在文献中经常会看到一些漂亮的网络图，如下：
（Isme Journal, 2012）
（Soil Biology & Biochemistry, 2018）
说到网络图的绘制，大家可能首先想到的是Cytoscape，它在生物学相关的领域应用非常广泛。不过上面两篇文章的图可不是它的风格，我这里给大家推荐另一款开源软件：Gephi 。
官网：https://gephi.org
Gephi最常见是用于社交网络数据分析，如下，是我手工整理的《天龙八部》中部分人物的关系网络。我们可以看到段王爷是如何实力抢镜力压三大男主的，尽管金庸老爷子心中的男一号可能是段誉。
除了媒体的社交网络分析，在自然科学领域，特别是微生物生态学相关的学者，像以上两个例子一样，通常更倾向于使用igraph和Gephi做微生物群落的共发生网络分析（Co-occurrence network analysis ）。
当然如果你理解了网络图原理，你也可以用Gephi去展示基因互作网络、代谢网络、ceRNA网络等等。
下面就以第一篇文章网络图的数据为例，看下如何使用Gephi画图吧！
软件的安装
Gephi支持Windows、Mac、Linux三种常见的操作系统，目前官网最新的稳定版本是0.9.2，软件是储存在GitHub上，迅雷都用上了，下载速度依然比不上蜗牛爬，下个70M的软件折腾了1天。
为了避免初学者掉同样的坑，我已把下好的软件和测试数据上传达到OmicShare论坛上，大家可点这里直接下载安装。
需要注意的是，本软件的运行像Cytoscape一样也依赖JAVA，如果你的电脑没有安装较新版本的JRE，可以到官网下载安装。
JRE安装包链接：https://www.java.com/zh_CN/download/
另外，github也有0.9.3开发版本，我尝试了几次都没下载下来，感兴趣的话你们也可以去尝试下载。
数据准备与导入
类似于Cytoscape，网络图的数据一般有两个：边文件和点文件。
边文件，如下图，主要是由成对的节点Id构成，Sourse和Target两个点连成一条线（边），边文件中也可以加入边的描述信息，比如边的id、作用类型、权重等。
点文件，主要是对边文件中的“点”进行描述，是点的属性文件，如下，可添加点的分组信息用于网络图的可视化。
这两个文件中，边文件是必需要有的，它是构成网络图的核心，而点文件是非必需的。比如上文提到的《天龙八部》人物关系网络图只用到了边文件，如下。
如果大家担心自己准备数据可能会有问题，可参考我这里的表头，没有数据的列，可以空着，最后另存成csv格式（逗号分隔）的文本文件。当然，Excel格式、制表符分隔的文本文件也是支持的，避免最后显示出错，这里仍推荐csv格式。
接下来，打开软件，软件安装时会自动识别系统语言，当然你可以自定义语言，因为是国外的软件，英语可能更容易理解，为避免翻译偏差我这里改成英文。
然后通过File/Import spreadsheet导入边文件表格。
在弹出的窗口中，如下，直接点Next按钮。
接着，一些没有数据的空列可取消勾选，点finish按钮。
我们可以看到导入的网络共有296个节点，679个边，点OK按钮，在新的workspace中展示。
初始效果如下：
接着，用同样的操作导入点文件表格，最后一步需要注意的是，把点文件信息导入当前的workspace中，如下。
接着在统计选项卡下计算一下网络的属性信息，比如，平均度（Average degree）和模块化指数（Modularity），如下。
网络图调整与导出
接着，调整点的Layout，这里改为FruchtermanReingold，参数保持默认，效果如下。
接着，调整点的颜色和大小。点的颜色在Partition选项下选择taxonomy列的数据，点的大小选degree，效果如下。
在Preview选项可看到这样的效果：
点的颜色在Partition选项下选择计算得到的Modularity的数据，会按模块进行着色，得到下图的效果。
在预览窗口设置渲染参数时如果取消勾选弯曲(Curved)选项，会得到“直直”的连线，如下。
当然，仔细调整边的粗细和点的描边大小，可得到文献范例2这样的效果。
今天的内容就到这里啦！
参考文献
[1] Barberán, Albert,Bates S T , Casamayor E O , et al. Using network analysis to exploreco-occurrence patterns in soil microbial communities[J]. IsmeJournal, 2012, 6(2):343-351.
[2] Zhang B , Zhang J ,Liu Y , et al. Co-occurrence patterns of soybean rhizosphere microbiome at acontinental scale[J]. Soil Biology & Biochemistry, 2018, 118:178-186.
[3] Bastian, Mathieu,Sebastien Heymann, and Mathieu Jacomy. "Gephi: an open source software forexploring and manipulating networks." Icwsm 8 (2009): 361-362.
本文作者：莫北
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发表于 2020.4.17 09:43:07
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千斤顶
发表于 2020.4.17 10:26:12
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