系统发生树详解
系统发生树构建和分析
系统发生树构建和分析姓名________ 学号______________ 分组编号_____ 日期________年___月___日1.参阅ABC网站有关资料，查阅相关文献，说明以下基本概念1)分子演化和系统发生2)序列相似性（Similarity）和序列同源性（Homology）3)直系同源（Ortholog）和旁系同源（Paralog）4)核苷酸替换模型和氨基酸替换模型5)突变速率和分子钟6)进化分支树（Cladogram）和系统发生树（Phylogram）7)基因树和物种树8)无根树和有根树9)分支和节点10)内部节点和外部节点11)根节点和叶节点12)距离法和位点法13)最大简约法和最大似然法2.参阅ABC网站中有关资料，查阅相关文献，回答以下问题1)构建系统发生树的基本步骤2)构建系统发生树时选择核苷酸序列或氨基酸序列的原则3)利用自举法（Bootstrap）检验系统发生树稳定性的原理4)确定无根树根节点的方法5)如何通过所构建的系统发生树判断“先有物种”还是“先有基因”6)不同建树方法的基本原理和特点3.人珠蛋白基因家族系统发生树实例1)以人珠蛋白基因家族12个成员蛋白质序列，用MEGA邻接法构建系统发生树；选择不同氨基酸替换模型（Substitution Model），比较所构建的系统发生树的拓扑结构和稳定性值（Bootstrap value），说明不同替换模型对结果的影响。
2)以人珠蛋白基因家族12个成员编码区序列，用MEGA 邻接法构建系统发生树；，选择不同核苷酸替换模型，比较所构建的系统发生树的拓扑结构和稳定性值（Bootstrap value），说明不同替换模型对结果的影响。
3)根据所构建的系统发生树，参阅Burmester 和Hardision论文，说明人珠蛋白基因家族12个成员之间的演化关系。
4.人、小鼠和大鼠三个物种珠蛋白家族系统发生树实例1)以人、小鼠和大鼠三个物种珠蛋白家族37个成员编码区序列，采用邻接法、最大简约法和最大似然法构建系统发育树，选择适当的替换模型和参数，比较采用不同方法、不同模型和不同参数时所构建的系统发生树的拓扑结构和稳定性值。
故障树分析案例
故障树分析案例故障树分析是一种用于系统故障诊断的定性和定量方法。
它通过将系统故障的各种可能原因进行逻辑组合，形成一颗逻辑树来分析系统故障的发生机理。
接下来，我们将通过一个故障树分析案例来详细介绍这一方法的应用。
案例背景：某公司的生产线出现了频繁的故障，导致生产效率大幅下降，给公司带来了严重的经济损失。
经过初步调查发现，故障的原因可能涉及设备故障、人为操作失误、供电异常等多个方面。
为了全面分析问题，我们决定采用故障树分析方法来找出故障的根本原因。
故障树分析步骤：1. 确定故障事件，首先，我们需要明确故障事件，即生产线频繁故障的具体表现。
比如设备停机、产品质量不合格等。
2. 确定顶事件，在确定了故障事件后，我们需要确定顶事件，即导致故障发生的最终原因。
比如设备停机可能是由设备故障、供电异常、操作失误等多种原因导致。
3. 构建故障树，在确定了顶事件后，我们开始构建故障树。
将导致顶事件发生的各种可能原因进行逻辑组合，形成一颗逻辑树。
比如设备故障可能由零部件损坏、设备老化、维护不当等多种原因组成。
4. 分析故障树，分析故障树的各个分支，确定各个事件之间的逻辑关系。
找出导致顶事件发生的最可能原因。
案例分析：通过以上步骤，我们对生产线频繁故障的原因进行了故障树分析。
最终，我们发现设备故障、供电异常、操作失误等因素都可能导致生产线故障。
而在设备故障这一分支下，又包括了零部件损坏、设备老化、维护不当等多种可能原因。
通过分析各个分支，我们找出了导致故障发生的最可能原因，为后续的故障排除工作提供了重要依据。
总结：故障树分析是一种系统的故障诊断方法，能够帮助我们全面、深入地分析系统故障的根本原因。
通过本案例的分析，我们不仅找出了导致生产线频繁故障的可能原因，还为后续的故障排除工作提供了重要依据。
因此，故障树分析在实际工程中具有重要的应用价值，希望大家能够充分利用这一方法，提高系统故障诊断的效率和准确性。
系统发生树详解
系统发生树构建的步骤一般有下面几步:I,对文件10.8\protein sequence 的序列进行多序列比对,一般用clustalx/w软件完成.这里我们用软件BioEdit内置的clustalw来做多序列比对;II,对clustalw产生的多序列比对文件进行修剪,去掉比对后相似序列中没有对应的序列，前后全部对齐;III,将修剪后的多序列比对文件转换成系统发生软件所需的文件格式并保存.这里我们是采用mega来做系统发生树的,所以须将修剪后的多序列比对文件转成.meg的文件格式;IV,用系统发生软件构树(采用多种方法UPGMA,N-J, Maximum likelihood等);具体做法如下:①将protein sequence 的序列文件导入到BioEdit中做多序列比对,这里有好几种做法: a,将所有的序列文件全部保存在一个txt文件中,然后用BioEdit打开;(该方法比较麻烦) b,用DNASTAR中的Editseq工具将所有文件打开,然后用File菜单中Export all as one…按钮将所有的单蛋白质序列文件保存成一个多蛋白质序列文件,文件格式为.fastac,直接用BioEdit中File>new alignment>import>sequences alignment file(这里需要注意的是在导入序列文件时要将导入文件的类型选为All Files否则BioEdit将默认显示phy, gb, aln等文件而看不到其他文件);(推荐)导入后如图:alignment，如下图：比对后产生文件,其序列如下:③对clustalw产生的多序列比对文件进行修剪, 去掉比对后相似序列中没有对应的序列，前后全部对齐,可以直接用BioEdit的edit mode来做也可以用mega5>align>edit/buildalignment来做这里采用后者;format来导出文件,其文件内容如图:④用mega5建树.File>open a file打开已经转好的文件然后phylogeny下的不同方法UPGMA, N-J, Maximum likelihood得到各种树选择您感兴趣的基因，进行多物种的基因组搜索，将获得的序列进行基因序列特征分析，并构建多序列比对和系统发生树，请阐明选择基因的目的、试验步骤和进行结果分析。
构建系统发生树的方法
构建系统发生树的方法构建系统发生树是一种对于系统进行分析和优化的有效方法，在实践中有许多种方法可以构建系统发生树。
以下是10条关于构建系统发生树的方法，并对每条方法进行详细描述。
1. 系统流程图系统流程图是一种常见的构建系统发生树的方法。
通过对系统的主要流程进行图形化的描述，可以更好地了解系统的组成部分以及它们之间的关系。
系统流程图往往是由开始和结束节点、处理节点和决策节点组成的。
前者用来表示系统的输入和输出，后者则用来表示系统的核心过程和逻辑判断。
2. 系统分层结构图系统分层结构图是将系统按照层次进行组织和描述的一种方法。
通过将系统分解为多个层次，并描述这些层次之间的关系，可以更好地了解系统的组成和结构。
这种方法通常用于处理大型和复杂的系统，能够帮助开发人员更好地管理和优化系统。
3. 系统模块图系统模块图是一种用于展示系统模块和它们之间关系的图形化表示方法。
系统模块图通常由多个模块和模块之间的输入和输出组成。
每个模块通常都对应一个特定的功能或业务逻辑。
通过了解系统中各个模块之间的关系和作用，可以更好地理解系统的架构和逻辑。
4. 系统数据流图系统数据流图是一种用来描述系统数据传输流程的图形化表示方法。
该方法通常由多个数据流和与这些数据流相关的处理过程组成。
每个数据流都对应一个特定的数据，而每个处理过程通常都包含两个或多个数据流。
通过了解系统中各个数据流之间的关系和流动过程，可以更好地理解系统的功能和性能。
5. 系统性能图系统性能图是一种用于展示系统性能指标和变化趋势的图形化表示方法。
该方法通常包括多个参数和变量，比如系统响应时间、吞吐量、并发数等。
通过了解系统性能参数的表现和变化趋势，可以更好地理解系统的性能瓶颈和瓶颈优化的方向。
6. 事件序列图事件序列图是一种用于展示系统中事件和处理过程之间关系的图形化表示方法。
该方法通常由一个或多个故障事件和与之相关的处理过程组成。
通过了解系统中各个事件和处理过程之间的关系，可以更好地了解系统的运行过程和故障排查过程。
系统发生树名词解释
系统发生树名词解释
系统发生树 (Systemic Evolution Tree，简称 EST) 是一种用于比较物种之间进化关系的生物进化工具。
它通常用于分析基因组数据，以确定物种之间的遗传变异和进化关系。
EST 是一种图形表示进化关系的方法，它将多个物种的基因组数据融合在一起，并形成一个树形结构，以显示它们之间的进化关系。
在 EST 中，树的根节点表示最早出现的物种，而每个叶子节点表示单个基因或亚基。
EST 中的树枝表示基因或亚基的变异，这些变异发生在特定的物种中。
通过比较不同物种之间的 EST，可以确定它们的进化关系，并了解它们在进化过程中的变化和演化。
系统发生树是一种用于描述物种之间进化关系的方法，它可以显示物种之间的遗传变异和进化历史。
通过建立 EST，可以深入了解物种之间的进化关系，并更好地了解基因组中的遗传变异和进化机制。
系统可靠性设计中的故障树分析案例分享
系统可靠性设计中的故障树分析案例分享在工程设计领域，系统可靠性是一个至关重要的问题。
无论是在航天航空、汽车工业、电力系统还是医疗设备等领域，系统的可靠性设计都是至关重要的。
而在系统可靠性设计中，故障树分析是一个被广泛应用的方法，它可以帮助工程师们找出系统中的潜在故障原因，进而制定相应的改进措施。
故障树分析是一种定量分析方法，它可以用来分析系统中可能导致故障的各种原因，并将这些原因按照逻辑关系组合成一棵“树”，从而找出系统发生故障的概率。
下面，我们将通过一个案例来具体了解故障树分析在系统可靠性设计中的应用。
案例：飞机液压系统故障树分析假设我们需要对一架飞机的液压系统进行可靠性分析，我们首先需要确定故障树的顶事件，即飞机液压系统发生故障。
然后，我们可以根据该事件下可能的导致原因进行分类，并逐步构建故障树。
首先，我们可以将导致液压系统故障的可能原因分为两类：机械故障和操作失误。
而对于机械故障而言，可能的原因包括液压泵故障、液压管路泄漏、液压油温过高等；而对于操作失误而言，可能的原因包括操作人员疏忽、操作程序错误等。
接下来，我们可以进一步对每个可能原因进行细分。
以液压泵故障为例，可能的原因包括液压泵内部零部件损坏、液压泵密封圈老化等。
而对于操作人员疏忽而言，可能的原因包括操作手册不清晰、操作人员疲劳等。
通过不断地细分，我们最终可以构建出一棵完整的故障树，从而找出导致飞机液压系统故障的各种可能原因，并计算出各个原因发生的概率。
通过这种方法，我们可以有针对性地对系统进行改进，提高飞机液压系统的可靠性。
除了飞机液压系统，故障树分析在其他系统设计中也有着广泛的应用。
比如在汽车工业中，可以通过故障树分析来找出可能导致汽车刹车系统故障的原因；在电力系统领域，可以通过故障树分析来找出可能导致输电线路故障的原因。
通过这种方法，工程师们可以更好地理解系统的脆弱环节，从而有针对性地进行改进和优化。
然而，值得注意的是，故障树分析作为一种定量分析方法，其结果往往受到输入参数的影响。
系统可靠性设计中的故障树分析案例解读(九)
在系统设计中，可靠性是一个至关重要的因素。
一个可靠的系统能够提高工作效率，减少故障发生的可能性，保障人员和设备的安全。
而故障树分析是系统可靠性设计中的重要工具之一，通过对系统可能出现的故障进行分析，确定故障的根本原因，并采取相应的措施来提高系统的可靠性。
一、故障树分析概述故障树分析是一种利用图形和逻辑方法来分析系统可能出现的故障的技术手段。
它通过将系统可能出现的各种故障以及它们之间的逻辑关系用树形图的方式表示出来，从而帮助工程师和设计师找出系统存在的潜在风险和薄弱环节，有针对性地进行改进和优化。
二、故障树分析的基本原理故障树分析的基本原理是将系统的故障根本原因进行逻辑关系的分析，将可能导致故障的各种事件和故障模式用逻辑门连接起来，形成一个树状逻辑结构。
通过对故障树进行分析，可以确定系统发生故障的概率、影响因素以及可能的改进措施。
三、故障树分析在航空领域的应用以航空领域为例，故障树分析被广泛应用于飞机系统的可靠性设计中。
飞机系统涵盖了复杂的机械、电子、液压等多个方面，任何一个小的故障都可能对飞行安全造成严重影响。
因此，通过故障树分析可以对飞机系统的各种可能故障进行全面深入的分析，找出故障的根本原因，从而采取相应的措施来提高飞机系统的可靠性。
四、故障树分析案例解读以一架飞机的起落架系统为例，我们对起落架系统进行故障树分析。
首先，我们列出可能导致起落架系统故障的各种事件，比如起落架锁定失效、起落架液压系统故障等。
然后，我们将这些事件之间的逻辑关系用逻辑门连接起来，形成一个故障树。
接下来，我们对故障树进行分析。
我们发现，起落架锁定失效可能是由于起落架锁定装置松动、起落架锁定系统故障等因素导致的。
而起落架液压系统故障可能是由于液压泵失效、液压管路泄漏等因素导致的。
通过对故障树的分析，我们可以找出导致起落架系统故障的根本原因，比如起落架锁定装置的设计不当、液压泵的质量问题等。
然后，我们可以采取相应的措施，比如改进锁定装置的设计、提高液压泵的质量标准，从而提高起落架系统的可靠性。
系统发生树
【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。
【实验原理】在现代分子进化研究中，根据现有生物基因或物种多样性来重建生物的进化史是一个非常重要的问题。
一个可靠的系统发生的推断，将揭示出有关生物进化过程的顺序，有助于我们了解生物进化的历史和进化机制。
对于一个完整的进化树分析需要以下几个步骤：⑴要对所分析的多序列目标进行比对（alignment）。
⑵要构建一个进化树（phyligenetic tree）。
构建进化树的算法主要分为两类：独立元素法（discrete character methods）和距离依靠法（distance methods）。
所谓独立元素法是指进化树的拓扑形状是由序列上的每个碱基/氨基酸的状态决定的（例如：一个序列上可能包含很多的酶切位点，而每个酶切位点的存在与否是由几个碱基的状态决定的，也就是说一个序列碱基的状态决定着它的酶切位点状态，当多个序列进行进化树分析时，进化树的拓扑形状也就由这些碱基的状态决定了）。
而距离依靠法是指进化树的拓扑形状由两两序列的进化距离决定的。
进化树枝条的长度代表着进化距离。
独立元素法包括最大简约性法（Maximum Parsimony methods）和最大可能性法（Maximum Likelihood methods）；距离依靠法包括除权配对法（UPGMAM）和邻位相连法（Neighbor-joining）。
⑶对进化树进行评估，主要采用Bootstraping法。
进化树的构建是一个统计学问题，我们所构建出来的进化树只是对真实的进化关系的评估或者模拟。
如果我们采用了一个适当的方法，那么所构建的进化树就会接近真实的“进化树”。
模拟的进化树需要一种数学方法来对其进行评估。
不同的算法有不同的适用目标。
系统发生分析
一、 系统发生分析
系统发生(种系发生、系统发育)指生物形成或进化的历史；
系统发生学研究物种之间的进化关系，基本思想是比较物种 的特征，并认为特征相似的物种在遗传学上接近。研究结果 往往以系统发生树表示，用它描述物种之间的进化关系。 通过对生物学数据的建模提取特征，进而比较这些特征，研
究生物形成或进化的历史。在分子水平上进行系统发生分析
These trees can be pictures that are worth thousand of words, and it is possible for them to convey not just the relatedness of data sets but also their divergence times and the nature of their common ancestors.
D
F E†
G
D
C
F E†
G A
B
7-
进化分支图，进化树
Bacterium 1 Bacterium 2 Bacterium 3 Eukaryote 1 Eukaryote 2 Eukaryote 3 Eukaryote 4 Bacterium 1 Bacterium 2 Bacterium 3 Eukaryote 1
Graphics by Mark A. Klingler, Carnegie Museum of Natural History
Reconstructing Phylogenies
The only universal biological fact is that all species are related by descent
事件树分析(ETA)概述
事件树分析（ETA）概述事件树分析（缩写为ETA）是从一个初始事件开始，按顺序分析事件向前发展中各个环节成功与失败的过程及其结果，这种分析方法称为事件树分析法。
这是一种归纳分析法。
运用这种分析法可以了解系统可能发生的所有事故的起因、发展和结果。
事件树分析最初是用于可靠性分析。
每一个系统都是由若干个元件组成的，每一个元件对规定的功能都存在具有和不具有两种可能。
元件具有某种规定功能，表明其正常（成功）；不具有某种规定功能，表明其失效（失败）。
按照系统的构成顺序，从初始元件开始，由左向右分析各元件成功与失败的两种可能，直到最后一个元件为止。
分析的过程用图形表示出来，就得到似水平的树形图。
例如，由一个泵和两个阀门串联组成的物料输送系统，其结构和物料流动的方向如图1所示。
在这个系统中泵和二个阀门都有正常和失效（成功和失败）两种可能。
当泵得到启动指令后，可能启动成功并正常运转，也可能启动失败，因此启动结果有两种，或成功或失败，也就是启动状态发生分支，画图时将成功状态放在上分支，失败状态放在下分支。
如果泵启动失败，系统将失效，不能输送物料，因此就不需要再分析下去。
如果泵启动正常，物料经过阀门1时仍有成功和失败二种可能，阀门1失效，系统也失效，不再需要分析阀门2的状态。
阀门1正常，再分析阀门2的状态，如阀门2正常，则系统运转正常；否则如阀门2失效，系统也将失效。
分析的过程用图表示则得到这个物料输送系统的事件树，如图2所示。
图1 物料输送系统图图2 系统的事件树这个事件树图清楚的表明，只有在泵、阀门1、2都处于正常状态，系统才能正常运行，其他三种情况系统均处于失效状态。
如果知道了泵、阀门1、2的失效概率，还可以计算出系统成功与失败的概率。
系统进化树的这些知识
系统进化树的这些知识，你都Get了吗？系统进化树（Phylogenetic tree，又称为系统发生树/系统发育树/系统演化树/进化树等），是用来表示物种间亲缘关系远近的树状结构图。
在系统进化树中，物种按照亲缘关系远近被安放在树状结构的不同位置，因而，进化树可以简单地表示生物的进化过程和亲缘关系。
自达尔文时期，很多生物学家就希望用一棵树的形式描述地球上所有生命的进化历程。
早期的系统发育研究主要基于生物的表型特征，通过表型比较来研究物种之间的进化关系，然而，利用表型特征进行系统发育分析存在很大的局限性，1965[1]年，Linus Pauling等提出了分子进化理论，基于分子特性（DNA、RNA和蛋白质分子），推断物种之间的系统发生关系，由于核苷酸和氨基酸序列中含有生物进化历史的全部信息，因此利用该方法构建的系统进化树更为准确。
图1 系统进化树理论上，一个DNA序列在物种形成或者基因复制时，会分成两个子序列，因而系统进化树是一般是二叉树，由许多节点和分支构成。
根据位置的不同，节点分为外部节点和内部节点，外部节点代表最终分类，可以是物种、群体，或者DNA、RAN、蛋白质等，内部节点表示该分支可能的祖先节点，不同节点间的连线则称为分支。
根据是否指定根节点，将系统发育树分为有根树和无根树。
有根树绘制过程中需要引入外群，因而具有一个根节点，作为树中所有物种（样本）的共同祖先节点，可以判断演化方向，反映分类单元间的进化关系，外群与进化树中其他物种（样本）的亲缘关系不宜太近，也不能太远，一般构建种内不同品种/亚种间的进化树，外群应选择同属内其他物种，构建属内不同种间的进化树，外群应选择科内其他属物种。
无根树绘制过程中并未引入外群，因而没有根节点，无法判断演化方向，只能表明不同单元之间的分类关系。
图2 无根树[2]（左）和有根树[3]（右）此外，系统进化树还可以根据分支长度是否具有意义分为标度树和非标度树。
标度树的分支长度表示变化的程度，而非标度树的分支只表示进化关系，支长无意义。
系统发育树构建构建步骤
• 两个临近的分支的连接处称为节点 （node）,表示推断祖先的现存类群在树最 底部的分支点成为根节（root node）, 一 个单一的共同的祖先被定义为进化支 （clade）或者单源群（monophyletic group）
• 树的分支模式被成为拓扑结构（tree topology）
系统发育树建立方法
Mega下载地址/
作业： 1.使用entrez获取登录号为P26374的蛋白序列，然后 通过blastp，搜索nr库中最相似的10个序列，记录登 录号，用Mega软件进行系统发育树构建（要求用两 种以上方法）。
打开软件clustalx
• CLUSTALX－是CLUSTAL多重序列比对程 序的Windows版本。Clustal X为进行多重 序列和轮廓比对和分析结果提供一个整体 的环境。 序列将显示屏幕的窗口中。采用多色彩的 模式可以在比对中加亮保守区的特征。窗 口上面的下拉菜单可让你选择传统多重比 对和轮廓比对需要的所有选项。
?了解分子进化及系统发育分析?掌握多序列比对方法?熟悉系统发育树建立方法?掌握用mega软件进行构建系统发育树?系统发生phylogeny是指生物形成或进化的历史?系统发生学phylogeictree描述物种之间进化关系?系统发育树phylogenetictree又称称evolutionarytree进化树就是描述这一群有机体发生或进化顺序的拓扑结构
2.获取P03958序列，进行psi-blast搜索，看看结果 和blastp搜索有什么不同。
• 系统发育树（phylogenetic tree）——描 述物种之间进化关系
• 系统发育树（phylogenetic tree）——又 称evolutionary tree进化树)就是描述这一 群有机体发生或进化顺序的拓扑结构。它 可以用来研究不同物种间的进化关系，这 一直是生物学的研究热点。
进化树分析
单系类群 包含一个 祖先类群所有子裔， 存在共同祖先 并系类群 非单系类 群，存在共同祖先 复系类群 非单系类 群，不存在共同衍生 祖先
内类群 研究所涉及的 某一特定类群 外类群 不包括在 内类群中又与之有一 定关系 姐妹群 与某一类 群关系最为密切的类 群
无根树，有根树，外群
archaea archaea archaea eukaryote eukaryote eukaryote
经典系统发育学局限性
表型有时候会误导我们，表型相似并不总是反映 基因相似。关系很远的物种也能进化出相似的表 型，这是由趋同进化的过程造成的。 用表型来判定进化关系的另一个问题是，对于许 多生物体很难检测到可用来进行比较的表型特征。 比较关系较远的生物体，什么样的表型特征能用 来比较呢？
paralogs
orthologs
paralogs orthologs
Erik L.L, et al TRENDS in Genetics， 2002
异同源(xenology)
系统发育树术语
分支/世系 末端节点
A B C D
祖先节点/ 树根
内部节点/分歧点，该 分支可能的祖先结点
E
代表最终 分类，可 以是物种 ，群体， 或者蛋白 质、DNA、 RNA分子等
无根树
eukaryote
通过外围支 来确定树根
bacteria outgroup
archaea archaea archaea eukaryote
外群
有根树
根
eukaryote eukaryote eukaryote
a
b
c
d a
c b
d a
d
b
c
4.3系统发生树-02-系统发生树的种类
《生物信息学》第四章：分子进化与系统发生系统发生树：系统发生树的种类系统发生树还分为有根树和无根树（图1）。
顾名思义，有根树就是有根，无根树就是无根。
其实两者是可以互换的。
如果我们按住无根树上某一个点，然后用把梳子将树上所有的枝条都以这个点为中心向右梳理，就能把它梳成有根树的样子。
按住的这个点就是根。
所以对于一棵树来说，根的位置是主观的，你想让他在哪它就在哪里。
但是你不能随意指定哪个内节点当根，毕竟根有其自身的生物学意义，它应该是所有叶子的共同祖先。
那么我们如何确定根的位置呢？可以通过外类群（outgroup）来确定，从而把无根树变成有根树。
图1. 无根树和有根树有根树反映了树上基因或蛋白质进化的时间顺序,通过分析有根树的树枝的长度，可以了解不同的基因或蛋白质以什么方式和速率进化。
而无根树只反映分类单元之间的距离,而不涉及谁是谁的祖先问题。
做有根树需要指定外类群。
所谓外类群，就是你所研究的内容之外的一个群。
比如你要分析某一个基因在不同人种间的进化关系，那就可以额外选择黑猩猩加入进来，作为外类群一同参与建树。
或者你要分析哺乳动物，那就可以选鳄鱼、乌龟之类的。
总之，保证外类群在你要研究的内容之外，但又不能太远。
外类群可以不只是一个物种，而是多个，但也不要太多，两三个即可。
为什么有了外类群之后，做出来的树就是有根树了呢？因为你知道外类群和你研究的内容一定不是一伙的，所以外类群分支出的那个内节点就是根。
1998年，伍斯提出了一个涵盖整个生命界的系统树（图2），也叫物种树。
之后这棵树被后人不管的补充，不断的修改，不断的完善，变得无比常庞大。
物种树勾画了生物进化的大致轮廓。
从完全版的物种树上，可以找到目前人类已发现的所有有生命的东西。
图2. 物种树模型我们这里讲的分子树跟物种树是有本质区别的。
物种树是基于每个物种整体的进化关系，也就是基于整个基因组构建的，而分子树是基于不同物种里某一个基因或蛋白质序列之间的关系构建的。
系统发生进化树-概述说明以及解释
系统发生进化树-概述说明以及解释1.引言1.1 概述系统发生是一门研究生物学和进化的学科，它通过对基因组数据的分析和比较，揭示了物种之间的进化关系和演化过程。
系统发生学的基本原理是基因组的变化遵循着大自然的规律，通过建立进化树来描述不同物种之间的关系和进化路径。
本文将探讨系统发生的概念、应用以及与进化树的关系，希望能够为读者带来对于系统发生学的深入理解和认识。
文章结构部分的内容可以包括对整篇文章的章节划分和每个章节的主要内容进行简要介绍。
文章结构部分如下：1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将首先概述系统发生进化树的概念和意义，然后介绍本文的结构和撰写目的。
正文部分将分为三个子章节，分别探讨系统发生的概念、系统发生的应用以及系统发生与进化树之间的关系。
在结论部分，将对系统发生的重要性进行总结，并展望系统发生的未来发展。
最后，对本文的主要观点进行总结。
1.3 目的：本文旨在探讨系统发生进化树的概念，揭示其在生物学、计算机科学和其他领域的重要应用。
通过对系统发生的概念和应用进行深入分析，以及系统发生与进化树之间的关系进行探讨，旨在帮助读者更好地理解系统发生的意义和作用。
同时，本文也将展望系统发生未来的发展方向，探讨其在未来可能的应用领域，以期为相关领域的学者和从业人员提供有益的参考和启发。
通过本文的阐述，我们希望读者对系统发生进化树有一个全面而深入的了解，从而促进相关领域的学术和技术进步。
2.正文2.1 系统发生的概念系统发生的概念是指生物学中一种通过对生物进化的研究来推断物种之间的关系的方法。
系统发生利用了生物学中的各种数据，比如形态、细胞学、遗传学数据等，来构建物种之间的进化树。
这种方法通过研究不同种群之间的共同祖先和后代之间的分歧，揭示了不同物种之间的关联和进化路径。
系统发生的研究方法和技术不断更新，为研究者提供了更精确、更全面的物种进化信息，对生物学领域的研究有着重要的意义。
手把手教你构建系统进化树
3、比对序列，比对结果转化为*.meg格式
用 Mega 6.0 的 ClustalW 做多序列联配，比对结果用 *.meg格式保存。或者用Clustal X软件进行比对，比对结果 保存为*.aln,再用Mega 6.0转化为*.meg格式。
4、构建系统进化树
打开保存的*.meg格式文件，选择邻接法构建系统发育 进化树。
以外米缀蛾的cds为例，点击cds，出现下图。
点击FASTA，出现下图。
该图为外米缀蛾的 FASTA格式，如何保 存见下图
一般情况下点 击该页的右上 角有send 图标， 选择后点击 create file 即 可下载。Txt可 以打开。 该图显示的是 序列全长的 FASTA格式下 载。
因为我采取基于氨 基酸序列比对，所 以选择coding sequences和fasta protein，下载编码 区氨基酸序列。
文件名未下载时不要更改，下下来之后再更改
MEGA6可以识别fasta格式文件。如图，将全 部-基因.txt重命名为全部-基因.fasta
•选择打开方式为MEGA6，打开全部-基因.fasta，自动跳出序列窗口 •用ClustalW做多序列联配
如何构建系统进化树
YZU.TRY
系统发生树（英文： Phylogenetic tree ） 又称为演化树（ evolutionary tree ），是 表明被认为具有共同祖先的各物种间演化关 系的树。是一种亲缘分支分类方法 （ cladogram ）。在树中，每个节点代表其 各分支的最近共同祖先，而节点间的线段长 度对应演化距离（如估计的演名称要么全部 斜体，要么全部不斜体，无法只让拉丁文斜体
系统故障树底事件及其失效分布、特征值-概述说明以及解释
系统故障树底事件及其失效分布、特征值-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在系统设计和运行过程中，故障是不可避免的事件。
了解系统故障树底事件及其失效分布、特征值对于保障系统正常运行、提高系统可靠性至关重要。
本文旨在探讨系统故障树底事件的定义、失效分布的特点以及特征值的重要性，以期为读者提供深入了解系统故障树底事件的知识和应对策略。
通过本文的阐述，读者将能够更好地理解系统故障树底事件的本质、规律和应对方法，从而提高系统运行的可靠性和安全性。
1.2 文章结构本文主要分为三个部分：引言、正文和结论。
在引言部分，将概述系统故障树底事件及其失效分布、特征值的重要性和研究背景，介绍文章的目的和意义。
在正文部分，将分别讨论系统故障树底事件、失效分布和特征值的概念、相关理论和实际应用。
具体包括系统故障树底事件的定义及分类，失效分布的统计特征和影响因素，特征值的计算方法和应用。
在结论部分，将对本文进行总结，展望未来研究的方向，并提出结束语。
通过对系统故障树底事件及其失效分布、特征值的分析和讨论，希望为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。
1.3 目的目的部分的内容:本文旨在对系统故障树底事件及其失效分布、特征值进行深入探讨和研究，以帮助读者更好地理解系统故障树的原理和应用。
通过分析系统故障树底事件的特征值和失效分布特性，可以更好地预测和预防系统故障，提高系统的可靠性和稳定性。
同时，本文还旨在为相关领域的研究和应用提供一定的参考和借鉴，推动该领域的进一步发展和应用。
愿本文能为读者带来新的启发和思考，为系统故障分析和预防工作提供有益的参考和帮助。
2.正文2.1 系统故障树底事件系统故障树底事件是指系统中最基本的事件或故障，是导致系统失效的根本原因。
在系统故障树分析中，通过对系统结构的分解，将系统故障树顶事件逐步分解为底事件，最终确定系统底事件，以便对系统故障进行有效的定位和分析。
系统故障树底事件通常包括各种可能的故障模式和故障原因，如机械故障、电气故障、设备损坏等。
初二生物系统发生树构建方法
初二生物系统发生树构建方法生物系统发生树是一种用来描述生物进化关系的图形工具，它可以帮助我们理解不同物种之间的亲缘关系和进化历史。
构建生物系统发生树需要收集大量的生物学数据，并运用一系列的分析方法。
本文将介绍初二生物系统发生树构建的方法。
一、确定研究对象要构建生物系统发生树，首先需要确定研究对象。
可以选择一组具有亲缘关系的物种作为研究对象，比如不同种类的昆虫、鱼类或者植物。
在选择研究对象时，需要考虑它们的进化关系已经被广泛研究并且有可靠的分类信息可供参考。
二、收集分类信息为了构建生物系统发生树，我们需要收集各个物种的分类信息。
这包括它们的科、属、种等分类级别。
分类信息可以通过查阅专业的生物学书籍和数据库获得。
三、收集形态和分子数据除了分类信息，形态和分子数据是构建生物系统发生树的重要依据。
通过观察物种的外部形态特征，比如体型、花朵形状、翅膀结构等，可以推测它们的亲缘关系。
此外，通过分析物种的DNA序列，尤其是核酸或蛋白质序列，可以揭示它们的遗传关系。
因此，我们需要收集和记录物种的形态和分子数据。
四、进行系统发生树分析系统发生学是构建生物系统发生树的主要工具。
它利用形态和分子数据进行计算，通过比较不同物种之间的相似性和差异性，推断它们之间的进化关系。
常用的系统发生学方法包括距离法、最大简约法和最大似然法等。
在进行系统发生树分析前，需要选择合适的方法，并准备好相关的计算软件。
五、树构建在进行系统发生树分析后，我们可以通过计算机软件生成生物系统发生树。
树的构建过程会考虑到物种之间的进化距离和分支长度等因素。
树的构建可以使用专业的系统发生学软件，如MEGA和PHYLIP 等。
生成的树结构可以通过图像输出和基因组数据展示。
六、树解读和分析生成生物系统发生树后，我们需要对树进行解读和分析。
树的分枝结构和分枝长度等特征可以帮助我们理解物种之间的进化关系。
同时，树还可以用来预测物种的共同祖先和演化路径等信息。
通过对树的分析，我们可以深入理解生物的进化历史和多样性。
真菌生命树的系统发生和系统基因组学
真菌生命树的系统发生和系统基因组学近二三十年来，分子系统发生学从最初的建立到不断发展，已成为真菌的比较生物学的重要研究手段。
曾经仅局限于分类学的系统树如今已广泛地应用到真菌生物学中并为了解主要生命形式的进化、描述复杂的生物群落以及实验生物学的预测提供了广泛的进化进化理论基础。
在基因组领域这一趋势愈发显著，系统发生学和基因组学逐渐结合到一起并孕育出了一门崭新的学科—系统基因组学。
虽然这是一门年轻的学科，但它已经应用到通过进化关系来预测同源性和不规则基因，以及基于基因组范围的对离散同源序列数据基因组的最大量—至少是大量—的采样对比分析。
下面，让我们来了解一些目前这一领域的相关进展：（i）基于多基因系统发育的真菌系统发生学目前的地位；（ii）目前在分类真菌界里的进化关系中的进化假说；（iii）通过基因组采样来推断进化关系的应用。
真菌分子系统学作为真菌分子系统发育的第一个领域，rRNA在鉴定推断这一界的系统发生关系时发挥了极其重要的关系。
rRNA以各种形态广泛分布在自然界中，含有核苷酸保守区域，并以此为基础促进了宇宙原初物种的进化。
既而，rRNA核苷酸数据的收集和排序也因此变得浅显易懂并使真菌分子系统发生的研究从上世纪90年代开始呈指数级增长。
虽然这些分析仅是基于少量的数据，但是针对真菌和类真菌的系统发生的研究已取得了大量的里程碑式的发现。
这些发现包括异鞭毛水霉菌和黏液菌的胞外替换，动物界和真菌界间的封闭进化关系识别，壶菌，结合菌，担子菌，子囊菌的单元菌物鉴定，子囊菌和担子菌的单源支持及他们间的姊妹组关系。
??尽管取得了这些进展，由于rRNA数据仅限于与之相关的功能，要不断地了解真菌世界的进化过程还需要掌握更多相似不同源基因，特别是蛋白质编码的基因。
由于在真菌系统中最大的两个RNA聚合酶（RPB1 RPB2）和翻译延伸因子TEF广泛地得到应用，PCR技术和测序引物也随之得到极大发展。
这些基因提供了对rRNA系统发育的测评支持，并提供了更多形态学和生物学上的稳定性测试,他们还提供了起始多基因系统发生产生的未加工数据，致使真菌系统发生从基因树形式过渡到物种树。
4.3系统发生树-01-系统发生树的样子
《生物信息学》第四章：分子进化与系统发生系统发生树：系统发生树的样子研究分子进化所要构建的系统发生树（Phylogenetic tree），也叫分子树。
首先来看从系统发生树上我们都能研究出什么？对于一个未知的基因或蛋白质序列，可以利用系统发生树确定与其亲缘关系最近的物种。
比如你得到了一个新发现的细菌的核糖体RNA，你可以把它跟所有已知的核糖体RNA放在一起，然后用他们构建一棵系统发生树。
这样就可以从树上推测出谁和这个新细菌的关系最近。
系统发生树还可以预测一个新发现的基因或蛋白质的功能。
以基因为例，如果在树上与新基因关系十分密切的基因的功能已知，那么这个已知的功能可以被延伸到这个新基因上。
构建系统发生树还有助于预测一个分子功能的走势。
也就是从树上可以看出某个基因是正在走向辉煌还是在逐渐衰落。
最后，系统发生树还能帮助我们追溯一个基因的起源。
甚至当它从一个物种“跳”到另一个物种上，也就是发生了水平基因转移时，系统发生树都可以很好的展示出来。
系统发生树看上去就是很像小朋友画的简笔画（图1）。
虽然简单，但是一点也不简略，一棵树该有的东西，它一个也没少！图1. 系统发生树的样子树是从根（root）长出来的。
从根延伸出的树枝就叫枝（branch/lineage）。
枝上有分叉，分叉的地方就叫节（node）。
枝的顶端顶着的就是叶（leaf）。
根、节和叶都可以叫做节点（node）。
但是叶后面不再有枝了，是最外面的节点，所以叫外节点（outer node）。
而节的前后都有枝，所以叫内节点（inner node）。
根是一切的起源，习惯上就叫根。
根和节都表示理论上曾经存在的祖先，叶子是现存的物种。
这一点很重要！比如我们要研究某个基因，于是搜集了很多物种的这个基因的序列，用它们构建了一棵系统发生树。
搜集到的物种都出现在叶子上，也就是外节点上，没有在内节点上的。
内节点上都是理论上曾经存在过的共同祖先，现在已经不存在了！此外，枝子的长短也是有意义的，我们后面再讲。
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系统发生树构建的步骤一般有下面几步:
I,对文件10.8\protein sequence 的序列进行多序列比对,一般用clustalx/w软件完成.这里我们用软件BioEdit内置的clustalw来做多序列比对;
II,对clustalw产生的多序列比对文件进行修剪,去掉比对后相似序列中没有对应的序列，前后全部对齐;
III,将修剪后的多序列比对文件转换成系统发生软件所需的文件格式并保存.这里我们是采用mega来做系统发生树的,所以须将修剪后的多序列比对文件转成.meg的文件格式;
IV,用系统发生软件构树(采用多种方法UPGMA,N-J, Maximum likelihood等);
具体做法如下:
①将protein sequence 的序列文件导入到BioEdit中做多序列比对,这里有好几种做法: a,将所有的序列文件全部保存在一个txt文件中,然后用BioEdit打开;(该方法比较麻烦) b,用DNASTAR中的Editseq工具将所有文件打开,然后用File菜单中Export all as one…按钮将所有的单蛋白质序列文件保存成一个多蛋白质序列文件,文件格式为.fasta
c,直接用BioEdit中File>new alignment>import>sequences alignment file(这里需要注意的是在导入序列文件时要将导入文件的类型选为All Files否则BioEdit将默认显示phy, gb, aln等文件而看不到其他文件);(推荐)
导入后如图:
alignment，如下图：
比对后产生文件,其序列如下:
③对clustalw产生的多序列比对文件进行修剪, 去掉比对后相似序列中没有对应的序列，前后全部对齐,可以直接用BioEdit的edit mode来做也可以用mega5>align>edit/build
alignment来做这里采用后者;
format来导出文件,其文件内容如图:
④用mega5建树.File>open a file打开已经转好的文件然后
phylogeny下的不同方法UPGMA, N-J, Maximum likelihood得到各种树
选择您感兴趣的基因，进行多物种的基因组搜索，将获得的序列进行基因序列特征分析，并构建多序列比对和系统发生树，请阐明选择基因的目的、试验步骤和进行结果分析。
解:本次作业以人类(homo sapiens)的视黄醇结合蛋白RBP4为例来做.其序列文件如下:
>Homo sapiens retinol binding protein 4, plasma (RBP4), mRNA|gi|55743121|ref|NM_006744.3 CGCCTCCCTCGCTCCACGCGCGCCCGGACTCGGCGGCCAGGCTTGCGCGCGGTTCCCCTCCCGGTGGGCG GATTCCTGGGCAAGATGAAGTGGGTGTGGGCGCTCTTGCTGTTGGCGGCGCTGGGCAGCGGCCGCGCGGA GCGCGACTGCCGAGTGAGCAGCTTCCGAGTCAAGGAGAACTTCGACAAGGCTCGCTTCTCTGGGACCTGG TACGCCATGGCCAAGAAGGACCCCGAGGGCCTCTTTCTGCAGGACAACATCGTCGCGGAGTTCTCCGTGG ACGAGACCGGCCAGATGAGCGCCACAGCCAAGGGCCGAGTCCGTCTTTTGAATAACTGGGACGTGTGCGC AGACATGGTGGGCACCTTCACAGACACCGAGGACCCTGCCAAGTTCAAGATGAAGTACTGGGGCGTAGCC TCCTTTCTCCAGAAAGGAAATGATGACCACTGGATCGTCGACACAGACTACGACACGTATGCCGTGCAGT ACTCCTGCCGCCTCCTGAACCTCGATGGCACCTGTGCTGACAGCTACTCCTTCGTGTTTTCCCGGGACCC CAACGGCCTGCCCCCAGAAGCGCAGAAGATTGTAAGGCAGCGGCAGGAGGAGCTGTGCCTGGCCAGGCAG TACAGGCTGATCGTCCACAACGGTTACTGCGATGGCAGATCAGAAAGAAACCTTTTGTAGCAATATCAAG AATCTAGTTTCATCTGAGAACTTCTGATTAGCTCTCAGTCTTCAGCTCTATTTATCTTAGGAGTTTAATT TGCCCTTCTCTCCCCATCTTCCCTCAGTTCCCATAAAACCTTCATTACACATAAAGATACACGTGGGGGT CAGTGAATCTGCTTGCCTTTCCTGAAAGTTTCTGGGGCTTAAGATTCCAGACTCTGATTCATTAAACTAT AGTCACCCGTGTCCTGTGAAAAAAAAAAAAA
通过Genbank（/blast/）中的Blastn 检测最相似序列或在GenBank 中下载参考序列，选择Nucleotide-nucleotide BLAST (blastn)。
将上述序列粘贴到输入框中，如下图：
点击Blast，得到如下结果：
根据序列相似性大小，将相似性最大的序列下载下来,这里选择如下一些序列:
并与原始文件放在一起形成一个文件:
之后的建树的步骤和上面的实验的步骤就大同小异了:
①多序列比对:
比对后产生的多序列比对文件保存为
②比对后序列修剪(掐头去尾):
修剪后的文件
③系统发生树构建:
这里就用n-j法建树:
得到发生树如下:。