进化树的建立过程
系统发育进化树构建

系统发育进化树构建【实用版】目录一、什么是系统发育进化树二、系统发育进化树的构建方法三、系统发育进化树的应用四、总结正文一、什么是系统发育进化树系统发育进化树是一种用来表示物种或基因间亲缘关系的树状图,它可以利用树状分支图形来展示生物之间的进化关系。
系统发育进化树主要用于研究物种或序列的进化和系统分类,其研究对象通常包括碱基序列或氨基酸序列。
二、系统发育进化树的构建方法系统发育进化树的构建过程称为分支系统发育分析,它通过数理统计算法来计算生物间的进化距离,并以此为基础构建进化树。
以下是构建系统发育进化树的主要步骤:1.选择研究对象:首先需要选择合适的研究对象,例如碱基序列或氨基酸序列。
2.获取数据:搜集研究对象的相关数据,这通常需要通过实验或数据库获取。
3.计算进化距离:利用数理统计算法(如距离法、最大似然法等)计算不同生物间的进化距离。
4.构建进化树:根据进化距离构建树状分支图,通常使用聚类方法或最小生成树算法。
5.检验树状图:对构建好的进化树进行检验,以确保其符合生物学实际情况。
三、系统发育进化树的应用系统发育进化树在生物学研究中有广泛的应用,主要包括:1.物种分类和演化关系研究:通过构建进化树,可以了解不同物种之间的亲缘关系和演化历史。
2.基因功能预测:根据基因在进化树上的位置,可以推测基因的功能和作用。
3.基因调控关系分析:进化树可以帮助研究者了解基因之间的调控关系,从而揭示生物过程的调控机制。
4.病原体演化研究:对于病原体,进化树可以揭示其演化历程,有助于疫苗设计和疾病防治。
四、总结系统发育进化树是一种重要的生物学研究方法,它可以帮助研究者揭示物种或基因间的亲缘关系和演化历史。
构建进化树的步骤

构建进化树的步骤通常包括以下几个关键环节:
1. 数据收集:收集相关的生物序列数据,这些数据可以来自于公共数据库,如NCBI的GenBank,也可以通过实验获得。
序列数据包括DNA或蛋白质序列。
2. 序列alignment(序列比对):使用比对软件如Clustal Omega、MAFFT、MUSCLE等,将收集到的序列进行比对,以确保序列的同源性,并消除由于序列变异导致的噪音。
3. 序列拼接和校正:对测序得到的正向和反向序列进行拼接和校正,以获得完整的序列。
常用的拼接软件有Contig Express、Geneious 和Sequencher等。
4. 选择合适的模型:根据序列数据选择合适的进化模型。
可以使用软件如Modeltest来评估不同的进化模型,选择BIC(Bayesian Information Criterion)分数最低的模型。
5. 建树:选择合适的软件和建树方法来构建进化树。
常用的软件有MEGA、PhyML、MrBayes等,建树方法包括NJ(邻接法)、MP (最大简约法)、ML(最大似然法)等。
6. 建树检验:使用如Bootstrap方法等来检验所建树的稳定性和可靠性。
Bootstrap方法通过重复抽样来检验建树的节点支持度。
7. 绘制进化树:使用软件如TreeDraw、FigTree或在线工具来绘制进化树的图像,以便于分析和展示。
应用PHYLIP构建进化树的完整详细过程

一、获取序列一般自己通过测序得到一段序列(已知或未知的都可以),通过NCBI的BLAST获取相似性较高的一组序列,下载保存为FASTA格式。
用BIOEDIT等软件编辑序列名称,注意PHYLIP在DOS下运行,文件名不能超过10位,超过的会自动截留前面10位。
二、多序列比对目前一般应用CLASTAL X进行,注意输出格式选用PHY格式。
生成的指导树文件(DND文件)可以直接用TR EEVIEW打开编辑,形式上和最终生成的进化树类似,但是注意不是真正的进化树。
三、构建进化树1.N-J法建树依次应用PHYLIP软件中的SEQBOOT.EXE、DNADIST.EXE、NEIGHBOR.EXE和CONSENSE.EXE打开。
具体步骤如下:(1)打开seqboot.exe输入文件名:输入你用CLASTAL X生成的PHY文件(*.phy)。
R为bootstrap的次数,一般为1000 (设你输入的值为M,即下两步DNADIST.EXE、NEIGHBOR.EXE中的M值也为1000)odd number: (4N+1)(eg: 1、5、9…)改好了y得到outfile(在phylip文件夹内)改名为2(2)打开Dnadist.EXE输入2修改M值,再按D,然后输入1000(M值)y得到outfile(在phylip文件夹内)改名为3(3)打开Neighboor.EXE输入3M=1000(M值)按Y得到outfile和outtree(在phylip文件夹内)改outtree为4,outfile改为402(4)打开consense.exe输入4y得到outfile和outtree(在phylip文件夹内)Outfile可以改为*.txt文件,用记事本打开阅读。
四、进化树编辑和阅读outtree可改为*.tre文件,直接双击在treeview里看;也可以不改文件扩展名,直接用treeview、PHYLODRAW 、NJPLOT等软件打开编辑。
系统进化树的构建方法
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系统进化树的构建方法系统进化树(systematic phylogenetic tree)是用于描述不同物种之间进化关系的一种图形化表示方法,可以帮助我们理解物种的起源、演化和分类。
构建系统进化树主要涉及到物种的分类学和进化生物学知识,以及系统发育分析方法。
下面将介绍系统进化树的构建方法。
1.选择研究对象:确定研究的物种范围,通常会选择有代表性的物种,包括已知的和新发现的物种。
2.收集DNA序列数据:从每个研究对象中提取DNA样本,并通过PCR扩增得到所需的基因序列。
常用的基因包括线粒体基因COI、核基因ITS 等,根据具体研究目的和对象进行选择。
3.序列比对:将收集到的DNA序列进行比对,通常采用计算机程序进行全局比对,比对结果会显示序列之间的同源区域和差异。
4. 构建系统进化树:有多种方法可以构建系统进化树,其中最常用的是系统发育建模方法,如最大简约法(maximum parsimony)、最大似然法(maximum likelihood)和贝叶斯推断(Bayesian inference)等。
最大简约法是最简单和最常用的构建系统进化树的方法之一、它基于简约原则,认为进化过程中最少的演化步骤是最可能的。
方法将不同物种的序列进行比对,统计共有的字符以及不同的字符,根据最小化改变的原则,得到进化树。
最大似然法使用概率模型来计算物种之间的进化关系,根据序列数据的概率分布确定最可能的进化树。
这种方法考虑了不同序列字符的不同演化速率以及序列之间的相关性。
贝叶斯推断方法基于贝叶斯统计学原理,通过计算不同进化树的后验概率来确定最有可能的进化树。
该方法能够对不同进化模型和参数进行全面的推断,但计算复杂度较高。
5.进行分支长度调整和进化树根的定位:进化树的分支长度表示物种间的差异,可以根据各个物种间的差异大小进行调整。
进化树的根通常是已知的进化历史或已知的进化事件,如灭绝事件等,可以通过分析群体间的基因流动等信息进行推断。
(完整)应用PHYLIP构建进化树的完整详细过程
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一、获取序列一般自己通过测序得到一段序列(已知或未知的都可以),通过NCBI的BLAST获取相似性较高的一组序列,下载保存为FASTA格式。
用BIOEDIT等软件编辑序列名称,注意PHYLIP在DOS下运行,文件名不能超过10位,超过的会自动截留前面10位。
二、多序列比对目前一般应用CLASTAL X进行,注意输出格式选用PHY格式。
生成的指导树文件(DND文件)可以直接用T REEVIEW打开编辑,形式上和最终生成的进化树类似,但是注意不是真正的进化树.三、构建进化树1.N—J法建树依次应用PHYLIP软件中的SEQBOOT。
EXE、DNADIST。
EXE、NEIGHBOR.EXE和CONSENSE.EXE打开.具体步骤如下:(1)打开seqboot。
exe输入文件名:输入你用CLASTAL X生成的PHY文件(*.phy).R为bootstrap的次数,一般为1000 (设你输入的值为M,即下两步DNADIST。
EXE、NEIGHBOR.EXE中的M值也为1000)odd number:(4N+1)(eg:1、5、9…)改好了y得到outfile(在phylip文件夹内)改名为2(2)打开Dnadist。
EXE输入2修改M值,再按D,然后输入1000(M值)y得到outfile(在phylip文件夹内)改名为3(3)打开Neighboor。
EXE输入3M=1000(M值)按Y得到outfile和outtree(在phylip文件夹内)改outtree为4,outfile改为402(4)打开consense。
exe输入4y得到outfile和outtree(在phylip文件夹内)Outfile可以改为*。
txt文件,用记事本打开阅读。
四、进化树编辑和阅读outtree可改为*.tre文件,直接双击在treeview里看;也可以不改文件扩展名,直接用treeview、PHYLODRA W、NJPLOT等软件打开编辑.TREEVIEW可以显示BOOTSTRAN值,序列较多(60条以上)的时候打开直接显示有明显的重叠,可以在打印预览中显示,或输出为EMF WMF图片文件看,但是序列较多时BOOTS TRAN值的显示位置比较乱,和序列名称有重叠。
构建系统进化树的方法步骤

构建系统进化树的方法步骤1. 建树前的准备工作1.1 相似序列的获得——BLASTBLAST是目前常用的数据库搜索程序,它是Basic Local Alignment Search Tool的缩写,意为“基本局部相似性比对搜索工具”(Altschul et al.,1990[62];1997[63])。
国际著名生物信息中心都提供基于Web的BLAST服务器。
BLAST算法的基本思路是首先找出检测序列和目标序列之间相似性程度最高的片段,并作为内核向两端延伸,以找出尽可能长的相似序列片段。
首先登录到提供BLAST服务的常用网站,比如国内的CBI、美国的NCBI、欧洲的EBI和日本的DDBJ。
这些网站提供的BLAST服务在界面上差不多,但所用的程序有所差异。
它们都有一个大的文本框,用于粘贴需要搜索的序列。
把序列以FASTA格式(即第一行为说明行,以“>”符号开始,后面是序列的名称、说明等,其中“>”是必需的,名称及说明等可以是任意形式,换行之后是序列)粘贴到那个大的文本框,选择合适的BLAST程序和数据库,就可以开始搜索了。
如果是DNA序列,一般选择BLASTN搜索DNA数据库。
这里以NCBI为例。
登录NCBI主页-点击BLAST-点击Nucleotide-nucleotide BLAST (blastn)-在Search文本框中粘贴检测序列-点击BLAST!-点击Format-得到result of BLAST。
BLASTN结果如何分析(参数意义):>gi|28171832|gb|AY155203.1| Nocardia sp. ATCC 49872 16S ribosomal RNA gene, complete sequenceScore = 2020 bits (1019), Expect = 0.0Identities = 1382/1497 (92%), Gaps = 8/1497 (0%)Strand = Plus / PlusQuery: 1 gacgaacgctggcggcgtgcttaacacatgcaagtcgagcggaaaggccctttcgggggt 60 |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| ||||||||| |||||Sbjct: 1 gacgaacgctggcggcgtgcttaacacatgcaagtcgagcggtaaggcccttc--ggggt 58Query: 61 actcgagcggcgaacgggtgagtaacacgtgggtaacctgccttcagctctgggataagc 120 || ||||||||||||||||||||||||||||||| | |||||| |||||||||||||Sbjct: 59 acacgagcggcgaacgggtgagtaacacgtgggtgatctgcctcgtactctgggataagc 118Score :指的是提交的序列和搜索出的序列之间的分值,越高说明越相似;Expect:比对的期望值。
upgma系统发育构建原理

upgma系统发育构建原理UPGMA(Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean)是一种常用的系统发育构建方法,也被称为加权平均群组法。
它基于一种原理,即越相似的物种在进化过程中越早分离,而越不相似的物种在进化过程中越晚分离。
UPGMA方法的基本思想是通过计算物种间的距离来构建进化树。
距离可以根据物种间的相似性或差异性来衡量。
在UPGMA中,距离被定义为物种间的平均距离,即将两个物种的距离相加后除以2。
这样做的好处是避免了过分关注某些个别物种的距离,使得整个进化树更加平衡。
UPGMA方法的构建过程如下:1. 首先,计算物种间的距离矩阵。
这可以通过比较它们的特征或基因序列等来实现。
距离矩阵是一个对称矩阵,其中的每个元素表示两个物种之间的距离。
2. 选择距离最小的两个物种作为一对,并将它们合并成一个新的群组。
这个新的群组的距离可以通过计算这两个物种的距离的平均值来获得。
3. 更新距离矩阵。
合并后的群组与其他物种的距离需要重新计算。
这可以通过计算新的群组与其他物种的平均距离来实现。
4. 重复步骤2和步骤3,直到所有的物种都被合并成一个群组,形成一颗完整的进化树。
UPGMA方法的优点是简单易懂,计算速度快。
但它也有一些局限性,比如对于一些复杂的进化关系,它可能无法准确地反映出物种间的真实关系。
总结起来,UPGMA方法是一种基于物种间距离的系统发育构建方法。
通过计算物种间的平均距离,并逐步合并最相似的物种,可以构建出一颗简单而合理的进化树。
这种方法在研究物种间的亲缘关系和进化历史时具有重要的应用价值。
系统进化树的构建
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系统进化树的构建一、什么是系统进化树系统进化树,又称为生命进化树或物种树,是描述生物进化关系的一种图形表达方式。
它通过比较不同物种之间的形态、生理特征以及遗传信息等多方面的数据,将它们按照演化顺序排列在一个分枝结构图中,以展示各个物种之间的亲缘关系和演化历程。
二、系统进化树的构建方法1. 形态学比较法形态学比较法是最早被使用的构建系统进化树的方法。
该方法主要通过对不同物种之间形态特征的比较,确定它们之间的亲缘关系。
例如,通过对鸟类翅膀长度和颜色等特征进行比较,可以确定它们之间的亲缘关系,并将它们排列在一个分枝结构图中。
2. 分子生物学方法随着分子生物学技术的发展,越来越多的研究者开始使用DNA序列等遗传信息来构建系统进化树。
这种方法主要是通过比较不同物种DNA 序列或蛋白质序列之间的差异性,来推断它们之间的亲缘关系。
例如,通过对人类、猩猩和大猩猩的DNA序列进行比较,可以确定它们在进化过程中的亲缘关系。
3. 综合方法综合方法是将形态学比较法和分子生物学方法结合起来,以获得更准确的系统进化树。
该方法主要是通过对不同物种之间形态特征和遗传信息等多方面的数据进行综合分析,来推断它们之间的亲缘关系。
例如,通过对恐龙化石的形态特征和DNA序列进行比较,可以确定它们在进化过程中的亲缘关系。
三、系统进化树的构建步骤1. 收集数据构建系统进化树需要收集大量的数据,包括形态特征、遗传信息等多方面的数据。
这些数据可以通过实验、文献调查等方式获取。
2. 数据处理收集到的数据需要进行处理和分析,以便于构建系统进化树。
这些处理包括序列比对、计算差异性等操作。
3. 构建树型结构在经过数据处理后,就可以开始构建系统进化树了。
该步骤主要是将不同物种之间的亲缘关系按照演化顺序排列在一个分枝结构图中。
4. 树型验证构建完系统进化树后,需要对其进行验证。
这可以通过计算分支长度、计算拓扑稳定性等方式来实现。
四、系统进化树的应用1. 生物分类学研究系统进化树可以帮助生物学家更准确地确定不同物种之间的亲缘关系,从而更好地进行生物分类学研究。
手把手教你构建系统进化树
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9、要学生做的事,教职员躬亲共做; 要学生 学的知 识,教 职员躬 亲共学 ;要学 生守的 规则, 教职员 躬亲共 守。2021/6/292021/6/29Tuesday, June 29, 2021
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/6/292021/6/292021/6/296/29/2021 8:10:36 AM
以外米缀蛾的cds为例,点击cdsTA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
17、儿童是中心,教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。2021/6/292021/6/292021/6/292021/6/29
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒,而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的,但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为,半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19 5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己,这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
3个基因构建进化树的方法
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3个基因构建进化树的方法进化是生物学中一个重要的概念,它描述了生物种群随时间的演化过程。
进化树是一种用来表示不同物种之间演化关系的图表,它可以帮助我们理解生物的演化历史和亲缘关系。
构建进化树的方法有很多种,其中一种常用的方法是基于基因序列的比较。
本文将介绍基于3个基因的构建进化树的方法。
基因是生物体内用来传递遗传信息的分子,它们以DNA的形式存在于细胞中。
每个物种的基因组中都有很多基因,其中一些基因在不同物种之间保持高度保守,也就是说它们的序列变化很小。
这些保守的基因可以用来构建进化树。
在构建进化树的过程中,我们需要选择适合的基因进行比较。
一般来说,选择的基因应该满足以下几个条件:首先,基因在不同物种中的序列变化应该相对较小,这样才能准确地反映物种之间的演化关系;其次,基因在不同物种中应该有足够的变异,这样才能提供足够的信息来推断进化关系;最后,基因的比较应该能够得到可靠的结果,这就要求我们选择那些已经被广泛研究和验证的基因。
在基因选择完毕后,我们需要获取各个物种的基因序列。
这可以通过DNA测序技术来实现,现代的测序技术已经非常高效和准确,可以快速得到大量的基因序列数据。
在获取到基因序列后,我们需要对这些序列进行比对和分析,以便得到物种之间的差异。
比对可以使用一些开源的软件来完成,比如BLAST和ClustalW等。
通过比对,我们可以得到物种之间基因序列的异同点,这些差异点可以用来推断进化关系。
基于比对结果,我们可以使用一些计算模型来构建进化树。
常用的计算模型有距离法、最大简约法和最大似然法等。
这些方法都是基于不同的原理来进行计算的,它们可以根据基因序列的差异程度来计算物种之间的进化距离,并将这些距离用树状图的形式展示出来。
进化树的构建过程是一个迭代的过程,通过不断调整模型参数,我们可以得到更准确的进化树。
基于3个基因的构建进化树的方法可以提高进化树的准确性。
因为多个基因的比较能够提供更多的信息,可以避免单个基因的局限性。
基因进化树的构建

基因进化树的构建
基因进化树(Phylogenetic tree)是用来描述不同物种或个体之间基因演化关系的一种图形表示方法。
构建基因进化树可以帮助我们了解物种之间的亲缘关系和演化历史。
以下是构建基因进化树的一般步骤:
1.收集基因序列数据:首先,需要收集感兴趣物种或个体的基因序列数据。
这些基因序列可以是DNA序列、蛋白质序列或其他分子标记。
2.序列比对:将收集到的基因序列进行比对,找出相同的区域。
这可以通过使用比对算法(如ClustalW、MAFFT等)来完成。
比对后的序列将有助于确定物种或个体之间的相似性。
3.构建进化模型:选择适合你的数据的进化模型。
进化模型描述了基因在演化过程中的变化方式。
常见的进化模型包括Jukes-Cantor模型、Kimur a模型、GTR模型等。
选择适当的模型可以提高进化树的准确性。
4.构建进化树:使用构建进化树的方法,如最大似然法(Maximum Li kelihood)、贝叶斯推断(Bayesian Inference)或距离法(Distance-based m ethods)来构建进化树。
这些方法基于序列的相似性和进化模型来计算物种或个体之间的进化距离或相似性。
5.进化树评估和解释:评估构建的进化树的可靠性和准确性。
可以使用统计方法(如Bootstrap分析)来评估节点的支持度。
解释进化树的结果,包括物种或个体之间的亲缘关系和演化历史。
MEGA构建系统进化树的步骤(以MEGA7为例)

MEGA构建系统进化树的步骤(以MEGA7为例)本文是看中国慕课山东大学生物信息学课程总结出来的分子进化的研究对象是核酸和蛋白质序列。
研究某个基因的进化,是用它的DNA序列,还是翻译后的蛋白质序列呢?序列的选取要遵循以下原则:1)如果DNA序列的两两间的一致度≥70%,选用DNA 序列。
因为,如果DNA序列都如此相似,它的蛋白质会相似到看不出区别,这对构建系统发生树是不利的。
所以这种情况下应该选用DNA序列,而不选蛋白质序列。
2)如果DNA序列的两两间的一致度≤70%,DNA序列和蛋白质序列都可以选用。
1. 将要用于构建系统进化树的所有序列合并到同一个fasta格式文件,注意:所有序列的方向都要保持一致( 5’-3’)。
想要做系统发生树先要做多序列比对,然后把多序列比对的结果提交给建树软件进行建树,所以在用MEGA建树时可以输入一个已经比对好的多序列比对,也可以输入一条原始序列,让MEGA先来做多序列比对,再建树(一般我们都是原始序列)。
所以我们以后者为例。
2.打开MEGA软件,选择主窗口的”File”→“Open A File”→找到并打开fasta文件,这时会询问以何种方式打开,我们是原始序列,需要先进行多序列比对,所以选择“Align”。
如果是比对好的多序列比对可以直接选择“Analyze”。
3.在打开的Alignment Explorer窗口中选择”Alignment”-“Align by ClustalW”进行多序列比对(MEGA提供了ClustalW和Muscle两种多序列比对方法,这里选择熟悉的ClustalW),弹出窗口询问“Nothing selected for alignment,Select all?”选择“OK”。
4. 之后,弹出多序列比对参数设置窗口。
这个窗口和EMBL在线多序列比对一样,可以设置替换记分矩阵、不同的空位罚分(罚分填写的是正数,计算时按负数计算)等参数。
进化树构建的基本过程(上)

进化树构建的基本过程(上)通过进化树,我们可以得到⼀些⾮常有价值的信息,⽐如说某⼏个物种在同⼀分⽀上,说明他们有着较近的亲缘关系,更有可能他们之间存在着祖先与进化的关系。
⽐如最近来势汹汹的新冠肺炎,下图为从⽹上找的冠状病毒遗传进化分析,其中图中2019-nCoV即为本次新型冠状病毒。
今天我们就来简单介绍⼀下进化树构建的基本过程。
这次我们以YTHDF家族和YTHDC家族作为例⼦来进⾏演⽰。
PART1准备1. 基因蛋⽩序列打开NCBI gene数据库(https:///gene/),将所要查询的基因名称输进去即可,例如分析⼈YTH家族,将该家族的5个基因(YTHDF1/2/3、YTHDC1/2)依次输进基因栏。
选择对应物种,例如此处分析⼈,选择Homo sapiens,选择要分析的序列,本⽂分析蛋⽩序列,点击NP链接,若要分析mRNA序列,点NM即可。
转进来后点击FASTA后即可看到该基因的蛋⽩序列,通过右上⽅send to发送⾄本地保存为fasta格式。
然后将5个基因蛋⽩序列合在⼀个fasta格式⽂件。
具体合并就是把⽂件⽤⽂本打开,然后粘贴到⼀起就⾏。
注意:所有序列的⽅向都要保持⼀致 ( 5’-3’)。
序列⼯作就做好啦另:Uniprot数据库(/)也可获取蛋⽩序列哦,步骤与此类似,⾃⾏探索即可2.下载MEGA软件官⽹(https:///)下载即可,有多种版本可供下载,由于本⼈电脑上为MEGA-X版本,下⾯就此版本介绍具体⽤法。
PART2序列⽐对做系统进化树之前要做多序列⽐对,将⽐对结果提交给MEGA建树。
打开MEGA,点击File→Open A File/Session…→找到⾃⼰要⽐对的序列,打开弹出对话框,选Align然后5条要⽐对的序列就进来啦!接下来我们进⾏序列⽐对,在Alignment⾥⾯有Alignment by ClustalW和Muscle两个选项。
其中ClustalWClustalW是现在⽤的最⼴和最经典的多序列⽐对软件,基本原理是⾸先做序列的两两⽐对,根据该两两⽐对计算两两距离矩阵,然后⽤NJ或者UPGMA⽅法构建Binary进化树作为guide tree,最后⽤progressive的⽅法根据guide tree逐步添加序列进⾏⽐对,⼀直到所有序列都⽐对好。
分子进化树构建的简要步骤(以蛋白为例)
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分⼦进化树构建的简要步骤(以蛋⽩为例)PhyML利⽤氨基酸序列建树步骤(核酸建树也可以作为参考)前⾔:本⽂阅读对象适合建树新⼿,⽣物信息学⾼⼿请勿嘲笑,其中有什么错误还恳请指点。
为什么要建树及其你要解决什么问题这⾥不做讨论,只是⼀个纯粹的建树过程,前期的序列收集过程⾃⼰费⼼,根据⾃⼰的需要来做。
这⾥主要是最⼤似然法来建树,NJ法像mega这些软件中都有集成,最新的mega7也集成ML法,不过模型及各种参数不⼀定适合你,所以学习多种多种⽅法也是有⽤的,PhyML速度较慢,如果数列数量较多、步长检验次数多,等待时间会很长,有可能达到⼏⼗⼩时,也与电脑配置有关,⼀般时间都是以⼩时计数,所以要有⼼理准备,如果数据量⼤,推荐⽤RaxML或其他⽅法建树,它处理速度要⽐PhyML 快,不过RaxML是纯命令操作,对不熟悉命令及参数意义的⼈有⼀定难度,我只在linux 下操作过,在win下没有使⽤过。
本⽂是⽤氨基酸建树过程,如果你是⽤核酸序列建树,也可以参考这个过程,核酸替代模型请⽤jmodeltest或其他同功软件计算。
由于PhyML计算过程⽐较长,做⼀遍⽐较耗时,推荐你⽤其他软件⽤NJ法先⾏试验建树,看看你选择的序列是否有效及符合你的预期结果,调整好序列后再⽤PhyML跑⼀遍看结果是否符合⾃⼰的要求。
PhyML有线上版本,只需要提交序列⽐对结果,设置模型参数,留下邮箱等待就会给你返回结果,不过时间不可控,根据⾃⾝情况选择线上还是本地⾃⼰建树。
⽔平有限,如有错误遗漏恳请各位指点。
如果在⽂库不能下载,可以去⽹盘下载,见⽂末。
●建树过程:序列准备-模型选择-建树及树的验证。
●环境准备:电脑^-^Windows或者Linux都可以(没试过mac,如果是mac环境,请参考具体的操作⼿册)、ProtTest、PhyMl及序列⽐对的软件,线上或本地都可以。
1.序列准备:在⾃⼰熟悉的数据库中(我⾃⼰⽐较熟悉Ncbi)上做blast,选取跟要建树蛋⽩同源的各物种序列,下载到本地,整合到⼀个fasta⽂件中,注意修改物种名称,字数最好不要太长,序列⽐对后.phy格式⽂件对⽂件名长度有限制(这个可能跟软件有关系,只要⾃⼰知道是什么物种,不⾄于混淆就⾏),注意规范性,fasta⽂件中最好除了>头标,字母及下划线不要有其他不相关的字符,因为如果后⾯你要⽤软件分析.phy⽂件的时候这些软件对.phy的格式要求⽐较变态,有其他多余字符它都会报错的(你如果在dos 下⽤命令合并⽂件请注意⽂件中最后⼀⾏的字符,请删除)。
MEGA 4构建进化树的步骤
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用MEGA 4构建进化树的过程
自己直接从NCBI对测序结果直接Blast,获得的比对结果选取同源性大于96%的序列,直接Download另存为.fasta格式,然后直接用MEGA打开一个序列,对下载的每个序列用记事本打开,检查序列的格式是否统一,再通过该软件的菜单栏的Edit→Insert Sequence From File(添加所要比对的的序列)→Alignment →Align by ClustalW→出现的界面点击OK→Data→Expert Alignment→MEGA Format(保存该文件并命名)→出现界面Protein Coding Nucleotide Sequence Data →点击NO→关闭该比对界面→出现界面Open The Data File in MEGA→点击YES→出现一个新界面,不用管它,点击另一个界面菜单Phylogeny→Bootstrap Test of Phylogeny→根据需要选择自己所要的进化树结构类型。
单倍型构建进化树流程
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单倍型构建进化树流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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以下是一般的单倍型构建进化树的流程:1. 数据收集:收集需要分析的物种的基因序列数据。
DNA进化树揭示了物种间的亲缘关系
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DNA进化树揭示了物种间的亲缘关系概述:自然界中存在着数量众多的物种,它们之间存在着复杂的亲缘关系。
为了揭示物种间的亲缘关系,科学家们使用了DNA进化树这一强大的工具。
通过比较物种的DNA序列,我们能够了解它们的共同祖先以及它们的演化历史。
DNA进化树的建立为生物学、生态学和进化理论等领域的研究提供了重要的依据和参考。
DNA进化树的基本原理:DNA进化树的基本原理是基于物种之间的DNA序列相似度来揭示它们的亲缘关系。
在自然选择和进化的过程中,物种的DNA序列会发生变异和累积差异。
这些差异反映了物种代际之间的演化关系和时间距离。
通过比较物种之间的DNA序列,科学家们可以推测它们的共同祖先和演化历史。
DNA进化树的建立过程:建立DNA进化树的过程包括收集物种样本、提取DNA、测定DNA序列、比较DNA序列、构建进化树和进行进一步的分析。
首先,科学家们收集不同物种的样本,可以是来自不同地区或不同环境的生物。
然后,他们从这些样本中提取DNA,并借助现代生物技术方法对DNA进行测序。
测定DNA序列后,科学家们将不同物种的DNA序列进行比较,计算它们之间的相似度。
根据这些相似度,科学家们使用计算机程序构建进化树,该树形象地表达了物种之间的亲缘关系。
最后,科学家们可以进行进一步的分析,如启示物种演化方式、挖掘共同祖先以及预测物种的演化趋势等。
DNA进化树揭示的亲缘关系:通过DNA进化树,我们可以深入了解物种之间的亲缘关系。
进化树以树状图的形式显示了物种的亲缘关系。
在进化树上,物种间较早分叉的节点代表了它们的共同祖先,而较近的分叉则代表了演化较新的物种。
树上的节点和分叉位置反映了物种之间的进化关系和时间距离。
除了揭示物种的亲缘关系外,DNA进化树还可以提供其他重要的信息。
例如,它可以揭示物种的地理分布和迁移路径,预测物种的进化趋势和适应能力。
此外,进化树还能帮助科学家们研究群落的结构和生态系统的功能,对于生态保护和物种保育也具有重要的意义。
构建系统进化树的详细步骤
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构建系统进化树的详细步骤1. 建树前的准备工作1.1 相似序列的获得——BLASTBLAST是目前常用的数据库搜索程序,它是Basic Local Alignment Search Tool 的缩写,意为“基本局部相似性比对搜索工具”(Altschul et al.,1990[62];1997[63])。
国际著名生物信息中心都提供基于Web的BLAST服务器。
BLAST算法的基本思路是首先找出检测序列和目标序列之间相似性程度最高的片段,并作为核向两端延伸,以找出尽可能长的相似序列片段。
首先登录到提供BLAST服务的常用,比如国的CBI、美国的NCBI、欧洲的EBI和日本的DDBJ。
这些提供的BLAST服务在界面上差不多,但所用的程序有所差异。
它们都有一个大的文本框,用于粘贴需要搜索的序列。
把序列以FASTA格式(即第一行为说明行,以“>”符号开始,后面是序列的名称、说明等,其中“>”是必需的,名称及说明等可以是任意形式,换行之后是序列)粘贴到那个大的文本框,选择合适的BLAST程序和数据库,就可以开始搜索了。
如果是DNA序列,一般选择BLASTN搜索DNA数据库。
这里以NCBI为例。
登录NCBI主页-点击BLAST-点击Nucleotide-nucleotide BLAST (blastn)-在Search文本框中粘贴检测序列-点击BLAST!-点击Format-得到result of BLAST。
BLASTN结果如何分析(参数意义):>gi|28171832|gb|AY155203.1| Nocardia sp. ATCC 49872 16S ribosomal RNA gene, completesequenceScore = 2020 bits (1019), Expect = 0.0Identities = 1382/1497 (92%), Gaps = 8/1497 (0%) Strand = Plus / PlusQuery: 1 gacgaacgctggcggcgtgcttaacacatgcaagtcgagcggaaaggccctttcgggggt 60|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| ||||||||| ||||| Sbjct: 1 gacgaacgctggcggcgtgcttaacacatgcaagtcgagcggtaaggcccttc--ggggt 58Query: 61 actcgagcggcgaacgggtgagtaacacgtgggtaacctgccttcagctctgggataagc 120|| ||||||||||||||||||||||||||||||| | |||||| ||||||||||||| Sbjct: 59 acacgagcggcgaacgggtgagtaacacgtgggtgatctgcctcgtactctgggataagc 118Score :指的是提交的序列和搜索出的序列之间的分值,越高说明越相似; Expect:比对的期望值。
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进化树的建立过程
1, 通过测序后,在NCBI 中进行BLAST 比对,看和哪个属中的种最近,从而确定进化树
中需比较的菌种,然后可以在权威的International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 杂志中看最近是否有你要建树的菌的图,从而更捷径的得到典型的建树对比菌株(一般上标为T)
2, 打开MEGA 4在Alignment →Query Databank s →
在上图红色圈出的空格处添加建树对比菌的登入号,然后直接点击上头的Add to Alignment ,以此添加,当然添加的量可多也可少,按照自己的要求,建的树越大需要比对的就越多,反之,亦然。
添加完之后会是如下的图形,可以参照。
3 添加完对比的后,将自己测序菌株序列导入
如果拿回来后的序列是文本文档,就需要将它转化成fasta 格式,其实也就是在文本文档上头加个“>”号就可以,但是序列字母必须是大写的,如果是小写的,可以在DNAman 中转化成大写的(或者在EditSeq 中的先全选择序列后在edit 的reverse case 中转变,后如下操作),并且需每列中的数字去掉,保存为fasta 格式后,
这里输入建树的登入号
在MEGA的Edit→insert sequences to file将保存的fasta文件导入MEMA中,如果导入的序列是互补链的话,直接在添加的里面,点击导入链,右击后点击互补就行,选中所有的序列后,在Alignmen t选项中选中Align by clustalw让其自动分析后,出现这样的界面,然后在Date选项中输出格式选择为MEGA格式保存
4 再一次启动软件将上一步保存的文件打开,然后在我红色标记的采用的是“邻接法”建树。
然后点击“computer“就可以输出图了
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