生物信息学作业实验5-3.doc

广州大学学生实验报告开课学院及实验室：生命科学学院 计机楼407 2013年 11 月 29 日 学 院生命科学学院年级、专业、班生物工程姓名学号10142000实验课程名称生物信息学成绩实验项目名称实验5-3 多重序列比对及系统发生树的构建指 导 教 师一、实验目的1、熟悉构建分子系统发生树的基本过程，获得使用不同建树方法、建树材料和建树参数对建树结果影响的正确认识；2、掌握使用Clustalx进行序列多重比对的操作方法；3、掌握使用Phylip软件构建系统发生树的操作方法。二、实验内容1、采用以上例子给出的DNA序列进行系统发育树的构建结果。（包括序列比对结果及最终生成的树）2、以下给出的是蛋白质序列，使用以上方法构建系统发育树。（包括序列比对结果及最终生成的树）RATMEPKRIREGYLVKKGSVFNTWKPMWVVLLEDGIEFYKKKSDNNPKGMIPLKGSTLTSPCQDFGKRMFVLKITTTKQQDHFFQAAYLEERDAWVRDIKKAIKCIEGGQKFARKSTRRSIRLPETIDLGALYLSMKDPEKGIHUMAN MEPKRIREGYLVKKGSVFNTWKPMWVVLLEDGIEFYKKKSDNSPKGMIPLKGSTLTSPCQDFGKRMFVFKITTTKQQDHFFQAAFLEERDAWVRDIKKAIKCIEGGQKFARKSTRRSIRLPETIDLGALYLSMKDTEKGICANFA MEPKRIREGYLVKRGSVFNTWKPMWVVLLEDGIEFYKKKSDNSPKGMIPLKGSTLTSPCQDFGKRMFVFKITTTKQQDHFFQAAFLEERDSWVRDTKKAIKCIEGGQKFARKSTRRSIRLPETVDLGALYLSMKDIEKGIMOUSE MEPKRIREGYLVKKGSVFNTWKPMWVVLLEDGIEFYKKKSDNSPKGMIPLKGSTLTSPCQDFGKRMFVLKITTTKQQDHFFQAAFLEERDAWVRDIKKAIKCIEGGQKFARKSTRRSIRLPETIDLGALYLSMKDPEKGICanis MEPKRIREGYLVKRGSVFNTWKPMWVVLLEDGIEFYKKKSDNSPKGMIPLKGSTLTSPCQDFGKRMFVFKITTTKQQDHFFQAAFLEERDSWVRDTKKAIKCIEGGQKFARKSTRRSIRLPETVDLGALYLSMKDIEKGIGallus gallusMEREPMRIREGYLVKKGSMFNTWKPMWVVLLEDGIEFYKRKSDNSPKGMIPLKGSTINSPCQDFGKRMFVFKLTAAKQQDHFFQASYLEERDAWVRDIKKAIQCIDGGQRFARKSTRKSIRLPETINLSALYLSMKDPEKDanio rerioMEPTTIREGYLVKKGTVLNSWKAVWVVLKDDAIEFFKKKTDRNAKGMIPLKGATLTSPCQDFSKRALVFKVSTAKNQDHYFQATHLEEREHWVKDIRRAITCLQGGKKFARKSTRRSIRLPESVNLSELYVCMKDPDRGVchimpanzeeMEPKRIREGYLVKRGSVFNTWKPMWVVLLEDGIEFYKKKSDNSPKGMIPLKGSTLTSPCQDFGKRMFVFKITTTKQQDHFFQAAFLEERDAWVRDMKKAIKCIEGGQKFARKSTRRSIRLPETIDLGALYLSMKDTEKGI3、以上构建系统进化树的方法为N-J法，请总结采用蛋白质序列构建系统进化树与采用DNA序列构建系统进化树所选用的程序的区别。三、实验步骤1、DNA序列进行系统发育树的构建结果图中的8和50分别表示8个序列和每个序列有50个碱基。 2、用PHYLIP软件推导进化树1、进入EXE文件夹，点击SEQBOOT程序输入test.phy文件名，回车。 图中的D、J、R、I、O、1、2代表可选择的选项，键入这些字母，程序的条件就会发生改变。D选项无须改变。J选项有三种条件可以选择，分别是Bootstrap、Jackknife和Permute。文章上面提到用Bootstraping法对进化树进行评估，所谓Bootstraping法就是从整个序列的碱基（氨基酸）中任意选取一半，剩下的一半序列随机补齐组成一个新的序列。这样，一个序列就可以变成了许多序列。一个多序列组也就可以变成许多个多序列组。根据某种算法（最大简约性法、最大可能性法、除权配对法或邻位相连法）每个多序列组都可以生成一个进化树。将生成的许多进化树进行比较，按照多数规则（majority-rule）我们就会得到一个最“逼真”的进化树。Jackknife则是另外一种随机选取序列的方法。它与Bootstrap法的区别是不将剩下的一半序列补齐，只生成一个缩短了一半的新序列。Permute是另外一种取样方法，其目的与Bootstrap和Jackknife法不同，这里不再介绍。R选项让使用者输入replicate的数目。所谓replicate就是用Bootstrap法生成的一个多序列组。根据多序列中所含的序列的数目的不同可以选取不同的replicate，此处选200，输入Y确认参数并在Random number seed (must be odd) ?的下面输入一个奇数（比如3）。当我们设置好条件后按回车，程序开始运行，并在EXE文件夹中产生一个文件outfile，Outfile用记事本打开如下：这个文件包括了200个replicate。2、文件outfile改为infile。点击DNADIST程序。选项M是输入刚才设置的replicate的数目，输入D选择data sets，输入200。设置好条件后，输入Y确认参数。程序开始运行，并在EXE文件夹中产生outfile，部分内容如下： 3、EXE文件夹中选择通过距离矩阵推测进化树的算法，点击NEIGHBOR程序。输入M更改参数。输入200。输入奇数种子3。输Y确认参数。程序开始运行，并在EXE文件夹中产生outfile和outtree两个结果输出。outtree文件是一个树文件，可以用treeview等软件打开。outfile是一个分析结果的输出报告，包括了树和其他一些分析报告，可以用记事本直接打开。部分内容如下： 4、将EXE文件夹中原有的outfile改为其他名，新生成的的outfile和outtree文件名改为infile、intree。点击CONSENSE程序。输入Y确认设置。EXE文件夹中新生成outfile和outtree。Outfile文件用记事本打开，内容如下：5、 将EXE文件夹中原有的outfile和outtree改为其他名，新生成的outfile和outtree改为infile和intree。点击DRAWTREE程序，输入font1文件名，作为参数。输Y确认参数。程序开始运行，并出现Tree Preview图。6、 点击DRAWGRAM程序，输入font1文件名，作为参数。输Y确认参数。程序开始运行，并出现Tree Preview图。 1以FASTA格式准备8个蛋白质序列test.seq（或txt）文件。2、双击进入CLUSTALX程序，点FILE进入LOAD SEQUENCE，打开test.seq（或txt）文件。点ALIGNMENT，在默认alignment parameters下，点击Do complete Alignment 。在新出现的窗口中点击ALIGN进行比对，这时输出两个文件（默认输出文件格式为Clustal格式）：比对文件test.aln和向导树文件test.dnd。 3、点FILE进入Save sequence as,在format 框中选PHYLIP，文件在PHYLIP软件目录下以test.phy存在，点击OK。将PHYLIP软件目录下的test.phy文件拷贝到EXE文件夹中。用计事本方式打开的test.phy文件的部分序列如下：二、用PHYLIP软件推导进化树。 1、 进入EXE文件夹，点击SEQBOOT程序输入test.phy文件名，回车。依次输入r 200 y 3 2、文件outfile改为infile。点击protdist程序。选项M是输入刚才设置的replicate的数目，输入D选择data sets，输入200。 设置好条件后，输入Y确认参数。程序开始运行，并在EXE文件夹中产生outfile3将outfile文件名改为infile，为避免与原先infile文件重复，将 原先文件名改为infile1。EXE文件夹中选择通过距离矩阵推测进化树的算法，点击NEIGHBOR程序。输入M更改参数。输入200。输入奇数种子3。输Y确认参数。程序开始运行，并在EXE文件夹中产生outfile和outtree两个结果输出。outtree文件是一个树文件，可以用treeview等软件打开。outfile是一个分析结果的输出报告，包括了树和其他一些分析报告，可以用记事本直接打开。部分内容如下： 4、将EXE文件夹中原有的outfile改为其他名，新生成的的outfile和outtree文件名改为infile、intree。点击CONSENSE程序。输入Y确认设置。EXE文件夹中新生成outfile和outtree。Outfile文件用记事本打开，内容如下：5、 将EXE文件夹中原有的outfile和outtree改为其他名，新生成的outfile和outtre