系统进化树的制作共36页
系统发育进化树构建
系统发育进化树构建1. 什么是系统发育进化树？系统发育进化树（Phylogenetic Tree），也称为系统树或进化树，是生物学中常用的一种图形表示方法，用于展示不同物种之间的亲缘关系以及它们的进化历史。
系统发育进化树可以帮助我们理解生物多样性的起源、演化以及物种之间的关系。
2. 构建系统发育进化树的方法2.1 形态学特征比较法形态学特征比较法是构建系统发育进化树最早也是最常用的方法之一。
通过比较不同物种的形态特征，如体型、颜色、器官结构等，来推断它们之间的亲缘关系。
这种方法适用于无法进行分子遗传学研究的古生物学领域。
2.2 分子遗传学方法分子遗传学方法是目前构建系统发育进化树的主要手段之一。
它利用DNA、RNA、蛋白质等分子的序列信息来推断不同物种之间的亲缘关系。
常用的方法包括序列比对、构建进化模型、计算进化距离等。
2.3 组织化石记录法组织化石记录法是通过研究化石中的细胞结构、细胞组织等信息，来推断不同物种之间的亲缘关系。
这种方法适用于无法获取分子遗传学信息的古生物学领域。
3. 构建系统发育进化树的步骤3.1 收集相关数据构建系统发育进化树的第一步是收集相关的数据，包括形态学特征数据、分子序列数据或化石记录数据。
数据的准确性和全面性对于构建准确的进化树非常重要。
3.2 数据处理与分析在收集到数据后，需要对数据进行处理和分析。
对于形态学特征数据，可以通过比较不同物种的特征值来计算相似性矩阵；对于分子序列数据，可以进行序列比对和计算进化距离等操作。
3.3 构建进化模型在数据处理与分析的基础上，需要选择合适的进化模型来描述不同物种之间的进化关系。
常用的进化模型包括NJ（Neighbor-Joining）方法、ML（Maximum Likelihood）方法和Bayesian方法等。
3.4 构建进化树在选择了合适的进化模型后，可以利用计算机软件或在线工具来构建进化树。
常用的软件包括MEGA、PAUP*和MrBayes等。
系统进化树制作步骤MEGA5.10
系统进化树制作步骤MEGA5.10系统进化树制作步骤MEGA5.1
先要把格式弄成该软件识别的meg格式，fasta格式也⾏，只要能够导⼊1导⼊，点击左上⾓Align，选择创建新的⽐对Alignment，点击OK，
2提⽰创建DNA分析⽂件，进⼊如下右边界⾯
3打开fasta格式的序列⽂件，如下
4选择Alignment中的⽐对选项，使⽤Clastaw⽐对，会有⽐对参数，默认即可，点OK，会⾃⾏完成⽐对。
5⽐对好的⽂件须保存，选Data中的save session，提⽰保存命名
即导⼊数据如右。
7选中带有TA的⽅框，如上图，点击主界⾯上的进化树选项，如下图中间，可选择不同的进化树类型，⼀般⽤NJ树。
8出现提⽰参数，默认即可，点compute执⾏。
会完成进化树
9做好的进化树可以以图⽚⽅式保存。
系统进化树的制作
外群 此为树根
此为MP法原始的树
此为MP法经过Bootstrap计 算的树 并选择左边图标Place Root on Branch选择外群
树上的数字代表自展支持率，支持 率越高就代表属于这一支的可能性 越高，图上属于同一支的即代表在 进化上相对较近。
外群 此为树根
对比NJ法和MP法做出来的树， NJ法的自展支持率相对较高，且 两树中个别序列的位置也不同。
设置Bootstrap值为100
此为原始的树
此为经过Bootstrap计算的树 并选择左边图标Place Root on Branch选择NC 006081 作为外群
树上的数字代表自展支持率，支持率 越高就代表属于这一支的可能性越高， 图上属于同一支的即代表在进化上相 对较近。
外群
此为树根
对比NJ法和MP法做出来的树， NJ法的自展支持率相对较高，且 两树中个别序列的位置也不同。
此为原始的树
此为经过Bootstrap计算的树 并选择左边图标Place Root on Branch 选择NC 006081为外群
树上的数字代表自展支持率，支持率 越高就代表属于这一支的可能性越高， 图上属于同一支的即代表在进化上相 对较近。
外群 此为树根，即所有 物种最近共同祖先
选择最大简约法（MP法）构建系统发育树
打开ClustalX
进行完全比对
由于后面无法用aln格式转化的meg格式打开， 所以此改用fasta格式保存并命名为cob2
选择此项可打开比对过的文件
选择邻接法（为两两删除
设置模型为Kimura-2-Parameter
以同样的方法制作 cox1序列的系统发育树 结果如下
此为NJ法的原始树
此为NJ法经过Bootstrap计 算的树 并选择左边图标Place Root on Branch选择NC 006081 作为外群
系统进化树的构建方法
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。
作系统进化树的方法
作系统进化树的方法系统进化树（Phylogenetic tree）是一种表示生物物种之间进化关系的图形结构。
它基于生物的遗传物质或形态特征等数据，通过一定的算法和模型来构建，以揭示物种之间的亲缘关系和进化历程。
以下是构建系统进化树的一般步骤：1. 数据收集：首先需要收集用于构建进化树的基因或形态特征数据。
这通常涉及从各种来源获取DNA、蛋白质或其他分子序列数据，或者从博物馆和标本馆获取生物形态特征数据。
2. 序列比对：对于DNA或蛋白质序列数据，需要将这些序列进行比对，以确保它们可以一起进行比较和分析。
3. 选择适当的距离度量：在构建系统进化树时，需要计算物种之间的“距离”。
这些距离是基于序列或形态特征的差异来计算的。
有多种方法可以计算这些距离，例如基于遗传物质的p距离（代表两个序列之间的差异比例）或形态特征的欧几里得距离。
4. 选择合适的建树算法：系统进化树可以通过多种算法来构建，包括但不限于UPGMA（Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean）、WPGMA（Weighted Pair Group Method with Arithmetic Mean）、WPGMC（Weighted Pair Group Method with Centroid Linkage）、Neighbor Joining、Fitch-Margoliash、Maximum Parsimony、Maximum Likelihood等。
选择哪种算法取决于你的具体需求和所处理数据的性质。
5. 构建系统进化树：使用选择的算法和距离度量，将物种按照它们的亲缘关系分组。
这一步通常涉及到一个迭代过程，其中算法会尝试不同的分组方案，直到找到一个最优解。
6. 评估和验证树：一旦构建了系统进化树，就需要对其进行评估和验证，以确保其合理性和可靠性。
这通常涉及使用多种统计测试和可视化工具，例如Bootstrapping、P-distance、Tree-bisection-reconnection (TBR) 操作等。
手把手教你构建系统进化树
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
系统进化树的构建
分子系统发育的核心为构建系统发育进化树
系统进化树
进化拓扑结构： 进化树中不同枝的拓扑图形。 根：所有分类的共同祖先。 结点：表示一个分类单元。
结 点
人
进化支
结点
猩 猩
进化支：两种以上生物（DNA序列）及 其祖先组成的树枝。
进化分支长度： 用数值表示的进化枝的变化程度（遗 传距离） 根 距离标尺： 生物体或序列之间差异的 数字 尺度。 一个单位 外群： 与分析序列相关的生物序列且具有较远的 亲缘关系
• 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
3、比对序列，在Alignment中点击Align by ClustalW
4、输出数据：Data中点击Export Alignment→MAGE Form，命名保存
保存
打开比对结果
5、建树：Phylogeny中点击Construct Phylogeny
•实例讲解
下面我们以XK为例 1、下载所需的各个氨基酸序列,序列以Fasta格式保存于txt文本中。 序列下 载完之后，汇总到一个txt文本中。
2、在MAGE4中打开序列
打开MAGE4→Alignment→ Alignment Explorer
Edit框点击Inter Sequence From File打开 汇总序列
适用序列有很高相似性时
• 3. 最大似然法 (maximum likelihood, ML)
手把手教你构建系统进化树
生物多样性的研究
生物多样性起源
系统进化树有助于研究生物多样性的起源和演化，了解不同物种的起源和演化历程。
生物多样性分布
通过分析不同地区或生态系统中的系统进化树，可以研究生物多样性的地理分布和生态分布。
生物地理学的研究
物种分布
系统进化树揭示了物种的分布特征和演化历程，有助于研究物种分布的规律和机制。
蛋白质结构预测
结合蛋白质结构预测技术， 从蛋白质结构层面揭示物 种间的进化关系。
新的解读方法的研究
树的可视化
研究如何将进化树以更直观、易懂的方式呈现， 帮助用户更好地理解物种间的进化关系。
树的意义
探索进化树在生物多样性保护、生物进化研究等 方面的实际应用价值。
树的可解释性
研究如何将进化树的构建过程和结果以可解释的 方式呈现，提高用户对进化树的理解和信任。
03 常用的构建系统进化树的 方法
Neighbor-Joining方法
总结词
基于距离矩阵的构建方法
详细描述
Neighbor-Joining方法是一种基于距离矩阵的进化树构建方法，通过比较不同物种之 间的进化距离，将距离最近的两个物种先聚类在一起，然后逐步添加其他物种，直到所
有物种都被包含在进化树中。
树的构建
树构建
详细描述：在完成序列比对后，可以使用各 种算法和软件工具来构建系统进化树。常用 的方法有距离矩阵法和最大似然法等。这些 方法基于不同的原理和假设，可以根据具体 情况选择适合的方法。构建系统进化树的过 程通常需要多次迭代和优化，以确保树的准
确性和可靠性。
树的优化
优化调整
VS
详细描述：在初步构建出系统进化树 后，需要进行优化调整。这一步骤包 括对树的布局、分支长度和节点标注 等进行调整，以提高树的易读性和可 解释性。此外，还可以使用各种软件 工具和可视化技术来增强树的可视化 效果和交互性。
系统进化树的制作
此为原始的树
此为经过Bootstrap计算的树 并选择左边图标Place Root on Branch 选择NC 006081为外群
树上的数字代表自展支持率，支持率 越高就代表属于这一支的可能性越高， 图上属于同一支的即代表在进化上相 对较近。
外群 此为树根，即所有 物种最近共同祖先
选择最大简约法（MP法）构建系统发育树
外群 此为树根
此为MP法原始的树
此为MP法经过Bootstrap计 算的树 并选择左边图标Place Root on Branch选择外群
树上的数字代表自展支持率，支持 率越高就代表属于这一支的可能性 越高，图上属于同一支的即代表在 进化上相对较近。
外群 此为树根
对比NJ法和MP法做出来的树， NJ法的自展支持率相对较高，且 两树中个别序列的位置也不同。
以同样的方法制作 cox1序列的系统发育树 结果如下
此为NJ法的原始树
此为NJ法经过Bootstrap计 算的树 并选择左边图标Place Root on Branch选择NC 006081 作为外群
树上的数字代表自展支持率，支持 率越高就代表属于这一支的可能性 越高，图上属于同一支的即代表在 进化上相对较近。
设置Bootstrap值为100
此树 并选择左边图标Place Root on Branch选择NC 006081 作为外群
树上的数字代表自展支持率，支持率 越高就代表属于这一支的可能性越高， 图上属于同一支的即代表在进化上相 对较近。
外群
此为树根
对比NJ法和MP法做出来的树， NJ法的自展支持率相对较高，且 两树中个别序列的位置也不同。
打开ClustalX
进行完全比对
由于后面无法用aln格式转化的meg格式打开， 所以此改用fasta格式保存并命名为cob2
手把手教你构建系统进化树-课件
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
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。
设定完成，点compute，开始计算得到进化树构建的 结果。
双击文字，可以修改树枝后的名称，名称要么全部 斜体，要么全部不斜体，无法只让拉丁文斜体
双击文字，可以修改树枝后的名称，名称要么全部 斜体，要么全部不斜体，无法只让拉丁文斜体
系统发育进化树优化后，复制黏贴到WORD里，用Microsoft office打 开可直接在原图上编辑，将拉丁文斜体，用WPS office打开无法在原 图上编辑，需要用画图软件将拉丁文斜体
数阅
学读
使使
人人
精充
细实
；；
博会
物谈
使使
人人
深敏
沉捷
；；
You made my day!
伦 理 使 人 庄 重 ； 逻 辑 与 修 辞 使 人 善 辩 。
写 作 与 笔 记 使 人 精 确 ； 史 鉴 使 人 明 智 ； 诗
歌
使
人
巧