用python包networkx繪制基因調控網絡

最近需要繪制基因調控網絡，選擇了python語言中比較popular的networkx包，先上目前結果圖：

節點是基因或者其他實體，邊代表調控關系，黑色的邊代表抑制，紅色的邊代表激活，紅色的節點代表自我激活，黑色的節點代表自我抑制。

繪制的關鍵點：邊可以有不同的顏色，指向符號可以修改，可以繪制出自循環的邊(self-loop)

本來抑制的邊用截止符號-[更好，但是發現有時候看不清是來自哪條邊的，所以就都改成箭頭了，用顏色來區別關系；然后花了n久來找怎么繪制自循環的邊，發現networkx的draw相關的方法 (基於matplotlib) 並不能顯示（雖然我定義了節點n到節點n的邊，但是結果不顯示），查了一大堆發現確實是不支持的，好像說難實現還是咋回事...目前我已知的解決辦法就是用另外一個繪圖包graphviz，如該鏈接問題：https://stackoverflow.com/questions/49340520/matplotlib-and-networkx-drawing-a-self-loop-node

（networkx的繪圖包）

我試了一下，確實可以，但效果沒有之前好，所以決定換一種思路，用顏色代表自循環吧，用graphviz結果如下：

 目前結果的代碼如下：

import networkx as nx
import matplotlib.pyplot as plt

with open('grn_sample.txt', 'r', encoding='UTF-8') as fread:
    cont = fread.readlines()
    contLines = []
    genes = set()
    G = nx.MultiDiGraph()
    pEdges = []
    nEdges = []
    for line in cont:
        tmp = line.strip().split(' ')
        genes.add(tmp[0])
        genes.add(tmp[1])
        contLines.append(tmp)
    genes = list(genes)
    selfActGenes=set()
    selfInhGenes=set()
    G.add_nodes_from(genes)
    for edge in contLines:
        row = genes.index(edge[0])
        col = genes.index(edge[1])
        if edge[2] == '+':
            pEdges.append((edge[0], edge[1]))
            if row==col:
                selfActGenes.add(edge[0])
        elif edge[2] == '-':
            nEdges.append((edge[0], edge[1]))
            if row==col:
                selfInhGenes.add(edge[0])
        else:
            print('Unsupported regulatory relationship.')
    selfActGenes=list(selfActGenes)
    selfInhGenes=list(selfInhGenes)
    # show grn by network visualization
    G.add_edges_from(pEdges)
    G.add_edges_from(nEdges)
    pos=nx.spring_layout(G) # 很重要!
    nx.draw_networkx_nodes(G,pos,node_color='lightblue') # initial colors for all nodes
    nx.draw_networkx_nodes(G, pos, nodelist=selfActGenes, node_color='red') # self-active nodes with red colors
    nx.draw_networkx_nodes(G, pos, nodelist=selfInhGenes, node_color='black') # self-inhibited nodes with black colors
    nx.draw_networkx_labels(G,pos)
    nx.draw_networkx_edges(G,pos,edgelist=pEdges,edge_color='red',connectionstyle='arc3,rad=0.2',arrowsize=18)
    nx.draw_networkx_edges(G, pos, edgelist=nEdges, edge_color='black',arrows=True,connectionstyle='arc3,rad=0.2',arrowsize=18)
    plt.show()

讀入文件如下（僅僅定義邊）：

如果你需要使用截止符號，只需要在draw邊的函數中定義參數arrowstyle，具體可以看官方文檔，非常清晰: https://networkx.github.io/documentation/stable/reference/generated/networkx.drawing.nx_pylab.draw_networkx_edges.html

 

P.S. 對了，這次根據所需效果查詢發現了直接看查詢結果中圖片結果的好處，可以通過圖片直觀的找到你要的效果所在的網頁，節省很多時間。