进化树(个人笔记)

进化树:用于阐明物种或基因之间亲缘关系的树状图,分为有根树和无根树。

进化树(个人笔记)

应用了Jkes - Cantor模型和UPGMA法。

进化树(个人笔记)

进化树(个人笔记)

进化树(个人笔记)

序列比对(采用一定的积分规则(计分矩阵))→选择不同的建树方法建树

进化树(个人笔记)

进化树(个人笔记)

首先通过各个物种之间的比较,根据一定的假设(进化距离模型/遗传模型)推导得出分类群之间的进化距离,构建一个进化距离矩阵。进化树的构建则是基于这个矩阵中的进化距离关系。

非加权分组平均法(UPGMA):适用于树上所有分支的突变概率相同时,前提序列要适用Jukes - Cantor模型,即四种碱基互相突变概率相等。

Fitch - Margoliash法(FM):UPGMA的改良版本(推广模型),适用范围更广。

最小进化法(ME):一种全局优化的方法,在所有可能的树的图谱结构中,选择分支长度之和S最小的树作为最优树。

邻位归并法(NJ):一种局部最优的算法,通过确定距离最近的成对分类单元来使系统树的总距离达到最小。例如现有A、B、C、D、E四个物种,假设通过计算SNP得到AB物种的距离最接近,那就把AB归为一类,之后把AB看做一个整体与C、D、E计算,假设计算得与C的距离最近,那就继续把AB与C看为一个整体,继续与剩下的计算合并,直至所有合并完成。

特点:NJ法是基于最小进化原理(序列同源性)的一种算法,构建的树相对准确假设少,计算速度快,只得一颗树。

缺点:序列上的所有位点等同对待,且所分析的序列的进化距离不能太大。

适用:进化距离不大,信息位点少的短序列。

不计算序列间的距离,而是将序列中有差异的位点作为单独的特征,并根据这些特征来建树。

最大简约法(MP)

最大似然法(ML)

贝叶斯法

MEGA

方法:距离矩阵法、最大简约法、最大似然法

网址:http://www.megasoftware.net/

说明:美国宾夕法尼亚州立大学Masatoshi Nei开发的分子进化遗传学软件

Phylip

方法:距离矩阵法、最大简约法、最大似然法

网址:http://evolution.genetics.washington.edu/phylip.htm

说明:美国华盛顿大学Felsenstein开发,可免费下载,适用于绝大多数操作系统

PAML

方法:最大似然法

网址:http://abacus.gene.ucl.ac.uk/software/paml.html

说明:英国University College London杨子恒开发,采用最大似然法构树和分子进化模型

PAUP

方法:距离矩阵法、最大简约法、最大似然法

网址:https://paup.phylosolutions.com

说明:国际上通用的系统树构建软件之一,美国佛罗里达大学David Swofford开发

RAxML

方法:最大似然法

网址:[https://cme.h - its.org/exelixis/web/software/raxml/index.html](https://cme.h - its.org/exelixis/web/software/raxml/index.html)

说明:德国海德堡理论研究所Alexandros Stamatakis开发,大量数据的最大似然法建树常用方法

FastTree

方法:最大似然法

网址:http://www.microbesonline.org/fasttree/

说明:劳伦斯伯克利国家实验室Morgan Pnice研发,适用于大量数据的快速建树

MrBayes

方法:贝叶斯法

网址:http://mrbayes.sourceforge.net

说明:最常见的贝叶斯法建树工具

自举法是推断进化树可靠性的常用方法:当序列长度为m时,把序列的位点都重排进行m次有放回的抽样,然后将这些抽样得到的新的m列数据,重新使用相同的方法构建得到树,并重复一定次数(如1000次)。对于各种树形中可靠的分枝,必定有大量重排据支持这一分枝,如95%甚至更高比例的支持率。使用Bootstrap检验后会在每个分支处打分(Bootstrap)。

Kishino与Hasegawa提出的一种基于似然度比较两个候选进化树。

未详细阐述具体内容。