植物代谢通路注释+基因表达可视化神器--Mapman

你可以对基因进行功能注释，分析其功能分类以及相关的通路信息，你也能分析基因的表达谱数据，但是你知道如何将二者进行结合吗？在功能分类或者通路图上显示出基因的表达数据？有一个工具可以做...

你可以对基因进行功能注释，分析其功能分类以及相关的通路信息，你也能分析基因的表达谱数据，但是你知道如何将二者进行结合吗？在功能分类或者通路图上显示出基因的表达数据？
有一个工具可以做到——Mapman！

(官方网址：https://mapman.gabipd.org/）。

Mapman是一个针对植物，对基因在生物体代谢途径和生物过程中的功能进行分类的工具，它采用了层次分类的方式，对基因产物进行功能分类，目前涉及的通路分类等主要是36个BINs（可以理解为36个大类），其下分为subBINs，而且这些通路基本上都是通过人工检验过的。其中很重要的一点是，它可以将实验获得的表达谱数据在通路图上进行显示，包括单样品热图和多样品折线图等等，可以说在结合基因功能分类和基因表达数据可视化方面非常nice了。

软件安装

使用前提：Java 环境，安装配置可参考：https://www.omicsclass.com/article/298

Mapman的下载可以去官网，注意下载最新版本的（具体可以参考下图A、B、C、D）。

完成下载之后就是安装过程，Mapman的安装一定要保证网络正常，注意是一定！因为在安装的过程中，软件会下载相应的pathways文件以及mappings文件，这些都需要保证网络畅通，并且下载安装的过程会比较长（当然如果哪一个pathway或者mapping文件没有下载下来也不要担心，这些都可以后期导入）。安装过程主要涉及了语言选择（eng）、代理选择（跳过不选）等等。

软件使用

Mapman界面左方显示了几大块内容，其中三个是我们会使用到的数据：Experiments、Pathways和Mappings。

第一个Experiments，它指的是实验过程的中的的表达量数据，包括芯片和高通量获得的数据，甚至可以是差异比较获得的log2FC数据。软件自带了一部分的案例数据（如下图），大家可以去对应的软件安装目录下面找到数据查看具体的内容。

这些数据都是第一行为样品名，第一列为基因相关的ID，按照类似格式，我准备了案例数据，如下图所示，注意，文件的使用前请另存为tab制表符分隔的文本格式。

导入表达数据，右击Experiments——add data，并进行相关设置，包括文件表头设置，数据选择等等（如下图A、B、C），导入之后，可以在左侧查看到导入的数据（如下图D）。

Pathways也就是通路文件，主要是一些图片文件，和图片上相关位置的信息的xml文件。一般软件能自动下载下来，如果缺少某个通路，可以去官网下载中心下载Pathways文件，包括图片文件和xml文件都必须下载下来，而导入的过程只需要导入图片即可。例如此处导入Chloroplast Plas Ti_microarray pathway （具体导入过程见下图），使Custom Arrays分类增加了一个pathway信息。

Mappings，官网提供了几种模式植物的Mappings文件，软件自动下载的格式一般是m02文件，无法直接打开查看。不过，官网上有Dowload（Mappings）对应的text和excel文件可以下载查看（见下图）。以Ath_AFFY_ATH1_TAIR9_Jan2010为例，下载后展示如下图E（注意Mappings文件下载需要进行账号注册登录）。

由文件结构可知，其第一列是BINCODE，一个编号对应一个分类，编号层级越多说明分类越细化，可以具体对应到酶、蛋白甚至亚基等；第二列是名称，对应每一个分类的命名，第三列是该物种（或者说提供的基因）能够注释到这些通路上的具体的基因ID（芯片可能是探针ID）等等，这一列信息尤为重要，它的ID和Experiments提供的表达数据的对应的ID需一致，如此才可以在通路图上显示出来是否map到了该基因，以及显示该基因的相关表达数据等；第四列是则是描述信息，第五列是Type。整个文件中。重要的是前四列内容。

针对非模式植物的基因，需要进行功能注释分类，得到对应的mapping文件。注释工作，可以利用网站提供的在线注释工具进行（下图A）：http://www.plabipd.de/portal/mercator-sequence-annotation，注释后可以获得一个结构类似的mapping文件，例如针对Experments准备的数据文件，提交了相关的fasta序列后，按照相关参数（注意针对碱基序列要勾选上DNA序列）设置后获得如下的下图B、C结果，其中B结果表示所有提交的序列中能够注释到对应分类的百分比，C结果为mapping文件，其第三列比对上的ID和表达数据的ID一致，对该文件进行下载保存。

此后，在软件左侧右击Mappings——new mapping——from file，添加刚刚完成注释下载保存的mapping文件，完成添加，点击左侧添加的文件，在右侧中间窗口可以展示mapping文件的结构（如下图），每一个BIN都可以双击展开查看subBINs。其他Mappings文件类似。

数据可视化

三个主要文件准备完成之后，就可以在通路图上实现表达数据的可视化了。在Experiments中找到导入的样品数据，譬如选择样品A，选择一个具体的通路，譬如选择Primary Metabolism——Energy ——C_TCA，弹出的窗口中选中前一步导入的mapping文件（下图A），点击OK即可在中间显示框中看到可视化结果。