系统进化树的构建.ppt

实验三.系统发育分析软件的使用 分子系统发育分析 系统发育分析研究是研究物种进化和系统 分类的一种方法，研究对象为携带遗传信 息的生物大分子序列，采用特定的数理统 计算法来计算生物间的进化关系。并用系 统进化树，即一种类似树枝状得图形来概 括生物间的这种亲缘关系。 分子系统发育分析 系统发育进化树（ Phylogenetic tree) 用一种类似树状分支的图形来概括各种生物之间的亲缘关系。 系统进化树的主要构成： 结点（node)：每个结点表示一个分类单元（属、种群）。 进化分枝(Clade)： 是指由同一生物进化而来的单一系统群。 实体抽象为节点，实体间的进化关系抽象为连接 分子系统发育的核心为构建系统发育进化树 人 猩 猩 狒 狒 外 群 分支 长度根 进化支 结 点 系统进化树（1） 系统发育进化树示例 n进化拓扑结构： 进化树中不同枝的拓扑图形。 n 根：所有分类的共同祖先。 n 结点：表示一个分类单元。 n进化支：两种以上生物（DNA序 列）及其祖先组成的树枝。 n进化分支：进化关系的图形表示 n进化分支长度： 用数值表示的进化枝的变化程度 （遗传距离） n距离标尺： 生物体或序列之间差异的的 数字 尺度。 n 外群： 与分析序列相关的生物序列且具 有较远的亲缘关系 距离标尺 一个单位 结点 多序列比对（自动比对，手工校正） 选择建树方法 建立进化树 进化树评估 系统发育树重建分析步骤系统发育树重建分析步骤 1. 距离法 (distance） 适用序列有较高相似性时 2. 最大简约法 (maximum parsimony, MP) 适用序列有很高相似性时 3. 最大似然法 (maximum likelihood, ML) 可用于任何相关序列集合 1. 基于序列距离特征 2+3基于序列离散特征 计算速度： 距离法 最大简约法 最大似然法 系统发育树重建的基本方法系统发育树重建的基本方法 系统发育树重建分析过程系统发育树重建分析过程 直系同源序列 合理的外群 点阵法 动态规划法 字串法 系统发育树构建的相关软件系统发育树构建的相关软件 ClustalX （序列比对软件序列比对软件） Modeltest”打头的任意文字说明（习惯常用 “”作为起始），用于序列标记。从第二行开始为序列本身，只允许 使用既定的核苷酸或氨基酸编码符号。 构建我们自己的Fasta 文件 Fasta文件是直接可以从数 据库中下载得到的，但是 根据实际要求的不同，有 时候我们需要自己构建 Fasta文件。 如果您已近有了想用来构 建进化树的序列，您可以 如右图所示构建自己的文 件，文件的保存格式是： 文件名.txt 实例讲解 下面我们以版纳病毒为例，构建系统进化树。 首先我们要下载我们所需的序列。 / 实例讲解 文件下载完之后，这里我们采用事先准备好的序列。 将Fasta 文件直接用 ClustalX 1.83打开 实例讲解 在进行多序列比对之前我们需要对软件进行一些设置 1.选择Alignment标签 2.选择Output format options PHYLIP软件：PHYLIP MEGA软件：FASTA 点击 Do Complete Alignment,选择保存路径之后点击ALIGN，。 实例讲解 实例讲解 序列比对结束后，比对结果自动跳出。在保存的路径，获取 预设的保存格式。Bannavirus.FASTA Bannavirus.phy MEGA (Molecular Evolutionary Genetics Analysis) 该软件是由Kumar等编写的进行分子进化遗传分析的免 费软件包，能对DNA、mRNA、氨基酸序列及遗传距离进 行系统发生分析。在建树方法上，提供了目前最常用的 UPGMA，ML，NJ及MP法，对所获得树也可进自举值检验 及标准误估计可靠性检验。 优点为：简单易用 最新版本下载/地址为：http：/ 实例讲解_MEGA软件构建系统进化树 实例讲解 下一步我们将介绍如何用MEGA构建我们的进化树，首先请大 家用MEGA软件将我们之前保留的Fasta文件打开这时候会有 两个窗口，选择File标签Convert file format to Mega. 菜单栏 工具条 实例讲解 选择File标签Convert file format to Mega. 当给出相应的文件路径之后点击ok 显示文件已经转化为MEGA Format, 点击OK. 将文件保存，牢记路径 实例讲解 点击，载入MEGA格式的分析序列 实例讲解 选择数据类型，在本次测试中我们 用的是核苷酸序列。 根据实际的情况我 们这里选择YES选项 实例讲解 下一步进入建树的最后阶段 在Plylogeny中选择建树方 法，这里我们选择NJ法。 参数设置好之后点 击compute. 蛋白质序列一般选择Poisson Correction（泊松校正）,对 于核苷酸序列一般采用P- distance模型 实例讲解 根据Mega的计算最终我们得到了序列中的进化关系。 如果结点的Bootstrap Value 70我们认为 这个分支是可靠的 BANNAch BJ9575 YN6 YN0556 LN0684 LN0688 LN0689 JKT6969 JKT6423 JKT7043 LNVNE9712 94 100 81 100 88 99 68 100 0.05 优化图标 优化选项栏 第一步：双击打开PART 2，SEQBOOT , SEQBOOT生产随机样本的程序。 按路径输入刚才生成的 *.PHY文件；为了避免输入路径的繁 琐，可以直接将文件COPY至PART2文件夹中。 第二步：点击回车，出现参数设置页面。设定适当参 数；输出outfile文件