文件:
飞哥感言:
从开始介绍plink做GWAS数据的质控,到构建模型,到定义协变量,已经灌了很多水,这篇是plink做GWAS的结尾,因为plink做GWAS只有两个模型可以用:GLM和logistic,前者分析数量性状,后者分析二分类性状。而现在GWAS更多使用LMM模型,这个模型plink没法做,以后几篇介绍GEMMA的操作方法。
1. 协变量文件整理
第一列为FID
第二列为ID
第三列以后为协变量(注意,只能是数字,不能是字符!)
这里协变量文件为:
[dengfei@ny 05_linear_pca_cov_factor]$ head cov.txt
1061 1061 F 3
1062 1062 M 3
1063 1063 F 3
1064 1064 F 3
1065 1065 F 3
1066 1066 F 3
1067 1067 F 3
1068 1068 M 3
1069 1069 M 3
1070 1070 M 3
- 这里,首先将F换为1,M换为2,将其转化为连续变量(数字)
- 然后,将世代变为虚拟变量
- 最后,将两个协变量整合到一起
sed 's/F/1/g' cov.txt >cov2.txt
sed -i 's/M/2/g' cov2.txt
2. 使用plink的dummy coding转化为虚拟变量
plink --file b --covar cov2.txt --write-covar --dummy-coding
结果生成:
plink.cov
3. 使用plink获得pca结果
plink --file b --pca 3
结果文件:
plink.eigenvec
4. 将pca结果和协变量结果合并
sed '1d' plink.cov >a.txt
head a.txt
awk '{print $3,$4,$5}' plink.eigenvec >pca.txt
head a.txt
wc -l pca.txt a.txt
paste a.txt pca.txt >pca_cov.txt
合并后的协变量:
5 进行协变量GWAS分析LM模型
代码:
plink --file b --pheno phe.txt --allow-no-sex --linear --covar pca_cov.txt --out re --hide-covar
日志:
PLINK v1.90b5.3 64-bit (21 Feb 2018) www.cog-genomics.org/plink/1.9/
(C) 2005-2018 Shaun Purcell, Christopher Chang GNU General Public License v3
Logging to re.log.
Options in effect:
--allow-no-sex
--covar pca_cov.txt
--file b
--linear
--out re
--pheno phe.txt
515199 MB RAM detected; reserving 257599 MB for main workspace.
.ped scan complete (for binary autoconversion).
Performing single-pass .bed write (10000 variants, 1500 people).
--file: re-temporary.bed + re-temporary.bim + re-temporary.fam written.
10000 variants loaded from .bim file.
1500 people (0 males, 0 females, 1500 ambiguous) loaded from .fam.
Ambiguous sex IDs written to re.nosex .
1500 phenotype values present after --pheno.
Using 1 thread (no multithreaded calculations invoked).
--covar: 6 covariates loaded.
Before main variant filters, 1500 founders and 0 nonfounders present.
Calculating allele frequencies... done.
10000 variants and 1500 people pass filters and QC.
Phenotype data is quantitative.
Writing linear model association results to re.assoc.linear ... done.
有日志可知,共有六个协变量加入了分析中。
结果文件:
re.assoc.linear
结果预览:
4. 使用R语言进行结果比较lm+factor+pca
library(data.table)
geno = fread("c.raw")
geno[1:10,1:10]
phe = fread("phe.txt")
plink = fread("pca_cov.txt",header=F,sep=" ")
head(plink)
dd = data.frame(phe = phe$V3,cov1 = plink$V3,cov2 = plink$V4,cov3=plink$V5,pca1 = plink$V6,pca2 = plink$V7,pca3 = plink$V8,geno[,7:20])
head(dd)
mod_M7 = lm(phe ~ cov1+cov2+cov3+pca1+pca2+pca3 + M7_1,data=dd);summary(mod_M7)
M7加上因子协变量结果:
结果完全一样。
5. 结论
plink中一般线性模型(LM),linear可以支持数值协变量,因子协变量(经过转化),pca等等,这些过程都可以通过R语言的lm函数复现结果。
6. 一般线性模型可以用plink做,那么混合线性模型怎么做?gemma!
gemma也可以做一般线性模型,也可以做混合线性模型。plink只可以做一般线性模型,gemma可以利用plink的数据格式做一般线性模型和混合线性模型,这就很厉害了。
遗憾:gemma只有linux版本,所以后面的分析在linux系统下。