生物節(jié)律之cosinor分析(2)

cosinor分析之前已經(jīng)介紹過兩個了(cosinor渤愁,cosinor2),其實R中還有三個包可以進(jìn)行cosinor分析(card::cosinor毒返,season::cosinor和psych::cosinor),下面詳細(xì)介紹一下

1.psych::cosinor

#構(gòu)造測試數(shù)據(jù)集
set.seed(1)
sim1 <- data.frame(time=rep(as.POSIXlt(seq(1,25,4)*3600,origin = "2021-01-01 00:00:00"),2),
                   zt_time=rep(seq(1,25,4),2),
                   group=rep(c("WT","KO"),each=7),
                   value=c(seq(1,4),seq(3,1),seq(8,2,-2),seq(4,8,2))+rnorm(14,mean = 0,sd = 0.5))
sim1
#     time                zt_time group     value
# 1  2021-01-01 09:00:00       1    WT 0.6867731
# 2  2021-01-01 13:00:00       5    WT 2.0918217
# 3  2021-01-01 17:00:00       9    WT 2.5821857
# 4  2021-01-01 21:00:00      13    WT 4.7976404
# 5  2021-01-02 01:00:00      17    WT 3.1647539
# 6  2021-01-02 05:00:00      21    WT 1.5897658
# 7  2021-01-02 09:00:00      25    WT 1.2437145
# 8  2021-01-01 09:00:00       1    KO 8.3691624
# 9  2021-01-01 13:00:00       5    KO 6.2878907
# 10 2021-01-01 17:00:00       9    KO 3.8473058
# 11 2021-01-01 21:00:00      13    KO 2.7558906
# 12 2021-01-02 01:00:00      17    KO 4.1949216
# 13 2021-01-02 05:00:00      21    KO 5.6893797
# 14 2021-01-02 09:00:00      25    KO 6.8926501

用法也非常簡單

cosinor(angle = "zt_time",#時間點
        x="value",#檢測基因的表達(dá)值
        code = "group",#分組
        data = sim1)
######或者#######
cosinor(angle = 2,
        x=4,
        code = "group",#code參數(shù)不能為列號
        data = sim1)

1到6列分別為相位栽连,擬合性能,振幅微猖,標(biāo)準(zhǔn)差,均值(基線)缘屹,截距

可惜的沒有震蕩性檢測的p值和振蕩差異總體p值比較励两,也無法比較相位,振幅囊颅,基線差異的p值
注意:經(jīng)過比較,該包擬合的cosinor曲線參數(shù)和下面兩個包的擬合結(jié)果相差稍大傅瞻,不太建議使用

繪圖

cosinor.plot(angle ="zt_time",#時間點
      x="value",#檢測基因的表達(dá)值
      IDloc = "group",#分組
      ID="WT"踢代,#組中變量名
      data=sim1)
######或者#######
cosinor.plot(angle = 2,
      x=4,
      IDloc = 3,
      ID="KO",
      data=sim1)

2.card::cosinor

沿用上面構(gòu)造的模擬數(shù)據(jù)集,該函數(shù)用法如下:

m <- cosinor(value ~ zt_time, #公式
             data = sim1[1:7,], #數(shù)據(jù)
             tau = 24)#欲擬合的周期
summary(m)

紅線第一處為個體cosinor模型嗅骄,還有一種是總體cosinor模型胳挎,我還沒弄清楚到底啥意思,運行時總是報錯溺森,暫且不表慕爬,
第二處為擬合的公式,
第三處為擬合的周期屏积,
第四處為擬合的參數(shù):

分別為均值(基線)医窿,振幅,而相位要換算一下炊林,abs(phi1)/2π×24姥卢,此處為13.055≈13.1
注意:和上面psych::cosinor擬合的結(jié)果不太一樣,接下來看看下一個函數(shù)

3.season::cosinor

沿用上面構(gòu)造的模擬數(shù)據(jù)集渣聚,該函數(shù)用法如下:

res1 = cosinor(value~1, #擬合公式
      date='time', #時間列名独榴,類型必須為POSIXlt類型
      type='hourly', #擬合類型為小時,晝夜節(jié)律為24小時
      data=sim1[1:7,])
summary(res1)###單個
plot(res1)


從上到下依次為觀測數(shù)奕枝,振幅(和card::season結(jié)果接近)棺榔,峰值相位,波谷相位隘道,振蕩顯著性

注意:sim1數(shù)據(jù)集中time和zt_time要換算一下症歇,此處的時間為time郎笆,前面兩個函數(shù)使用的都是zt_time,所以time=21.1即為zt_time=13.1当船,這點來看题画,也是和card::cosinor結(jié)果較為接近,與psych::cosinor相差一點點

回歸系數(shù)矩陣中第一行第一列為均值(基線德频,同樣與card::cosinor結(jié)果較為接近)苍息,
cosw和sinw兩行最后一列 兩個p值只要有一個即說明振蕩具有顯著性


比較的話,這樣做:

res = cosinor(value~group, date='time', type='hourly', data=sim1)
# summary(res)###比較
# plot(res)
summary(res$glm)

差異比較的話有一個值比較有用壹置,圖中紅框位置竞思,但是只有一個總體p值,該函數(shù)無法比較相位钞护,振幅盖喷,基線差異的p值

總結(jié):這三個包中的cosinor函數(shù)都稍稍有點雞肋,兩個連p值都沒有难咕,統(tǒng)計學(xué)上沒什么太大意義课梳,一個檢測單個基因單組好使,但是對于檢測單個基因組間差異就愛莫能助了余佃,因為它只有振蕩差異總體的p值暮刃,就少那么一點點功能(組間相位,振幅爆土,基線差異的p值)就完美了椭懊,此外,兩個包(psych和season)都是基于base系統(tǒng)作圖步势,作圖功能聊勝于無氧猬,另外一個包card倒是提供了基于ggplot2的函數(shù)ggcosinor,可是不支持時間點樣本無重復(fù)畫法坏瘩。不過盅抚,用來評估單個基因的cosinor曲線,season::cosinor倒是個不錯的選擇桑腮,參數(shù)齊全且準(zhǔn)確(和card::cosinor結(jié)果幾乎一致)泉哈,同時提供p值。
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