熱圖是使用顏色來展示數值矩陣的圖形。通常還會結合行、列的聚類分析，以表達實驗數據多方面的結果。
熱圖在生物學領域應用廣泛，尤其在高通量測序的結果展示中很流行，如樣品-基因表達，樣品-OTU相對豐度矩陣非常適合采用熱圖呈現。
熱圖優點
因為人讀數字需要思考和比較，而對顏色識別能力非常強，采用顏色的深淺代替數據表是非常高效的呈現方式，也便於從中挖掘規律。
熱圖在非常小的區域展示了大量的基因表達/細菌豐度數據，即可以快速比較組間的變化，同時還可以顯示組內每個樣品的的豐度，以及組內各樣品間的重復情況。
熱圖數據的轉換
如果使用原始相對豐度或表達值，范圍通常為0-100或
0-1000000，而大部分的OTU或基因較低，做出的圖會使絕大數據的數量顏色處於低豐度區，很難發現規律；因此需要數據變換，常用的方法有兩類：
1. log2(x+1) x為豐度或表達值
為什么要原始值+1，是為了保證結果仍為正值，因為2的0次方為1；
為什么要使用log變換，以log2為例，
0-1000的表達范圍，經變化為0-10的范圍，顏色梯度范圍更容易使人與數值建立對應關系。
為什么常用log2對數變化，因為篩選差異的標准通常為兩倍，log2對數變化后，每相差1的兩個值都有兩倍差異，選擇目標很方便；有時也會根據具體情況，選擇ln， log10等轉換方式；
2.
Z-score標准化：
標准分數（standard score）也叫z分數（z-score）,是一個分數與平均數的差再除以標准差的過程。用公式表示為：z=(x-μ)/σ。其中x為某一具體分數，μ為平均數，σ為標准差。此種方法可以使有差異且穩定變化的兩組明顯區分為不同的顏色，但卻丟失了原始相對豐度、差異倍數的信息。但由於結果比較美觀，規律明顯，使用較多。
常用熱圖繪制工具
最常用的是R語言的包，如heatmap和pheatmap等。
此外Excel, matlab也可以。
不想學語言的可以使用一些專門繪制工具，如
HEMI，個人用過，繪圖和聚類都很方便，但偶爾會崩潰，不知現在作者更新沒有
看圖實戰(Result)
示例1. OTU相對豐度 - 樣品
2017新出爐的Nature文章，Jeffery Dangl組作品。這篇文章分析擬南芥細菌組在低磷條件下參與磷吸收，有規律發現，有實驗驗證，絕對前沿的微生物組研究，正文每一個組圖都相當於10分文章的工作量，專業而細致，推薦閱讀
圖2有7個子圖，信息量非常大，我只說其中的e圖
圖2.e 重組菌體系在不同樣品中各菌的相對豐度。
1. 圖中元素解釋
- X軸標簽isolate上面的名稱為實驗用菌的編號；本實驗為人工重組微生物組體系，標簽為作者定義的菌編號。自然微生物組鑒定體系一般會聚類為OTU-1/2/3…樣式編號；
- 右側Y軸標簽為實驗組的名稱，共分兩列：第一列為材料基因型名稱，如Col-0, phf1等；第二列為條件，本實驗中為磷濃度；兩者組合為一個實驗組，每個實驗組每組均為6次生物學重復，其中接種起始混合液Inoculum有4次重復；
- 左側顏色圖例Abundance(%)，來表示圖中顏色的深淺所對應的數值范圍，即白色為0，由淺到深連續變化范圍，其中刻度對應的顏色豐度為0.01%， 0.14%和2.71%，至最深紅棕色；
- 主圖區中深淺的色塊，代表每組樣品每個菌相對豐度的值。
2. 圖表結果：展示人工重組菌(起始接種Inoculum濃度相近)在不同實驗組中發展成細菌群落后的相對豐度，發現突變體中一些菌的相對豐度發生變化；
3. 經驗和技巧：一般OTU或菌的豐度間重復不是很好，尤其是自然樣品豐度差異大，需要經過對數變換或做Z-score標准化；而本實驗是重組體系，起始菌濃度相當，比較適合原始值直接繪制熱圖；此外，在擴增子研究中，實驗個體間波動很大，一般熱圖呈現規律不明顯，如上圖，所以低水平文章很少用，一般只有頂級雜志敢用，尊重事實，尊重個體差異，相信統計上的差異。下面一篇文章也是如此
示例2. 熱圖+樣品聚類展示菌相對豐度(log2%)
這篇文章也是Dangl組的，是最早植物人工重組菌群的文章，研究了植物水楊酸對微生物組的影響，開山之作值得閱讀
圖2C. 熱圖展示豐度顯著差異的菌在所有樣品中的相對豐度(相對豐度百分數%經log2對數變換)
1. 圖中元素解讀
- 左側聚類圖為所有樣品聚類的結果，左上角的圖例代表三大類樣品，紫、灰和綠它們分別代表接種菌、土壤和根樣品，顏色標簽在熱圖中第一列，用以區分樣品組；
- 右側為圖的主圖區，展示左側樣品中對應篩選的14個差異豐度菌的相對豐度值，豐度值百分比采用log2轉換來縮小數據范圍，並按從小到大對應的顏色梯度為藍、白、紅，即越紅越高，越藍越低。對應的圖例為下方左上角的Color Key;
- 右側正文區上方紅上或藍下箭頭，代表這些菌的表達樣式，為上調或下調，對應的圖例為下方圖例區的左下方(EC-enriched/depleted)；
- 右側正文區下方菌的標簽上還有顏色，對應最下面圖例區的菌門信息；同時菌還繼續分為兩類，穩定定殖者(Robust Colonizers)和偶然或非定殖者(Sporadic or Non-Colonizers)。
2. 圖表結果：圖中展示了人工重組的菌在接種后，也可以形成豐度各異的微生物群體，並與自然條件下很多樣式保持一致。
4. 圖表結論或規律：受水楊酸調控差異表達的菌，可以在人工重組實驗中得到驗證。
5. 圖片優點：配色采用紅白藍，比較嚴肅；圖中添加了聚類信息、分組信息和菌分類為信息，極大的增加了圖片的信息和可讀性。有些熱圖信息量大，標簽太小或根本無標簽導致理解困難，此圖的做法值得學習。