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基于Ubuntu 22.04的单细胞分析Docker镜像,集成Seurat、Scanpy等多种工具及多种轻量化版本,支持Jupyter和RStudio,便于高效可重复的单细胞数据分析。
8 收藏0 次下载activernakato镜像

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ShortCake🍰

镜像概述

ShortCake是一个基于Ubuntu 22.04的单细胞分析Docker镜像,是rnakato/singlecell_jupyter的更新版本。该镜像集成了大量单细胞数据分析工具,提供多种轻量化版本以适应不同需求,支持Jupyter Notebook和RStudio,旨在实现高效、可重复的单细胞数据分析流程。

核心功能与特性

包含工具(v3.4.0)

工具按功能分类如下(因未解决错误无法安装的工具已标注删除线):

  • 分析流程:Seurat(及Seurat wrappers)、scater、scran、Scanpy、scvi-tools(原scVI)、Pagoda2、kallisto-bustools、SCAFE、rapids_singlecell
  • 质量控制:DropletQC
  • 双细胞检测:Scrublet、DoubletFinder
  • 批次校正与数据整合:Harmony、scmap、scBio、SingleCellNet、scib、scanorama、kBET
  • 聚类分析:SC3、metacell、SCCAF、Constclust、bigSCale2、scTriangulate、miloR、GEDI
  • 细胞类型注释:RCA、garnett、scCatch、SingleR、CellTypist、ikarus
  • 轨迹(伪时间)分析:Monocle3、slingshot、Palantir、PHATE、FROWMAP
  • RNA velocity:velocyto、scVelo、CellRank、Dynamo、MultiVelo、UniTVelo
  • 轨迹对齐:cellAlign、Genes2Genes
  • 空间转录组:***、BANKSY、Squidpy、singleCellHaystack
  • 细胞周期预测:tricycle
  • 基因网络:WGCNA、SCENIC(pySCENIC)、SCENIC+、CellOracle、EEISP
  • 细胞间相互作用:CellPhoneDB、SingleCellSignalR、scTensor、cell2cell、CellChat、Scriabin
  • 数据插补:MAGIC、SAVER、scImpute、SCRABBLE、RECODE
  • 多模态分析:LIGER、scAI、MOFA2、scMoMaT、Mowgli、MARIO、SATURN、Moscot、SCOT、DIRECT-NET
  • 可视化:ComplexHeatmap、scplotter、Sleepwalk
  • ** bulk 解卷积**:SCDC、MuSiC、BayesPrism、InstaPrism、AutoGeneS、scranPY
  • 基因扰动预测:GEARS
  • 模拟工具:Splatter、dyngen、scGen、scReadSim、scDesign3
  • scATAC-seq:Cicero、chromVAR、ArchR、Signac、cisTopic、EpiScanpy、SCENT
  • 免疫受体分析:scRepertoire
  • 其他:SignatuR、decoupler

数据库

  • 基因组:BSgenome.Hsapiens.UCSC.hg19/38、BSgenome.Mmusculus.UCSC.mm10、BSgenome.Scerevisiae.UCSC.sacCer3、BSgenome.Dmelanogaster.UCSC.dm6
  • 基因:EnsDb.Hsapiens.v75/79/86、EnsDb.Mmusculus.v79
  • motif:JASPAR2016/2018/2020/2022/2024
  • SeuratData:ifnb_3.1.0、panc8_3.0.2、pbmcsca_3.0.0等14个数据集

轻量化版本(Flavors)

由于完整镜像体积较大(约100GB),v3版本起提供多种轻量化版本:

版本名特点
shortcake_seurat仅包含Seurat及相关包
shortcake_r在shortcake_seurat基础上增加R包,支持Jupyter但不含Python工具
shortcake_light在shortcake_r基础上增加shortcake_default环境,包含Seurat、Scanpy等核心工具,满足多数用户需求
shortcake在shortcake_light基础上增加几乎所有Python虚拟环境(不含scVI和rapids_singlecell)
shortcake_scvi在shortcake_light基础上增加scVI环境
shortcake_rapidsc在shortcake_light基础上增加rapids_singlecell环境
shortcake_full包含所有工具的完整镜像

示例:运行shortcake_light v3.4.0

bash
docker run --rm -p 8888:8888 -it rnakato/shortcake_light:3.4.0 jupyternotebook.sh

使用场景与适用范围

适用于单细胞数据分析全流程,包括:

  • 原始数据质量控制与预处理
  • 细胞分群、注释与谱系推断
  • 空间转录组与多模态数据整合
  • 批量测序数据解卷积与模拟
  • 基因调控网络与细胞互作分析
  • 高效可重复的工作流构建

使用方法

1. 获取镜像

Docker

bash
# 拉取镜像(指定版本,如3.4.0)
docker pull rnakato/shortcake:<version>
# 或拉取特定轻量化版本
docker pull rnakato/shortcake_light:3.4.0

Singularity/Apptainer

bash
# 构建镜像(Singularity)
singularity build -F shortcake.sif docker://rnakato/shortcake
# 或(Apptainer)
apptainer build -F shortcake.sif docker://rnakato/shortcake
# 也可从Dropbox下载预构建镜像:[***]

2. 运行容器

Docker

bash
# 交互式登录容器
docker run [--gpus all] --rm -it rnakato/shortcake /bin/bash

# 启动Jupyter Notebook(挂载本地目录到/work/mnt)
docker run [--gpus all] --rm -p 8888:8888 -v /本地目录:/work/mnt rnakato/shortcake jupyternotebook.sh
  • --gpus all:使用GPU时添加(如scvi-tools)
  • -p 8888:8888:映射容器端口到主机,用于访问Jupyter
  • -v:挂载本地目录,便于数据读写

Singularity/Apptainer

bash
# 启动Jupyter Notebook
singularity exec [--nv] shortcake.sif jupyternotebook.sh

# 启动RStudio Server(指定端口,如8787)
singularity exec [--nv] shortcake.sif rserver.sh 8787

# 直接运行R
singularity exec [--nv] shortcake.sif R
  • --nv:使用GPU时添加

3. 使用环境

Python虚拟环境

通过micromamba管理多个Python环境,避免版本冲突:

bash
# 查看环境列表
micromamba env list
# 示例输出(部分环境):
#   base                          *       /opt/micromamba
#   shortcake_default                    /opt/micromamba/envs/shortcake_default
#   cellphonedb                         /opt/micromamba/envs/cellphonedb

shortcake_default为默认环境,包含scanpy、scvelo等核心工具。

Jupyter Notebook

启动后通过浏览器访问http://localhost:888,选择对应kernel(如shortcake_defaultR)即可使用相应环境工具。

RStudio Server

启动后访问http://localhost:<port>(如8787),默认用户名/密码:rstudio/rstudio

命令行工具

部分工具提供命令行接口,如velocyto:

bash
# 生成loom文件(Singularity示例)
singularity exec shortcake.sif velocyto run10x -m repeat_msk.gtf <10X数据目录> <gtf文件>

# 激活指定环境(如celloracle)
singularity exec shortcake.sif run_env.sh celloracle python -c "import celloracle"

4. 从Dockerfile构建镜像

bash
# 克隆仓库
git clone [***]
cd ShortCake

# 配置GitHub token(用于安装GitHub包)
# 1. 获取token:[***]
# 2. 创建Docker_R/.env和Docker_Python/.env,内容:GITHUB_PAT=<your_token>

# 构建R基础镜像
cd Docker_R/SeuratData && sh wget.sh  # 下载SeuratData数据集
cd .. && docker-compose -f docker-compose.yml build  # 构建shortcake_seurat和shortcake_r

# 构建Python相关版本
cd ../Docker_Python && docker-compose -f docker-compose.yml build light  # 构建shortcake_light

引用

使用时请引用:
Nakato R, Nagai LAE. ShortCake: An integrated platform for efficient and reproducible single-cell analysis, Bioinformatics, 2025. DOI: 10.1093/bioinformatics/btaf559

更新日志

详见:[***]

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oldzhang

运维工程师

Linux服务器

5

"Docker加速体验非常流畅,大镜像也能快速完成下载。"