Rで解析：箱ひげ図に有意差バーを付ける「ggsignif」パッケージ

公開日 2026-09-18

「ggplot2」パッケージで作ったプロットに、群と群をつなぐ有意差バーを重ねられるパッケージです。比べたい2群の名前をlistで渡すと、検定を実行して、結果を表す記号までプロットに載せます。バーの位置と載せる文字を自分で決めることもできます。「ggsignif」パッケージは「ggplot2」パッケージの上で動くため、あわせて読み込んでおく必要があります。箱ひげ図や棒グラフに検定結果を添えたいときに、扱いやすいのではないかと考えます。

パッケージバージョンは0.6.4。Windows 11 x64 (build 26200)のR version 4.6.1で確認しています。

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パッケージのインストール

下記コマンドを実行してください。

# パッケージのインストール
install.packages("ggsignif")

コマンド例

詳細はコメント、パッケージのヘルプを確認してください。

略語＝日本語の意味：
・aes：Aesthetic mappingの略で、データの列をプロットの見た目へ対応づける仕組み
・Brix：果汁や搾汁に溶けている糖の量を表す単位
・p値：検定で得られる確率で、小さいほど群の間の差が偶然では説明しにくい

有意差バーは、2つの群をつなぐ横棒と、その上に載せる記号の組み合わせです。アスタリスクの数はp値の小ささを表し、「***」が0.001未満、「**」が0.01未満、「*」が0.05未満という割り当てがよく使われます。

まず、例で共通して使うデータとプロットを作ります。京都市内で収穫した九条ねぎの糖度を、露地・トンネル・ハウスの3つの栽培方法ごとに30点ずつ集めた想定の架空データです。

# パッケージの読み込み
library("ggplot2")
library("ggsignif")

# 乱数を固定
set.seed(1204)

# 京都市内で収穫した九条ねぎの糖度を、栽培方法ごとにまとめたデータ
TestData <- data.frame(
  Field = rep(c("露地", "トンネル", "ハウス"), each = 30),
  Brix = c(
    round(rnorm(30, mean = 8.4, sd = 1.1), 1),
    round(rnorm(30, mean = 9.6, sd = 1.0), 1),
    round(rnorm(30, mean = 10.8, sd = 1.2), 1)
  )
)

# 栽培方法の並び順を固定
TestData$Field <- factor(TestData$Field, levels = c("露地", "トンネル", "ハウス"))

# 先頭3行を確認
head(TestData, 3)
  Field Brix
1  露地  8.3
2  露地  8.6
3  露地  9.0

# 有意差バーを重ねるもとになる箱ひげ図を作る
# バーが切れないように、上側の余白を広げる
BoxPlot <- ggplot(TestData, aes(x = Field, y = Brix)) +
  geom_boxplot(fill = "#a8d5a2") +
  labs(x = "栽培方法", y = "糖度（Brix）") +
  scale_y_continuous(expand = expansion(mult = c(0.05, 0.15)))

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検定結果を有意差バーで重ねる：geom_signifコマンド

comparisonsオプションに比べたい2群の名前を渡すと、testオプションで指定した検定を実行し、結果をバーとしてプロットに重ねます。

オプション	意味	初期値
mapping	aes()で作る見た目の対応づけ。inherit.aes = TRUEなら、プロット側の対応づけと合わせて使われる	NULL
data	この層で使うデータ。NULLならggplot()に渡したデータを引き継ぐ	NULL
stat	この層で使う統計処理の名前	“signif”
position	位置の調整方法	“identity”
na.rm	FALSEなら欠損値を警告付きで取り除く。TRUEなら警告を出さずに取り除く	FALSE
show.legend	この層を凡例に入れるか。NAなら見た目の対応づけがあるときだけ入れる	NA
inherit.aes	FALSEならプロット側の対応づけを引き継がず、この層の指定だけを使う	TRUE
comparisons	比べる2群を並べたベクトルのlist。群の名前か、x軸での位置を表す整数で指定する	NULL
test	2群に当てる検定の名前。t.test、wilcox.testなどを文字列で渡す	“wilcox.test”
test.args	検定に追加で渡すオプション	NULL
annotations	バーに載せる文字。指定するとtestオプションは使われない	NULL
map_signif_level	p値をそのまま載せるか、アスタリスクに置き換えるか。c(“*” = 0.001, “” = 0.01, “*” = 0.05)の形で割り当てを決めることもできる	FALSE
y_position	バーを置く高さ	NULL
xmin	バーの左端の位置	NULL
xmax	バーの右端の位置	NULL
margin_top	データの最大値からどれだけ上にバーを置くか。プロットの高さに対する割合で指定する	0.05
step_increase	比較を増やすときに、バーを何割ずつ上へずらすか	0
extend_line	バーの横線を縮める（負の値）か伸ばす（正の値）か	0
tip_length	バー両端の縦線の長さ。プロットの高さに対する割合で指定する	0.03
size	バーの線の太さ	0.5
textsize	文字の大きさ	3.88
family	文字に使うフォント	“”
vjust	バーに対して文字を上下に動かす量	0
parse	TRUEなら文字を数式として解釈して表示する	FALSE
manual	バーの位置をdata.frameで渡すときにTRUEにする。facetごとに違う文字を載せるときに使う	FALSE
orientation	層の向き。NAなら見た目の対応づけから自動で決まる。決まらないときは”x”か”y”を指定する	NA
…	layerに渡すその他のオプション。colour = “red”のように見た目を固定する指定もここに書く	なし

露地とハウスの2群だけを比べます。map_signif_levelをTRUEにすると、p値の代わりにアスタリスクが載ります。

# 2群を比べて有意差バーを重ねる:geom_signifコマンド
BoxPlot +
  geom_signif(
    # 比べる2群の組み合わせを指定:comparisonsオプション
    comparisons = list(c("露地", "ハウス")),
    # 当てる検定を指定:testオプション
    test = "t.test",
    # 結果をアスタリスクに置き換える:map_signif_levelオプション
    map_signif_level = TRUE,
    # バーの線の太さと文字の大きさ:size,textsizeオプション
    size = 0.8,
    textsize = 5,
    colour = "red"
  )

2群を比べて有意差バーを重ねる:geom_signifコマンド

comparisonsのlistを増やすと、複数の組み合わせをまとめて重ねられます。そのままではバーが同じ高さで重なるため、step_increaseオプションで段違いにずらします。

# 3つの組み合わせをまとめて重ねる:geom_signifコマンド
BoxPlot +
  geom_signif(
    comparisons = list(c("露地", "トンネル"), c("トンネル", "ハウス"), c("露地", "ハウス")),
    # 当てる検定を指定:testオプション
    test = "wilcox.test",
    # アスタリスクの割り当てを自分で決める:map_signif_levelオプション
    map_signif_level = c("***" = 0.001, "**" = 0.01, "*" = 0.05),
    # バーを段違いにずらす:step_increaseオプション
    step_increase = 0.12,
    # バー両端の縦線を短くする:tip_lengthオプション
    tip_length = 0.01,
    size = 0.8,
    textsize = 5,
    colour = "red"
  )

3つの組み合わせをまとめて重ねる:geom_signifコマンド

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位置と文字を自分で決める：stat_signifコマンド

検定を実行せず、自分で用意した文字をバーに載せるときに使います。annotationsオプションに文字を渡し、xmin・xmax・y_positionオプションでバーを置く位置を決めます。

オプション	意味	初期値
mapping	aes()で作る見た目の対応づけ。inherit.aes = TRUEなら、プロット側の対応づけと合わせて使われる	NULL
data	この層で使うデータ。NULLならggplot()に渡したデータを引き継ぐ	NULL
position	位置の調整方法	“identity”
na.rm	FALSEなら欠損値を警告付きで取り除く。TRUEなら警告を出さずに取り除く	FALSE
show.legend	この層を凡例に入れるか。NAなら見た目の対応づけがあるときだけ入れる	NA
inherit.aes	FALSEならプロット側の対応づけを引き継がず、この層の指定だけを使う	TRUE
comparisons	比べる2群を並べたベクトルのlist。群の名前か、x軸での位置を表す整数で指定する	NULL
test	2群に当てる検定の名前。t.test、wilcox.testなどを文字列で渡す	“wilcox.test”
test.args	検定に追加で渡すオプション	NULL
annotations	バーに載せる文字。指定するとtestオプションは使われない	NULL
map_signif_level	p値をそのまま載せるか、アスタリスクに置き換えるか。c(“*” = 0.001, “” = 0.01, “*” = 0.05)の形で割り当てを決めることもできる	FALSE
y_position	バーを置く高さ	NULL
xmin	バーの左端の位置	NULL
xmax	バーの右端の位置	NULL
margin_top	データの最大値からどれだけ上にバーを置くか。プロットの高さに対する割合で指定する	0.05
step_increase	比較を増やすときに、バーを何割ずつ上へずらすか	0
tip_length	バー両端の縦線の長さ。プロットの高さに対する割合で指定する	0.03
size	バーの線の太さ	0.5
textsize	文字の大きさ	3.88
family	文字に使うフォント	“”
vjust	バーに対して文字を上下に動かす量	0
parse	TRUEなら文字を数式として解釈して表示する	FALSE
manual	バーの位置をdata.frameで渡すときにTRUEにする。facetごとに違う文字を載せるときに使う	FALSE
orientation	層の向き。NAなら見た目の対応づけから自動で決まる。決まらないときは”x”か”y”を指定する	NA
…	layerに渡すその他のオプション。colour = “red”のように見た目を固定する指定もここに書く	なし

露地を基準にした糖度の差を計算し、その値をそのままバーに載せます。

# 露地を基準にした糖度の差を求める
MeanBrix <- tapply(TestData$Brix, TestData$Field, mean)
DiffText <- paste0("+", round(MeanBrix[-1] - MeanBrix[1], 2), " Brix")

# 求めた文字を確認
DiffText
[1] "+0.91 Brix" "+1.83 Brix"

# 検定を使わず、自分で決めた文字をバーに載せる:stat_signifコマンド
BoxPlot +
  stat_signif(
    # バーに載せる文字:annotationsオプション
    annotations = DiffText,
    # バーの左端と右端の位置:xmin,xmaxオプション
    xmin = c(1, 1),
    xmax = c(2, 3),
    # バーを置く高さ:y_positionオプション
    y_position = c(13.4, 14.6),
    size = 0.8,
    textsize = 4.5,
    colour = "red"
  )

検定を使わず、自分で決めた文字をバーに載せる:stat_signifコマンド