【课程】R语言入门与高通量测序数据实战处理

导语：

上海唯那生物专门针对于高通量测序数据统计和各类绘图开发的实用型R语言课程，既有理论讲解，又有脚本和案例用于实操训练，学习起来容易上手且能够知其然知其所以然，举一反三解决实际问题。

课程简介：

本套课程是由上海唯那生物技术团队结合多年的项目分析实战经验，经过大量的用户需求调研，专注于高通量测序数据处理和绘图实战而综合开发的大型R语言课程，本套课程具有五大显著特点：

（1）实用性强：课程精选的每个专题都是科研客户的热门需求；

（2）实战性强：每个专题，都有完整、专门的脚步和案例数据，在Windows系统、Mac系统、Linux系统，均可学习和操作；

（3）可移植性强：把案例数据替换成自己的实际项目数据，使用课程附带的脚本就可以运行获得结果；

（4）体系更系统：课程包含软件、软件包的各种安装方法，脚本的写作规则，数据统计方法和各类典型绘图方法，循序渐进，基本包括了处理高通量测序数据的主要分析模块，逻辑严谨且体系完善，更容易综合掌握R语言；

（5）上手更容易：课程既适合于零基础的入门学习者，也适合于具有一定基础的初级使用者，课程中结合着一个个的具体案例，拆解了R语言使用的各个重要知识点，并对结果做了解读分析，同时分享了很多经验，学习起来更友好，可以举一反三用于实践。

课程适用于：

（1）开展菌群16S rDNA、ITS、宏基因组测序研究和分析的科研工作者；

（2）开展转录组学分析的科研工作者；

（3）开展基因组学统计和绘图分析的科研工作者；

（4）需要使用R语言快速进行实战研究的零基础学习者；

（5）具有一定R语言基础，需要系统学习和技能提升的入门使用者。

课程包含：4个章节共计29节课

（1）R语言环境的安装配置和常规操作（第一章节）；

（2）如何使用R语言进行数据过滤和统计分析（第二章节）；

（3）R语言绘图方法，案例介绍和脚本分享（第三和第四章节）。

课程内容大纲：

第一章：R语言的安装与快速上手

课时1.1：R语言入门导言

（1）课程目标、面向的人群和课程解决的主要问题

（2）课程学习和脚本使用指南

（3）唯那生物团队提供的免费无忧售后服务

课时1.2：R、Rstudio与R包的安装与简单使用

（1）R、Rstudio与R包的关系

（2）R、Rstudio与R包的安装方法

（3）如何获得帮助信息

（4）国内镜像的设置

（5）R包的更新与卸载

课时1.3：R语言编程入门实战

（1）变量的定义和赋值

（2）基本数据类型与常用操作（向量，矩阵，数据框，列表）

（3）数据的读取和导出

课时1.4 R语言编程中的循环与判断方法实操

（1）R语言编程中常用循环方式和实操

（2）R语言编程中各类判断方法和实操

第二章：R语言的数据处理与统计分析

课时2.1：R语言中的基本数据计算与数据清洗

（1）数据（*.csv）的读取和导出

（2）数据框基本操作：缺失值替换、数据过滤、行列信息提取与替换、均值/总和/标准差等常用统计量的计算

课时2.2：高级数据清洗：使用tidyverse包实现数据清洗

（1）tidyverse包的安装和加载

（2）宽表格和长表格相互转换

（3）数据清洗函数：新列的添加、行筛选、排序、选择指定列

（4）数据框合并：左连接、内连接、反连接、半连接

（5）实战案例：数据的分组汇总（以微生物菌群不同层级物种丰度信息统计为例）

课时2.3：使用R语言实现各类差异分析

（1）使用rstatix包中函数进行T检验、Wilcox检验和ANOVA检验

（2）实战：使用DESeq2包进行基因表达差异检验与统计

课时2.4：使用R语言进行相关性分析

（1）相关性分析的生物学意义与应用场景

（2）实战：组内样本间相关性分析

（3）实战：组间样本相关性分析（以宏基因组数据物种与代谢通路相关性分析为例）

第三章：ggplot2包及扩展包使用和各类绘图实战

课时3.1：ggplot2的安装与功能

（1）ggplot2的安装和功能

（2）ggplot2的语法规则

（3）ggplot2的使用方法

课时3.2：柱状图之常规柱状图和分组柱状图绘制

（1）工作目录设置和文件读取

（2）列名修改和替换

（3）数据升序/降序处理

（4）geom_bar()函数绘制柱状图使用规则

（5）柱状图添加文本标签和轴标签方法

（6）实战绘图：一键化绘制多样本柱状图和分组柱状图

课时3.3：柱状图之组间差异检验柱状图绘制

（1）组间差异检验常用方法

（2）实战：使用ggbarplot函数绘制柱状图

（3）实战：柱状图添加差异检验结果

（4）绘图结果导出方法

课时3.4：柱状图之堆积柱状图和簇状柱状图绘制

（1）堆积柱状图和簇状柱状图的类型、使用场景

（2）实战：堆积柱状图和百分比堆积柱状图绘制

（3）实战：簇状柱状图绘制

（4）扩展：如何将差异检验结果添加到簇状柱状图中

课时3.5：箱线图绘制实战

（1）箱线图的结构特点和源数据文件整理方法

（2）箱线图的绘制和参数设置

（3）实战：使用脚本一键化绘制箱线图

课时3.6：小提琴图绘制实战

（1）小提琴图的结构特点和源数据文件整理方法

（2）小提琴图的绘制和参数设置

（3）实战：使用脚本一键化绘制小提琴图

课时3.7：常规型散点图绘制

（1）散点图的结构特点和源数据格式要求

（2）散点图参数设置：拟合曲线添加和相关性分析

（3）实战：使用脚本一键化绘制散点图

课时3.8：散点图之火山图绘制实战

（1）火山图的结构特点和源数据格式要求

（2）火山图绘制的各类参数设置

（3）实战：使用脚本一键化绘制火山图

（4）火山图结果生物学意义的解读

课时3.9：散点图之PCA图绘制实战

（1）PCA图的结构特点和源数据准备方法

（2）PCA图绘制的R包和参数设置

（3）实战：使用脚本一键化绘制PCA图

（4）PCA结果图生物学意义的解读

课时3.10：折线图绘制实战

（1）折线图的结构特点和源数据格式要求

（2）实战：折线图绘制和各类参数设置

（3）实战：折线图中添加面积图和堆积面积图绘制

（4）实战：折线图绘图中添加误差棒；

（5）折线图绘图脚本使用与修改建议

课时3.11：常规饼图和环形饼图绘制实战

（1）饼图的结构特点和源数据准备方法

（2）常规饼图和环形饼图的绘制方法和参数设置

（3）实战：使用脚本绘制饼图

课时3.12：拼图绘制实战

（1）拼图的类型和使用场景

（2）实战：使用patchwork包拼图

（3）扩展：拼图后图片标记添加和主题设置

（4）拼图结果的导出方法

第四章：热门绘图R包的使用和各类绘图实战

课时4.1：Venn图之各类常规Venn图绘制实战

（1）Venn图的结构特点和结果解读

（2）Venn图源数据准备和格式转换

（3）实战：使用脚本绘制Venn图

（4）扩展：脚本参数的修改建议

课时4.2：Venn图之大样本量花瓣图绘制实战

（1）花瓣图的应用场景和结果解读

（2）花瓣图源数据准备和格式转换

（3）实战：使用脚本绘制花瓣图

（4）扩展：脚本参数的修改建议

课时4.3：Upset图（集合图）绘制实战

（1）Upset图的结构样式和应用场景

（2）Upset图绘制源数据文件整理与格式规范

（3）实战：使用脚本绘制Upset图

（4）Upset图结果解读

课时4.4：Heatmap图之常规图绘制实战

（1）热图的应用场景和结果解读

（2）常规热图绘制源数据文件整理与格式规范

（3）常规热图绘制的R包使用方法

（4）实战：使用脚本绘制热图绘图

课时4.5：组内各个样本相关性Heatmap图绘制实战

（1）组内相关性热图的应用场景和结果解读

（2）组内相关性热图绘制源数据文件整理与格式规范

（3）组内相关性热图绘制的R包使用方法、脚本参数的必要性调整

（4）实战：使用脚本绘制组内相关性热图

课时4.6：组间相关性Heatmap图绘制实战

（1）组间相关性热图的应用场景和结果解读

（2）组间相关性热图绘制源数据文件整理与格式规范

（3）实战：使用脚本绘制组间相关性热图

课时4.7：Circos弦图绘制：以微生物菌群物种与样本对应关系为例

（1）弦图的应用场景和结果解读

（2）弦图绘制源数据文件整理与格式规范

（3）弦图绘制的R包和使用方法

（4）实战：使用脚本绘制微生物物种与样本关系的弦图

课时4.8：Circos弦图绘制：以转录组GO功能与对应基因关系

（1）GO功能注释弦图的应用场景和结果解读

（2）GO功能注释弦图绘制源数据文件准备

（3）GO功能注释弦图绘制方法和脚本参数的必要性调整

（4）实战：使用脚本绘制GO功能注释弦图

课时4.9：华夫饼图绘制实战

（1）华夫饼图的应用场景和结果解读

（2）华夫饼图绘制源数据文件整理与格式规范

（3）华夫饼图绘制R包和使用方法

（4）实战：使用脚本绘制华夫饼图