lower-right,lower-center,center,center-left,center-right,none}]
                   [--perGroup] [--plotFileFormat] [--verbose]

This tool creates a heatmap for scores associated with genomic regions. The program requires a matrix file generated by the tool ``computeMatrix``.
...

A.必须参数：

参数	说明
–matrixFile, -m	computeMatrix 输出的压缩结果文件
–outFileName, -out, -o	保存绘图结果名，“png”, “eps”, “pdf” and “svg”等格式可选，e.g., MyHeatmap.png

B.输出参数：

参数	说明
–outFileSortedRegions	输出排序好的 bed 文件，Example: Heatmap1sortedRegions.bed
–outFileNameMatrix	保存绘制热图数据，e.g. MyMatrix.gz
–interpolationMethod	auto, nearest, bilinear, bicubic, gaussian 五个选项，如果 HeatMap 图像包含大量列通常更好地使用插值方法产生更好的结果，默认使用 nearest
–dpi	保存绘图图片的分辨率

C.聚类参数同上：

D.可选参数：

参数	说明
–plotType	lines, fill, se, std 三种类型
–sortRegions	是否需要对区间排序，默认降序，descend, ascend, no, keep 四个选项
–sortUsing	，6 种排序方法，mean, median, max, min, sum, region_length，6 种
–linesAtTickMarks	用虚线标记在热图上的刻度位置
–missingDataColor	缺失数据的颜色，默认黑色
–colorMap	热图颜色， ‘Accent’, ‘Blues’, ‘BrBG’, ‘BuGn’, ‘BuPu’, ‘CMRmap’, ‘Dark2’, ‘GnBu’, ‘Greens’, ‘Greys’, ‘OrRd’, ‘Oranges’, ‘PRGn’, ‘Paired’, ‘Pastel1’, ‘Pastel2’, ‘PiYG’, ‘PuBu’, ‘PuBuGn’, ‘PuOr’, ‘PuRd’, ‘Purples’, ‘RdBu’, ‘RdGy’, ‘RdPu’, ‘RdYlBu’, ‘RdYlGn’, ‘Reds’, ‘Set1’, ‘Set2’, ‘Set3’, ‘Spectral’, ‘Wistia’, ‘YlGn’, ‘YlGnBu’, ‘YlOrBr’, ‘YlOrRd’, ‘afmhot’, ‘autumn’, ‘binary’, ‘bone’, ‘brg’, ‘bwr’, ‘cividis’, ‘cool’, ‘coolwarm’, ‘copper’, ‘cubehelix’, ‘flag’, ‘gist_earth’, ‘gist_gray’, ‘gist_heat’, ‘gist_ncar’, ‘gist_rainbow’, ‘gist_stern’, ‘gist_yarg’, ‘gnuplot’, ‘gnuplot2’, ‘gray’, ‘hot’, ‘hsv’, ‘icefire’, ‘inferno’, ‘jet’, ‘magma’, ‘mako’, ‘nipy_spectral’, ‘ocean’, ‘pink’, ‘plasma’, ‘prism’, ‘rainbow’, ‘rocket’, ‘seismic’, ‘spring’, ‘summer’, ‘tab10’, ‘tab20’, ‘tab20b’, ‘tab20c’, ‘terrain’, ‘twilight’, ‘twilight_shifted’, ‘viridis’, ‘vlag’, ‘winter’可选
–alpha	热图透明度，默认 1
–colorList	自定义颜色，–colorList black,yellow,blue
–colorNumber	控制颜色转变的数量
–zMin, -min	热图密度的最小值
–zMax, -max	热图密度的最大值
–heatmapHeight	热图高度，cm，默认 28，最小 3，最大 100
–heatmapWidth	热图宽度，cm，默认 4，最小 1，最大 100
–whatToShow	展示图像类型， plot, heatmap and colorbar, plot and heatmap, heatmap only, heatmap and colorbar，5 种选择，默认：密度图+热图+热图颜色柱
–boxAroundHeatmaps	热图边框，–boxAroundHeatmaps no 则不绘制边框
–xAxisLabel, -x	X 轴文本标签
…	其它参数参考 plotProfile

结果展示：

1、默认热图

# run compute matrix to collect the data needed for plotting $ computeMatrix scale-regions -S H3K27Me3-input.bigWig                                   H3K4Me1-Input.bigWig  
                                 H3K4Me3-Input.bigWig 
                              -R genes19.bed genesX.bed 
                              --beforeRegionStartLength 3000 
                              --regionBodyLength 5000 
                              --afterRegionStartLength 3000
                              --skipZeros -o matrix.mat.gz  $ plotHeatmap -m matrix.mat.gz        -out ExampleHeatmap1.png

2、聚类，不显示密度图，改变热图颜色，控制热图最小值和最大值

$ plotHeatmap -m matrix_two_groups.gz       -out ExampleHeatmap2.png 
     --colorMap RdBu 
     --whatToShow 'heatmap and colorbar' 
     --zMin -3 --zMax 3 
     --kmeans 4

3、自定义多个图颜色、控制多个图的最小值最大值，设置分辨率

$ plotHeatmap -m matrix_two_groups.gz       -out ExampleHeatmap3.png 
     --colorList 'black, yellow' 'white,blue' '#ffffff,orange,#000000'
     --whatToShow 'heatmap and colorbar' 
     --zMin -2 -2 0 --zMax 2 2 3
     --kmeans 4
     --dpi 100

4、取消热图边框

$ plotHeatmap -m matrix_two_groups.gz       -out ExampleHeatmap4.png 
     --colorMap Oranges_r Blues_r Greens
     --whatToShow 'heatmap and colorbar' 
     --zMin -4 -4 0 --zMax 0 0 5
     --kmeans 4
     --dpi 100
     --boxAroundHeatmaps no