系统发生树

构建系统发生树的意义

  • 对于一个未知的基因或蛋白质序列,确定其亲缘关系最近的物种。
  • 预测一个新发现的基因或蛋白质功能。
  • 有助于预测一个分子功能的走势。
  • 追溯一个基因的起源

什么是系统发生树


现有生物都在叶节点上


各种各样的系统发生树

系统发生树的特性

  • 对于系统发生树来说,根的位置是主观的


  • 做有根树,需要指定外类群
    因为我们知道外类群和现有的研究对象一定不是一个物种,因此分叉出来的那个节点,就一定是根。


分子树与物种树的差别

构建系统发生树

按速度来看:基于距离的方法> 最大简约法> 最大似然法> 贝叶斯推断法
但相应来看,速度越快,其准确度也越低。

序列的选择


看DNA 序列一致度是否大于70 %。

构建系统发生树的软件

UPGMA 法

  • 树上枝条的长短,直接反映了它们与共同祖先的距离。

使用mega 构建系统发生树

  • 通过mega 官网,就可以直接下载这款软件了。(我使用的是mac 的图形化版本)

  • 首先我们需要准备一份fasta 格式的文件,里面包含了需要进行比对的序列的全部信息。

  • 导入序列后,选择align 就可以进行比对。

  • 进入后再在alignment 的操作栏中选定align by clustalW,就可以使用该方法进行多序列比对了。

  • 将比对后的比对文件导出为MEGA format

  • 将新的比对文件使用mega 打开(可以直接拖拽至窗口)


其中 TA 选项可以将相同的比对转换为-,不同的再特别标记出来。
C 标记保守序列,V 标记不保守序列。


还可以为它们进行分组。
一般这里会将树名简短一些,方便后期显示。

  • 使用phylogeny 进行建树,使用默认参数即可。


test of phylogeny:建树的检验方法,默认不进行检验。
我们可以修改为Bootstrap method,通常为100的倍数,设定500
通过该检验方法得到的系统发生树的每个节点都会标记一个数字,它代表了指定次数次所得到的系统发生树都百分之多少都有该节点,一般70%才可信。

Substitutions Model:选择计算遗传距离时使用的计算模型。理论上应该选择各种模型,根据各组结果,进行选定。但一般实际操作直接选用p-distance

Gaps/Missing Data Treatment:大多数建树方法会要求删除有空位的链。根据统计方法,比如N-J方法, 选择partial deletion即可,删除程度定位50%即可。

  • 选择compute

  • 一共有两个树


  • 树中节点的数字表示,经过步长检验,有多少树包含该节点。


  • 原始树为步长检验的五百颗树中的一个。未经过合并,因此树的长短可以精确代表遗传距离

  • 此外还可以设定发生树的图形,可以转变树枝或者选择自定义的树干。

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