R pheatmap隐藏列名时自定义行名颜色报错原因及实现方法

Windows 10系统RStudio环境下，使用R语言pheatmap包绘制热图时，参考公开实现方案可在同时展示行名、列名的热图中完成行名选择性着色；但设置参数隐藏列名、仅对指定行名设置自定义颜色时，会触发如下报错：
Error in set.gpar(x$gp, grob = x) : argument must be a 'gpar' object

测试数据构造代码 #

构造测试用表达矩阵的代码如下：

library(pheatmap)
test = matrix(rnorm(200), 20, 10)
test[1:10, seq(1, 10, 2)] = test[1:10, seq(1, 10, 2)] + 3
test[11:20, seq(2, 10, 2)] = test[11:20, seq(2, 10, 2)] + 2
test[15:20, seq(2, 10, 2)] = test[15:20, seq(2, 10, 2)] + 4
colnames(test) = paste("Test", 1:10, sep = "")
rownames(test) = paste("Gene", 1:20, sep = "")

可正常运行的参考实现 #

同时显示行名、列名时，指定行名标红的着色代码可正常运行，代码如下：

library(grid)
library(gridExtra)
library(pheatmap)
hm <- pheatmap(test, silent = TRUE)
hm$gtable$grobs[[5]]$gp$col <- rep(c("black", "red"), each = 10)
leg <- legendGrob(c("Exp1", "Exp2"), nrow = 2, pch = 15, gp = gpar(fontsize = 10, col = c("black", "red")))
hm2 <- arrangeGrob(hm$gtable, leg, ncol = 2, widths = c(5,1))
grid.draw(hm2)

报错场景复现 #

设置show_colnames=FALSE参数隐藏列名，运行如下代码时会触发前述gpar对象报错：

# 注：原复现代码存在笔误，漏写了hm <- 变量赋值
hm <- pheatmap(test, show_colnames=FALSE, silent=TRUE)
hm$gtable$grobs[[5]]$gp$col <- rep(c("black", "red"), each = 10)
leg <- legendGrob(c("Exp1", "Exp2"), nrow = 2, pch = 15, gp = gpar(fontsize = 10, col = c("black", "red")))
hm2 <- arrangeGrob(hm$gtable, leg, ncol = 2, widths = c(5,1))
grid.draw(hm2)

1. 报错根本原因 #

• 参考代码硬编码了行名对应的图形对象（grob）索引为[[5]]，这个索引仅在同时显示行名、列名时成立：此时pheatmap生成的gtable组件排布顺序固定，行名文本刚好是第5个grob对象。
• 当设置show_colnames=FALSE隐藏列名后，pheatmap不会生成列名对应的grob，gtable内所有组件的索引整体前移，此时第5位的grob不再是行名文本，而是聚类树、热图主体这类没有文本颜色属性的组件，强行修改它的gp$col参数时，就会触发「传入参数不是合法gpar对象」的报错。
• 补充：复现代码第一行漏了hm <-赋值，直接调用pheatmap()不会把绘图结果存入hm变量，也会导致后续对象不存在的报错，但这不是gpar报错的核心诱因。

2. 隐藏列名时实现行名选择性着色的方案 #

核心思路是放弃硬编码grob索引，先遍历hm$gtable$grobs定位到真正对应行名的文本grob，再修改它的颜色属性即可，全程仅依赖pheatmap、grid、gridExtra包，不需要替换其他热图包。
可直接运行的代码如下：

library(grid)
library(gridExtra)
library(pheatmap)

# 绘制热图，设置隐藏列名
hm <- pheatmap(test, show_colnames = FALSE, silent = TRUE)

# 动态查找行名对应的grob：匹配text类型、标签与矩阵行名完全一致的对象
row_name_grob_idx <- which(sapply(hm$gtable$grobs, function(g){
  inherits(g, "text") && identical(g$label, rownames(test))
}))

# 给行名设置自定义颜色，示例为前10个行名黑色、后10个行名红色
hm$gtable$grobs[[row_name_grob_idx]]$gp$col <- rep(c("black", "red"), each = 10)

# 添加分类图例并输出图像
leg <- legendGrob(c("Exp1", "Exp2"), nrow = 2, pch = 15, gp = gpar(fontsize = 10, col = c("black", "red")))
hm2 <- arrangeGrob(hm$gtable, leg, ncol = 2, widths = c(5,1))
grid.draw(hm2)

该方案不受show_colnames、是否显示聚类树等参数影响，只要行名正常显示，就能准确定位到对应组件完成颜色修改。如果需要自定义其他行的颜色，只需要调整传给gp$col的颜色向量，保证长度、顺序和行名一一对应即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hypersphere