相关性分析:完整技术报告
主要发现:检验了 30,651,241 对基因-代谢物,187,640 对通过主筛选,其中组内也成立的 Tier1 只有 99 对(0.1%):绝大多数高相关来自组间差异。
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1 分析目的
在分子层面找出表达量与代谢物含量共同变化的基因-代谢物对,是构建网络、九象限和调控假设的基础。由于跨处理、跨水平的组间差异会让大量本无直接关系的分子同时变化,本分析同时计算组内相关,把“只因组间差异而相关”的配对与“组内个体之间也相关”的配对分开。
2 分析原理
全样本相关 r_all:30 个样本上的 Pearson 相关。代谢物未检出的样本不参与该代谢物的计算;检出少于 12 个样本的代谢物不检验。显著性:t = r·√[df/(1−r²)],df = n − 2(n 为实际参与的样本数),双侧 P;对全部基因 × 代谢物配对做 BH 校正得到 fdr_all。
组内相关 r_within:每个分子在每组内减去组均值,对残差求 Pearson 相关,等价于以“分组”为协变量的偏相关;df = n − g − 1(g 为参与的组数)。它扣除了处理和水平造成的共同变化,只反映组内个体差异的共变。组内只有 1 个检出值的组不提供组内信息。
证据分级:主筛选为 |r_all|≥0.8 且 fdr_all<0.05。通过主筛选后,若组内相关 fdr_within<0.05 且与 r_all 同号,记为 Tier1;否则记为 Tier2。
逐比较:每个比较只取该比较的差异基因 × 差异代谢物,沿用 30 样本的 r_all 和 r_within,FDR 在该比较的配对内重新校正;另给出只用该比较 6 个样本的 r_cmp 作对照。为什么不用 6 样本相关作主要依据:6 个样本分两组,差异分子天然呈“两团”分布,几乎都能得到 |r|>0.8,没有区分度。
3 输入数据及预处理
基因:表达过滤后的基因 ∪ 任一比较的差异基因,log2(FPKM+1)。代谢物:全部有变异的代谢物,log2 强度,未检出为 NA。30 个样本。
4 软件、算法及参数
| 软件 / 函数 | 版本 | 用途与关键参数 |
|---|---|---|
| R | 4.4.3 | 矩阵相关(中心化后矩阵乘法,与 stats::cor 一致)、t 分布 P、p.adjust(BH) |
| data.table | 1.18.6.1 | 长表整理 |
5 统计指标解释
下表列出本页出现的全部统计指标和缩写(由页面内容自动生成)。全部术语见术语表。
| 术语 | 中文名 | 英文名 | 定义与读法 |
|---|---|---|---|
| FPKM | 每千碱基每百万片段数 | Fragments Per Kilobase of transcript per Million mapped fragments | 转录组表达量单位,按基因长度和测序深度归一化。本流程用 log2(FPKM+1) 作为基因表达值。 |
| log2FC | 以 2 为底的倍数变化对数 | log2 fold change | 两组均值之比取 log2。本报告统一为 log2(后一组/前一组),比较名 A_vs_B 中 B 为后一组;log2FC=1 表示后一组是前一组的 2 倍,-1 表示一半。基因的 log2FC 来自服务商 DESeq2 结果;代谢物为两组原始强度均值之比。两组都未检出时没有 log2FC(记为 NA,不是 0)。 |
| P | P 值 | P value | 在原假设(无差异、无相关或无富集)成立时,得到当前或更极端结果的概率,未经多重检验校正。 |
| FDR | 错误发现率 | false discovery rate | 多重检验校正指标,表示在所有判为显著的结果中,预期假阳性所占比例。本报告全部用 Benjamini–Hochberg 方法计算,检验范围在各分析中分别说明(如“该比较的全部配对”“全部可评估通路”)。 |
| BH | Benjamini–Hochberg 校正 | Benjamini–Hochberg procedure | 把 m 个 P 值从小到大排序,第 i 个的校正值为 min(1, min_{k≥i} P_(k)·m/k)。控制 FDR,比 Bonferroni 校正宽松。 |
| NA | 缺失值 | not available | 没有数值。未检出、未检验或不可计算时记为 NA,不当作 0。 |
| r | 相关系数 | correlation coefficient | 本报告中未特别说明时指 Pearson 积矩相关系数,范围 −1 到 1;正值表示同涨同落,负值表示此消彼长,绝对值越大线性关系越强。 |
| Pearson | 皮尔逊相关 | Pearson correlation | r = Σ(x−x̄)(y−ȳ) / √[Σ(x−x̄)²·Σ(y−ȳ)²],衡量线性关系。显著性用 t = r·√[df/(1−r²)] 服从自由度 df 的 t 分布检验。 |
| r_all | 全样本相关 | correlation across all samples | 30 个样本上的 Pearson r(代谢物未检出的样本不参与),包含组间差异和组内个体差异两部分。 |
| r_within | 组内相关 | within-group correlation | 每个分子先减去所在组(10 组)的组均值,再对残差求 Pearson r。它只反映组内个体之间的共变,等价于以分组为协变量的偏相关。自由度 = 样本数 − 组数 − 1。 |
| r_cmp | 比较内相关 | correlation within one comparison | 只用该比较的 6 个样本计算的 Pearson r,6 样本中有未检出时记为 NA,只作对照。 |
| fdr_all | 全样本相关的 FDR | FDR of r_all | r_all 的 BH 校正 P;全局分析在全部已检验配对内校正,逐比较在该比较的差异基因 × 差异代谢物配对内校正。 |
| fdr_within | 组内相关(或组内耦合)的 FDR | FDR of within-group correlation | 组内相关 P 值的 BH 校正值;通路活性页为组内置换 P 在全部可评估通路内的 BH 校正值。 |
| df | 自由度 | degrees of freedom | 相关检验中为 n−2(n 为参与计算的样本数);组内相关为 n − 组数 − 1。 |
| Tier1 | 一级证据配对 | Tier 1 pair | |r_all|≥0.8 且 FDR<0.05,同时组内相关 FDR<0.05 且与 r_all 同号。说明两者的关联在扣除组间差异后仍存在。 |
| Tier2 | 二级证据配对 | Tier 2 pair | 只满足 |r_all|≥0.8 且 FDR<0.05,组内相关不显著或方向不同,关联可能主要来自组间差异。 |
| PC | 主成分 | principal component | PCA 得到的新坐标轴,PC1 解释的方差最多。 |
| KEGG | 京都基因与基因组百科全书 | Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes | 代谢通路和分子功能数据库。本流程用 KEGG 通路、KO、化合物(C 编号)和反应(R 编号)注释。 |
| TF | 转录因子 | transcription factor | 结合 DNA 调控其他基因转录的蛋白。本流程按服务商注释的 TF 家族识别。 |
6 图表与结果展示
全局结果
表注:gene、met 为基因和代谢物编号;r_all、fdr_all 为 30 样本相关和 FDR(在全部已检验配对内 BH 校正);r_within、fdr_within 为组内相关和 FDR;n_detected 为代谢物检出样本数(参与计算的样本数);tier 为证据等级。
| gene | met | r_all | fdr_all | r_within | fdr_within | n_detected | tier |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MSTRG.41858.3 | POS_t66 | -0.9937 | 3.89e-11 | -0.9865 | 0.01803 | 16 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_03967 | POS_t136 | 0.9731 | 1.24e-14 | 0.9075 | 0.0172 | 30 | Tier1 |
| MSTRG.6027.1 | POS_t66 | -0.9666 | 5.05e-07 | -0.9812 | 0.02985 | 16 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_03021 | POS_t136 | 0.9641 | 2.17e-13 | 0.8626 | 0.04884 | 30 | Tier1 |
| MSTRG.40803.10 | POS_t136 | 0.9581 | 1.05e-12 | 0.8847 | 0.02985 | 30 | Tier1 |
| MSTRG.67323.7 | POS_t66 | -0.9563 | 2.28e-06 | -0.9865 | 0.01803 | 16 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02810 | POS_t136 | 0.953 | 3.46e-12 | 0.9594 | 0.000208 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_03675 | POS_t136 | 0.9404 | 4.48e-11 | 0.9463 | 0.000932 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_00337 | NEG_q240 | -0.9325 | 1.73e-10 | -0.9183 | 0.01022 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_03591 | POS_q251 | 0.9264 | 4.42e-10 | 0.8715 | 0.04075 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_03039 | NEG_t204 | -0.9255 | 5.09e-10 | -0.8718 | 0.04075 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr5_00563 | POS_t150 | -0.9153 | 2.09e-09 | -0.8733 | 0.03912 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_03039 | POS_t140 | -0.9151 | 2.15e-09 | -0.895 | 0.02284 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_00094 | POS_q386 | -0.9111 | 3.57e-09 | -0.948 | 0.000932 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02819 | NEG_q240 | -0.9077 | 5.38e-09 | -0.8945 | 0.02284 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr1_06011 | NEG_t78 | -0.9048 | 7.58e-09 | -0.8807 | 0.03489 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr2_00866 | POS_q384 | -0.9026 | 9.72e-09 | -0.906 | 0.0172 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr5_05136 | NEG_q310 | 0.8961 | 1.71e-05 | 0.9755 | 0.027 | 20 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr3_05318 | POS_q108 | -0.8929 | 2.76e-08 | -0.8634 | 0.04884 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr2_00866 | POS_t140 | -0.8915 | 3.18e-08 | -0.862 | 0.04941 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_03039 | NEG_t155 | -0.8899 | 3.74e-08 | -0.8914 | 0.02541 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr1_03965 | POS_t135 | 0.889 | 4.07e-08 | 0.9019 | 0.01803 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_03039 | POS_q384 | -0.8877 | 4.63e-08 | -0.8892 | 0.02727 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr5_03686 | POS_q301 | -0.8871 | 4.93e-08 | -0.8693 | 0.04324 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr5_03686 | POS_q245 | -0.8848 | 6.15e-08 | -0.8951 | 0.02284 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_03039 | POS_t205 | -0.8821 | 7.93e-08 | -0.8949 | 0.02284 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr3_00736 | NEG_t95 | -0.882 | 8e-08 | -0.8912 | 0.02552 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02768 | NEG_q50 | -0.8801 | 9.46e-08 | -0.8791 | 0.03497 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr1_03965 | POS_t235 | 0.879 | 1.05e-07 | 0.8927 | 0.02427 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02819 | POS_q386 | -0.8782 | 1.12e-07 | -0.9344 | 0.002555 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_00337 | NEG_t95 | -0.8765 | 1.3e-07 | -0.8987 | 0.02007 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr5_03686 | POS_t271 | -0.8752 | 1.46e-07 | -0.8685 | 0.04372 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02819 | NEG_t95 | -0.8738 | 1.66e-07 | -0.8706 | 0.0414 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_03680 | POS_t136 | 0.8737 | 1.67e-07 | 0.8847 | 0.02985 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr3_00736 | NEG_q240 | -0.8735 | 1.7e-07 | -0.8668 | 0.04524 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr8_00121 | POS_t66 | -0.8728 | 0.000607 | -0.9865 | 0.01803 | 16 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02768 | NEG_q266 | -0.8712 | 2.07e-07 | -0.8835 | 0.03087 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr5_03686 | NEG_t169 | -0.8707 | 2.14e-07 | -0.8691 | 0.04334 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02819 | POS_q364 | -0.8707 | 2.15e-07 | -0.8994 | 0.02002 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_00764 | POS_q386 | -0.8685 | 2.59e-07 | -0.9144 | 0.01094 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr2_00866 | NEG_t155 | -0.8683 | 2.62e-07 | -0.8729 | 0.03912 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02818 | POS_t26 | -0.8683 | 2.63e-07 | -0.8691 | 0.04334 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_03039 | POS_q385 | -0.8677 | 2.76e-07 | -0.8857 | 0.02957 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_03039 | POS_q229 | -0.8671 | 2.89e-07 | -0.8785 | 0.03507 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr8_02108 | NEG_q78 | -0.8667 | 2.98e-07 | -0.8685 | 0.04372 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_00720 | NEG_t78 | 0.8662 | 3.13e-07 | 0.8704 | 0.04156 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02818 | NEG_t78 | -0.866 | 3.16e-07 | -0.8679 | 0.04388 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_00764 | POS_t26 | -0.8659 | 3.2e-07 | -0.8764 | 0.03657 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr1_03965 | POS_t202 | 0.8644 | 3.6e-07 | 0.8806 | 0.03489 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02768 | NEG_t236 | -0.8637 | 3.8e-07 | -0.8621 | 0.04928 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_02781 | NEG_q240 | -0.8611 | 4.66e-07 | -0.8623 | 0.04916 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_04189 | NEG_q240 | -0.8607 | 4.82e-07 | -0.8685 | 0.04372 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr3_03799 | POS_t135 | -0.8598 | 5.16e-07 | -0.8666 | 0.04532 | 30 | Tier1 |
| MSTRG.11269.2 | POS_t26 | -0.8591 | 5.43e-07 | -0.8638 | 0.04865 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02819 | POS_t26 | -0.8583 | 5.77e-07 | -0.8868 | 0.02827 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02818 | NEG_t160 | -0.8578 | 6.01e-07 | -0.8704 | 0.04156 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr2_04998 | NEG_t78 | -0.8551 | 7.34e-07 | -0.8685 | 0.04372 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr2_00884 | POS_q386 | -0.8549 | 7.41e-07 | -0.8924 | 0.02427 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr3_00736 | POS_t26 | -0.8538 | 8.07e-07 | -0.8881 | 0.02764 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr1_03965 | POS_t7 | 0.8534 | 8.29e-07 | 0.8989 | 0.02003 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr1_03965 | POS_t58 | 0.8499 | 1.07e-06 | 0.8898 | 0.0271 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02818 | POS_q386 | -0.8462 | 1.38e-06 | -0.8876 | 0.02827 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_02817 | POS_q173 | 0.8452 | 1.47e-06 | 0.8626 | 0.04884 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02768 | POS_t140 | -0.845 | 1.49e-06 | -0.8897 | 0.0271 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_00337 | POS_t26 | -0.8447 | 1.53e-06 | -0.877 | 0.03622 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr5_04987 | POS_t136 | -0.843 | 1.71e-06 | -0.8746 | 0.03826 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr1_03965 | POS_t83 | 0.8428 | 1.73e-06 | 0.8996 | 0.02002 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr5_03686 | POS_t225 | -0.8414 | 1.9e-06 | -0.8684 | 0.04373 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_02781 | NEG_t95 | -0.8408 | 1.97e-06 | -0.8823 | 0.03265 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_00764 | NEG_t160 | -0.8405 | 2.01e-06 | -0.8848 | 0.02985 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02768 | POS_q15 | -0.8393 | 2.18e-06 | -0.8653 | 0.04627 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_01226 | NEG_q240 | -0.838 | 2.36e-06 | -0.8799 | 0.03489 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr5_03628 | POS_t26 | -0.8377 | 2.41e-06 | -0.8785 | 0.03507 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr8_00142 | POS_q426 | -0.8364 | 2.62e-06 | -0.8665 | 0.04532 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_02781 | POS_t26 | -0.8291 | 4.13e-06 | -0.8976 | 0.02081 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_03039 | NEG_t228 | -0.8272 | 4.64e-06 | -0.9019 | 0.01803 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_00337 | POS_q364 | -0.8269 | 4.71e-06 | -0.9056 | 0.0172 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr3_03799 | POS_t235 | -0.8253 | 5.16e-06 | -0.8826 | 0.03217 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_00720 | NEG_t228 | 0.8249 | 5.29e-06 | 0.8618 | 0.04956 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr3_03799 | POS_t83 | -0.8242 | 5.54e-06 | -0.8642 | 0.04798 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_00907 | POS_q385 | -0.822 | 6.27e-06 | -0.8867 | 0.02827 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_00907 | POS_q384 | -0.8219 | 6.32e-06 | -0.864 | 0.04828 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02768 | NEG_t155 | -0.8213 | 6.53e-06 | -0.8841 | 0.03039 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr2_04998 | POS_t26 | -0.8212 | 6.58e-06 | -0.8699 | 0.04235 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_03876 | POS_t26 | -0.8159 | 8.82e-06 | -0.8772 | 0.03616 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr2_05147 | POS_t26 | -0.8156 | 8.99e-06 | -0.8619 | 0.04943 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr3_03799 | POS_t7 | -0.8152 | 9.18e-06 | -0.8729 | 0.03912 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_02768 | POS_t205 | -0.8149 | 9.32e-06 | -0.8945 | 0.02284 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_00094 | NEG_t160 | -0.8106 | 1.17e-05 | -0.8626 | 0.04884 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr5_04822 | NEG_q282 | -0.8092 | 1.26e-05 | -0.8656 | 0.04556 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr4_00629 | POS_t166 | -0.809 | 1.28e-05 | -0.8677 | 0.04388 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr5_03628 | POS_q364 | -0.8079 | 1.35e-05 | -0.8945 | 0.02284 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_04189 | POS_t26 | -0.807 | 1.42e-05 | -0.885 | 0.02985 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr8_02695 | NEG_t227 | 0.8065 | 1.46e-05 | 0.9052 | 0.0172 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr1_02556 | POS_t235 | 0.8063 | 1.47e-05 | 0.8629 | 0.04884 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr2_04534 | POS_t66 | -0.8048 | 0.004503 | -0.9865 | 0.01803 | 16 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr3_00073 | NEG_t81 | 0.8047 | 1.6e-05 | 0.8623 | 0.04916 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr7_03876 | POS_q364 | -0.8038 | 1.67e-05 | -0.8753 | 0.03746 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr6_02781 | POS_q364 | -0.8031 | 1.73e-05 | -0.8624 | 0.04916 | 30 | Tier1 |
| Ac_DH066619_chr3_05303 | NEG_t10 | 0.9918 | 4.4e-19 | 0.8327 | 0.06892 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_03323 | NEG_t10 | 0.991 | 8.24e-19 | 0.01139 | 0.9947 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr8_03073 | NEG_t10 | -0.9905 | 1.18e-18 | -0.6504 | 0.201 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr7_04135 | POS_q181 | 0.9902 | 1.35e-18 | 0.8438 | 0.0627 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_02963 | NEG_t10 | -0.99 | 1.35e-18 | -0.01685 | 0.992 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr4_00461 | NEG_t174 | -0.9895 | 1.34e-12 | -0.812 | 0.1984 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_03520 | NEG_t10 | -0.9891 | 3.51e-18 | 0.01921 | 0.9908 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_05140 | NEG_t10 | -0.989 | 3.51e-18 | -0.04435 | 0.977 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_05139 | NEG_t10 | -0.9889 | 3.51e-18 | -0.0115 | 0.9947 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_00432 | NEG_t10 | 0.9889 | 3.51e-18 | 0.2005 | 0.8457 | 30 | Tier2 |
| MSTRG.60526.2 | NEG_t10 | 0.9886 | 4.54e-18 | 0.4431 | 0.5079 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr4_00461 | NEG_t10 | -0.9883 | 5.49e-18 | -0.2455 | 0.7938 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr7_04135 | POS_q251 | 0.988 | 7.69e-18 | 0.5926 | 0.2738 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_05116 | NEG_t10 | -0.9879 | 7.71e-18 | 0.019 | 0.9909 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr7_03613 | NEG_t10 | 0.9878 | 7.71e-18 | -0.1065 | 0.9341 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr1_02289 | NEG_t10 | -0.9876 | 9.13e-18 | 0.02018 | 0.9903 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_00537 | POS_q251 | 0.9876 | 9.13e-18 | 0.6438 | 0.2087 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_00170 | NEG_t10 | -0.9874 | 1.07e-17 | -0.01881 | 0.991 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_01769 | NEG_q241 | 0.9873 | 1.14e-17 | 0.2905 | 0.7365 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_00548 | NEG_t10 | -0.9871 | 1.3e-17 | 0.007313 | 0.9966 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_02623 | NEG_t10 | 0.9867 | 1.81e-17 | -0.1354 | 0.9098 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr7_04007 | NEG_t10 | 0.9867 | 1.81e-17 | -0.2446 | 0.7949 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_01769 | NEG_t10 | -0.9866 | 1.84e-17 | -0.05325 | 0.9716 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr1_04254 | NEG_t10 | 0.9866 | 1.84e-17 | 0.05872 | 0.9682 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_01775 | NEG_t10 | -0.9863 | 2.26e-17 | -0.06613 | 0.9634 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_00537 | POS_q181 | 0.9863 | 2.35e-17 | 0.8393 | 0.06489 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_00537 | NEG_t10 | 0.9861 | 2.59e-17 | 0.0555 | 0.9702 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr7_04135 | POS_t198 | 0.9861 | 2.64e-17 | 0.6127 | 0.2467 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr8_02973 | NEG_t10 | -0.9859 | 3.11e-17 | 0.07971 | 0.9541 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_02398 | NEG_t10 | 0.9858 | 3.19e-17 | -0.1014 | 0.9381 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_00170 | NEG_q241 | 0.9856 | 3.54e-17 | 0.1383 | 0.9073 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_01775 | NEG_q241 | 0.9856 | 3.54e-17 | 0.2653 | 0.7693 | 30 | Tier2 |
| MSTRG.61600.1 | NEG_t10 | 0.9856 | 3.54e-17 | 0.4669 | 0.4689 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr4_02530 | NEG_t10 | -0.9855 | 3.54e-17 | -0.02373 | 0.9885 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_02194 | NEG_t10 | -0.9855 | 3.54e-17 | 0.01852 | 0.9911 | 30 | Tier2 |
| MSTRG.14662.21 | NEG_q241 | 0.9855 | 3.54e-17 | 0.4099 | 0.5608 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_02963 | NEG_q241 | 0.9854 | 3.72e-17 | -0.1397 | 0.906 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr4_01793 | NEG_t10 | -0.9854 | 3.8e-17 | -0.01937 | 0.9907 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_03223 | NEG_t10 | 0.9853 | 3.95e-17 | 0.1645 | 0.8829 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_01093 | NEG_t174 | -0.9853 | 1.45e-11 | -0.3445 | 0.7875 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr4_04720 | NEG_q241 | 0.9852 | 4.04e-17 | 0.1936 | 0.8532 | 30 | Tier2 |
| MSTRG.14662.21 | NEG_t10 | -0.9852 | 4.04e-17 | -0.04772 | 0.975 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr1_02289 | NEG_q241 | 0.9851 | 4.39e-17 | 0.07731 | 0.9558 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr7_00031 | NEG_t10 | -0.9851 | 4.46e-17 | -0.0263 | 0.9871 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_00152 | NEG_t10 | -0.985 | 4.46e-17 | 0.04023 | 0.9794 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_05139 | NEG_q241 | 0.985 | 4.59e-17 | -0.1537 | 0.8932 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr3_03659 | NEG_t10 | 0.9849 | 4.93e-17 | -0.3356 | 0.6738 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr8_02472 | NEG_t174 | -0.9849 | 1.74e-11 | -0.2086 | 0.8963 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr4_01793 | NEG_t174 | -0.9849 | 1.75e-11 | 0.2086 | 0.8963 | 20 | Tier2 |
| MSTRG.7657.6 | NEG_t174 | -0.9848 | 1.81e-11 | 0.2086 | 0.8963 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr3_05293 | NEG_t10 | -0.9847 | 5.73e-17 | -0.02432 | 0.9881 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr3_05298 | NEG_t10 | 0.9847 | 5.73e-17 | -0.05838 | 0.9684 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_05128 | NEG_t10 | -0.9847 | 5.73e-17 | -0.008183 | 0.9962 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_01446 | NEG_t10 | -0.9846 | 5.82e-17 | -0.0458 | 0.9761 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_02194 | NEG_t174 | -0.9845 | 2.08e-11 | 0.2086 | 0.8963 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_05133 | NEG_t174 | -0.9845 | 2.11e-11 | 0.01137 | 0.9962 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_02383 | NEG_t10 | -0.9845 | 6.58e-17 | -0.0356 | 0.982 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_05140 | NEG_q241 | 0.9844 | 6.68e-17 | -0.1789 | 0.8685 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_02837 | NEG_t10 | -0.9844 | 6.68e-17 | -0.1888 | 0.8583 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_00129 | NEG_t10 | -0.9844 | 6.68e-17 | -0.04726 | 0.9753 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_02568 | NEG_t10 | -0.9844 | 6.68e-17 | 0.03204 | 0.984 | 30 | Tier2 |
| MSTRG.33964.3 | NEG_t174 | -0.9843 | 2.33e-11 | -0.2086 | 0.8963 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr7_04135 | NEG_t10 | 0.9842 | 7.18e-17 | 0.1324 | 0.9125 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_00548 | NEG_q241 | 0.9841 | 7.73e-17 | 0.06712 | 0.9627 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr8_01497 | NEG_q241 | 0.9841 | 8.12e-17 | 0.1921 | 0.8548 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_03520 | NEG_t174 | -0.9841 | 2.55e-11 | -0.2086 | 0.8963 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr4_00461 | NEG_q241 | 0.984 | 8.19e-17 | -0.1738 | 0.8737 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_03520 | NEG_q241 | 0.984 | 8.67e-17 | -0.3782 | 0.6104 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_02398 | POS_q251 | 0.9839 | 9.21e-17 | 0.2926 | 0.7335 | 30 | Tier2 |
| MSTRG.7210.77 | POS_q251 | 0.9838 | 9.52e-17 | 0.6076 | 0.2535 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr3_00062 | NEG_t174 | -0.9837 | 2.91e-11 | -0.05472 | 0.98 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr8_02973 | NEG_t186 | -0.9837 | 1.04e-16 | -0.6003 | 0.2632 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr1_04259 | POS_q251 | 0.9837 | 1.04e-16 | 0.7272 | 0.1301 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_03356 | NEG_t174 | -0.9836 | 3.06e-11 | 0.2086 | 0.8963 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_01673 | NEG_t10 | -0.9836 | 1.08e-16 | 0.04379 | 0.9773 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr7_00032 | NEG_t10 | -0.9836 | 1.08e-16 | -0.01151 | 0.9946 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr1_03145 | POS_q181 | 0.9835 | 1.1e-16 | 0.7385 | 0.1223 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr7_03613 | POS_q251 | 0.9835 | 1.1e-16 | 0.2692 | 0.7643 | 30 | Tier2 |
| MSTRG.321.2 | NEG_t10 | 0.9834 | 1.16e-16 | -0.2988 | 0.7252 | 30 | Tier2 |
| MSTRG.38159.1 | NEG_t174 | -0.9834 | 3.34e-11 | -0.2486 | 0.8678 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr4_02421 | NEG_t10 | -0.9834 | 1.18e-16 | 0.03119 | 0.9844 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_00537 | POS_t213 | 0.9834 | 1.18e-16 | 0.5691 | 0.3072 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_01019 | POS_q251 | -0.9834 | 1.2e-16 | -0.553 | 0.3317 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr1_03145 | POS_t198 | 0.9833 | 1.23e-16 | 0.5942 | 0.2716 | 30 | Tier2 |
| MSTRG.10832.1 | POS_t198 | 0.9831 | 1.41e-16 | 0.807 | 0.08007 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr7_03649 | POS_q251 | 0.9831 | 1.41e-16 | 0.5578 | 0.3243 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr8_01509 | NEG_q241 | 0.9831 | 1.41e-16 | 0.334 | 0.6761 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr4_04720 | NEG_t10 | -0.9831 | 1.42e-16 | -0.05606 | 0.9699 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_00537 | POS_t198 | 0.983 | 1.47e-16 | 0.6212 | 0.236 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr4_01469 | NEG_t10 | -0.983 | 1.47e-16 | -0.05209 | 0.9723 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr1_03145 | POS_q251 | 0.983 | 1.47e-16 | 0.5488 | 0.338 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_02838 | NEG_t10 | -0.9829 | 1.57e-16 | 0.04878 | 0.9744 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr6_01673 | NEG_t186 | -0.9828 | 1.6e-16 | -0.5488 | 0.338 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr5_00129 | NEG_t174 | -0.9828 | 4.39e-11 | 0.2086 | 0.8963 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr3_05798 | NEG_t10 | -0.9827 | 1.74e-16 | -0.03253 | 0.9837 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr7_04135 | POS_t213 | 0.9827 | 1.76e-16 | 0.5359 | 0.358 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr4_04031 | NEG_t10 | -0.9827 | 1.76e-16 | -0.02423 | 0.9882 | 30 | Tier2 |
| MSTRG.62505.1 | NEG_t10 | 0.9826 | 1.84e-16 | -0.2609 | 0.775 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr3_05398 | NEG_t174 | -0.9826 | 4.74e-11 | -0.1182 | 0.9504 | 20 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr2_01788 | POS_q251 | 0.9826 | 1.87e-16 | 0.3029 | 0.7197 | 30 | Tier2 |
| Ac_DH066619_chr3_03374 | NEG_t10 | -0.9826 | 1.88e-16 | -0.01847 | 0.9911 | 30 | Tier2 |
表注:deg、dam 差异基因和差异代谢物数;pairs 检验的配对数(差异基因 × 差异代谢物);tier1、tier2 通过阈值的配对;not_tested 代谢物检出不足未检验的配对;pos、neg 通过阈值配对中正、负相关数;cmp_r08 只用 6 个样本时 |r|≥0.8 且 P<0.05 的配对数(对照)。
| comparison | category | deg | dam | pairs | tier1 | tier2 | not_tested | pos | neg | cmp_r08 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| R1_vs_R2 | B_R组内跨水平 | 9 | 9 | 81 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 37 |
| R1_vs_R3 | B_R组内跨水平 | 3 | 10 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 23 |
| R1_vs_R4 | B_R组内跨水平 | 2173 | 58 | 126034 | 0 | 1063 | 0 | 482 | 581 | 32901 |
| R1_vs_R5 | B_R组内跨水平 | 5034 | 65 | 327210 | 363 | 3124 | 0 | 1984 | 1503 | 123768 |
| R1_vs_Y1 | A_同水平处理间 | 2798 | 75 | 209850 | 1 | 22233 | 74 | 9676 | 12558 | 96148 |
| R1_vs_Y2 | D_跨水平跨处理 | 2566 | 84 | 215544 | 11 | 24358 | 74 | 11425 | 12944 | 107992 |
| R1_vs_Y3 | D_跨水平跨处理 | 2837 | 93 | 263841 | 6 | 32743 | 109 | 16258 | 16491 | 136842 |
| R1_vs_Y4 | D_跨水平跨处理 | 3913 | 84 | 328692 | 42 | 19097 | 37 | 7433 | 11706 | 147617 |
| R1_vs_Y5 | D_跨水平跨处理 | 5791 | 142 | 822322 | 0 | 26574 | 37 | 11777 | 14797 | 396789 |
| R2_vs_R3 | B_R组内跨水平 | 8 | 12 | 96 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 46 |
| R2_vs_R4 | B_R组内跨水平 | 1909 | 51 | 97359 | 13 | 736 | 0 | 283 | 466 | 47568 |
| R2_vs_R5 | B_R组内跨水平 | 4561 | 69 | 314709 | 290 | 3632 | 0 | 1991 | 1931 | 174020 |
| R2_vs_Y1 | D_跨水平跨处理 | 2602 | 77 | 200354 | 3 | 29111 | 97 | 13142 | 15972 | 113902 |
| R2_vs_Y2 | A_同水平处理间 | 2389 | 103 | 246067 | 15 | 33661 | 97 | 15533 | 18143 | 141465 |
| R2_vs_Y3 | D_跨水平跨处理 | 2660 | 119 | 316540 | 3 | 43330 | 138 | 20796 | 22537 | 174108 |
| R2_vs_Y4 | D_跨水平跨处理 | 3965 | 98 | 388570 | 0 | 27678 | 47 | 11346 | 16332 | 214432 |
| R2_vs_Y5 | D_跨水平跨处理 | 5683 | 165 | 937695 | 0 | 33681 | 47 | 14158 | 19523 | 561567 |
| R3_vs_R4 | B_R组内跨水平 | 3200 | 99 | 316800 | 0 | 2203 | 0 | 1006 | 1197 | 184801 |
| R3_vs_R5 | B_R组内跨水平 | 5456 | 96 | 523776 | 267 | 5220 | 0 | 2959 | 2528 | 333803 |
| R3_vs_Y1 | D_跨水平跨处理 | 3348 | 82 | 274536 | 3 | 30932 | 297 | 13658 | 17277 | 151650 |
| R3_vs_Y2 | D_跨水平跨处理 | 2887 | 108 | 311796 | 4 | 34870 | 294 | 16073 | 18801 | 183285 |
| R3_vs_Y3 | A_同水平处理间 | 3043 | 124 | 377332 | 3 | 44957 | 353 | 21446 | 23514 | 219018 |
| R3_vs_Y4 | D_跨水平跨处理 | 4615 | 134 | 618410 | 5 | 27414 | 291 | 10933 | 16486 | 368556 |
| R3_vs_Y5 | D_跨水平跨处理 | 6801 | 203 | 1380603 | 0 | 34424 | 338 | 14556 | 19868 | 882784 |
| R4_vs_R5 | B_R组内跨水平 | 1058 | 35 | 37030 | 0 | 116 | 0 | 87 | 29 | 16534 |
| R4_vs_Y1 | D_跨水平跨处理 | 4885 | 197 | 962345 | 13 | 76498 | 777 | 33809 | 42702 | 555587 |
| R4_vs_Y2 | D_跨水平跨处理 | 4818 | 209 | 1006962 | 39 | 78736 | 768 | 35684 | 43091 | 553509 |
| R4_vs_Y3 | D_跨水平跨处理 | 4929 | 237 | 1168173 | 15 | 91638 | 896 | 41519 | 50134 | 712883 |
| R4_vs_Y4 | A_同水平处理间 | 4222 | 150 | 633300 | 15 | 73767 | 817 | 31232 | 42550 | 396302 |
| R4_vs_Y5 | D_跨水平跨处理 | 4263 | 228 | 971964 | 12 | 78554 | 959 | 33278 | 45288 | 670899 |
| R5_vs_Y1 | D_跨水平跨处理 | 6155 | 178 | 1095590 | 28 | 84561 | 771 | 37011 | 47578 | 626709 |
| R5_vs_Y2 | D_跨水平跨处理 | 6329 | 204 | 1291116 | 22 | 89395 | 762 | 39964 | 49453 | 723735 |
| R5_vs_Y3 | D_跨水平跨处理 | 6399 | 236 | 1510164 | 20 | 100082 | 891 | 44742 | 55360 | 917388 |
| R5_vs_Y4 | D_跨水平跨处理 | 5959 | 161 | 959399 | 8 | 79249 | 814 | 33294 | 45963 | 636643 |
| R5_vs_Y5 | A_同水平处理间 | 5325 | 231 | 1230075 | 8 | 88503 | 956 | 37644 | 50867 | 851705 |
| Y1_vs_Y2 | C_Y组内跨水平 | 4 | 11 | 44 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 30 |
| Y1_vs_Y3 | C_Y组内跨水平 | 25 | 19 | 475 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 182 |
| Y1_vs_Y4 | C_Y组内跨水平 | 1222 | 76 | 92872 | 137 | 296 | 0 | 114 | 319 | 35933 |
| Y1_vs_Y5 | C_Y组内跨水平 | 2086 | 110 | 229460 | 0 | 712 | 0 | 321 | 391 | 81394 |
| Y2_vs_Y3 | C_Y组内跨水平 | 3 | 12 | 36 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 23 |
| Y2_vs_Y4 | C_Y组内跨水平 | 974 | 102 | 99348 | 68 | 350 | 0 | 114 | 304 | 43780 |
| Y2_vs_Y5 | C_Y组内跨水平 | 2378 | 106 | 252068 | 5 | 906 | 0 | 400 | 511 | 91792 |
| Y3_vs_Y4 | C_Y组内跨水平 | 499 | 103 | 51397 | 1 | 178 | 0 | 38 | 141 | 23988 |
| Y3_vs_Y5 | C_Y组内跨水平 | 2349 | 125 | 293625 | 1 | 1192 | 0 | 506 | 687 | 125190 |
| Y4_vs_Y5 | C_Y组内跨水平 | 1204 | 30 | 36120 | 0 | 178 | 0 | 107 | 71 | 15602 |
各比较结果
7 结果描述
检验范围。30,651,241 对基因-代谢物完成检验;另有 26,572 对因代谢物检出不足 12 个样本而未检验。
主筛选与分级。|r_all|≥0.8 且 FDR<0.05 的配对共 187,640 对,其中负相关占 54.1%。这些配对的组内相关有 65.8% 绝对值小于 0.3;组内也显著且同向的 Tier1 为 99 对,涉及 48 个基因和 43 个代谢物。
代谢物类别。高相关配对最多的类别是 Flavonoids(53,444 对),其次是 Sugars(40,696 对)。
逐比较。各比较的 Tier1 配对数中位数为 4,最多的是 R1_vs_R5(363 对);5 个比较没有通过阈值的配对。只用 6 个样本计算时,|r|≥0.8 且 P<0.05 的配对中位数为 147,617,说明 6 样本相关缺乏区分度。
8 生物学意义
数据支持的观察
处理和水平造成的大规模组间差异,使成千上万个基因与代谢物“同涨同落”,这类相关不能区分直接的代谢联系和间接的共同响应。扣除组间差异后仍成立的 Tier1 配对数量很少,它们在同一处理水平的个体之间也协同变化,是更接近直接关联的候选。
需要进一步验证的假设
Tier1 配对中的基因可能参与该代谢物的合成、转化或转运,也可能与之受同一上游信号调控。需要结合 KEGG 已知反应(“已知反应配对”页)筛选有生化依据的配对,再用基因表达干预(过表达、敲除)和代谢物测定验证。
9 局限性
相关只说明共变,不说明因果或直接调控。r_all 混合了组间和组内两种来源,Tier2 配对很可能只是“都随处理或水平变化”。组内相关的自由度只有约 19,检验功效低,Tier1 少不代表没有真实关系。检验了约 3 千万对,即使 FDR 控制在 5%,假阳性的绝对数也不小。Pearson 对离群值敏感。
参考文献
- Benjamini Y, Hochberg Y. Controlling the false discovery rate: a practical and powerful approach to multiple testing. Journal of the Royal Statistical Society Series B, 1995, 57(1): 289–300.
- Cavill R, Jennen D, Kleinjans J, Briedé JJ. Transcriptomic and metabolomic data integration. Briefings in Bioinformatics, 2016, 17(5): 891–901.