如何構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù).doc

如何構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)Bioinformatics 2009-11-03 10:45 閱讀159 評(píng)論0 字號(hào)： 大 中 小小(2009-06-11 22:44:13)標(biāo)簽：系統(tǒng)發(fā)育樹(shù) 構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù) 分子生物學(xué) 發(fā)育分析 it 轉(zhuǎn)自 丁香園構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)需要注意的幾個(gè)問(wèn)題 1 相似與同源的區(qū)別：只有當(dāng)序列是從一個(gè)祖先進(jìn)化分歧而來(lái)時(shí)，它們才是同源的。2 序列和片段可能會(huì)彼此相似，但是有些相似卻不是因?yàn)檫M(jìn)化關(guān)系或者生物學(xué)功能相近的緣故，序列組成特異或者含有片段重復(fù)也許是最明顯的例子；再就是非特異性序列相似。3 系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)法：物種間的相似性和差異性可以被用來(lái)推斷進(jìn)化關(guān)系。4 自然界中的分類(lèi)系統(tǒng)是武斷的，也就是說(shuō)，沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的差異衡量方法來(lái)定義種、屬、科或者目。5 枝長(zhǎng)可以用來(lái)表示類(lèi)間的真實(shí)進(jìn)化距離。6 重要的是理解系統(tǒng)發(fā)育分析中的計(jì)算能力的限制。任何構(gòu)樹(shù)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕旧暇褪菑脑S多不正確的樹(shù)中挑選正確的樹(shù)。7 沒(méi)有一種方法能夠保證一棵系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)一定代表了真實(shí)進(jìn)化途徑。然而，有些方法可以檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)檢測(cè)的可靠性。第一，如果用不同方法構(gòu)建樹(shù)能得到同樣的結(jié)果，這可以很好的證明該樹(shù)是可信的；第二，數(shù)據(jù)可以被重新取樣，來(lái)檢測(cè)他們統(tǒng)計(jì)上的重要性。分子進(jìn)化研究的基本方法對(duì)于進(jìn)化研究，主要通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程有助于通過(guò)物種間隱含的種系關(guān)系揭示進(jìn)化動(dòng)力的實(shí)質(zhì)。 表型的(phenetic)和遺傳的(cladistic)數(shù)據(jù)有著明顯差異。Sneath和Sokal(1973)將表型性關(guān)系定義為根據(jù)物體一組表型性狀所獲得的相似性，而遺傳性關(guān)系含有祖先的信息，因而可用于研究進(jìn)化的途徑。這兩種關(guān)系可用于系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)(phylogenetictree)或樹(shù)狀圖(dendrogram)來(lái)表示。表型分枝圖(phenogram)和進(jìn)化分枝圖(cladogram)兩個(gè)術(shù)語(yǔ)已用于表示分別根據(jù)表型性的和遺傳性的關(guān)系所建立的關(guān)系樹(shù)。進(jìn)化分枝圖可以顯示事件或類(lèi)群間的進(jìn)化時(shí)間，而表型分枝圖則不需要時(shí)間概念。文獻(xiàn)中，更多地是使用“系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)”一詞來(lái)表示進(jìn)化的途徑，另外還有系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)、物種樹(shù)(speciestree)、基因樹(shù)等等一些相同或含義略有差異的名稱(chēng). 系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分有根(rooted)和無(wú)根(unrooted)樹(shù)。有根樹(shù)反映了樹(shù)上物種或基因的時(shí)間順序，而無(wú)根樹(shù)只反映分類(lèi)單元之間的距離而不涉及誰(shuí)是誰(shuí)的祖先問(wèn)題。用于構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)的數(shù)據(jù)有二種類(lèi)型：一種是特征數(shù)據(jù)(characterdata)，它提供了基因、個(gè)體、群體或物種的信息；二是距離數(shù)據(jù)(distancedata)或相似性數(shù)據(jù)(similaritydata)，它涉及的則是成對(duì)基因、個(gè)體、群體或物種的信息。距離數(shù)據(jù)可由特征數(shù)據(jù)計(jì)算獲得，但反過(guò)來(lái)則不行。這些數(shù)據(jù)可以矩陣的形式表達(dá)。距離矩陣(distancematrix)是在計(jì)算得到的距離數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上獲得的，距離的計(jì)算總體上是要依據(jù)一定的遺傳模型，并能夠表示出兩個(gè)分類(lèi)單位間的變化量。系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)的構(gòu)建質(zhì)量依賴(lài)于距離估算的準(zhǔn)確性。一 1) 打開(kāi)clustal X，載入上述序列，“l(fā)oad sequences”“output format options”：“CLASTAL FORMAT”;CLASTAL SEQUENCES NUMBERS:ON;ALIGNMENT PARAMETERS:“RESET NEW GAPS BEFOR ALIGNMENT”“MULTIPLE ALIGNMENT PARAMETERS”設(shè)置相關(guān)參數(shù)2) “DO COMPLETE ALIGNMENT”FILESAVE AS,掐頭去尾。3) 打開(kāi)MEGA 4,FILECONVERT TO MEGA FORMATESAVEFILEOPEN DATACONTAINING PROTAIN SEQUENCES? NO PHYLOGENYBOOTSTRAP TEST OF PHYLOGENYN J 設(shè)置相關(guān)參數(shù)。最后看到系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)二 這里要介紹的是Bioedit-Mega建樹(shù)法，簡(jiǎn)單實(shí)用，極易上手。1 將所測(cè)得的序列在NCBI上進(jìn)行比對(duì)，這個(gè)就不多講了。2 選取序列保存為text格式。3 運(yùn)行