进化树(精美自制)PPT
系统进化树的构建 图文【精选】共37页PPT
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵, 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法, 总体上 来说, 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日,便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持,法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例,它们 迅速累 聚,进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
25、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢!
40、人类法律,事物有规律,这是不 容忽视 的。— —爱献反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
浅谈系统发育分析及进化树制作课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 系统发育分析简介 • 进化树基本概念 • 进化树的制作方法 • 系统发育分析的挑战与未来发展 • 实践案例分享 • 总结与展望
01
系统发育分析简介
定义与重要性
定义
系统发育分析是一种研究生物种群进化历程和亲缘关系的方法,通过比较不同 物种间的基因、蛋白质等分子序列差异,构建进化树来揭示生物的演化关系。
重复构建
为确保结果的稳定性,对同一数据集进行多次重复构 建进化树。
01
系统发育分析的挑 战与未来发展
当前面临的主要问题
数据获取与整合
系统发育分析需要大量的基因序 列数据,如何高效获取和整合这 些数据是一个挑战。
算法复杂度与计算
资源
随着数据量的增长,传统的系统 发育分析算法面临计算效率和资 源消耗的挑战。
物种间基因序列差
异
不同物种的基因序列存在较大差 异,如何准确识别和比较这些差 异是系统发育分析的关键。
未来发展方向与趋势
Байду номын сангаас
01
大数据技术的应用
利用大数据技术对海量基因序列 数据进行处理和分析,提高系统 发育分析的效率和准确性。
02
算法优化和并行计 算
通过算法优化和并行计算技术, 降低系统发育分析的计算复杂度 ,提高计算效率。
基于已知物种的进化关系 ,构建一棵假设树,常用 软件如RAxML。
贝叶斯法
基于贝叶斯统计理论,模 拟基因序列的进化过程, 常用软件如MrBayes。
参数设置与优化
模型选择
根据基因序列的特点选择合适的进化模型,如GTR、 GTR+I+G等。
系统进化树的构建精品PPT课件
• 构建我们自己的Fasta 文件
Fasta文件是直接可以从数 据库中下载得到的,但是 根据实际要求的不同,有 时候我们需要自己构建 Fasta文件。 如果您已近有了想用来构 建进化树的序列,您可以 如右图所示构建自己的文 件,文件的保存格式是: 文件名.txt
•实例讲解
下面我们以版纳病毒为例,构建系统进化树。 首先我们要下载我们所需的序列。
优点为:简单易用
最新版本下载/地址为:http:/
•实例讲解
下一步我们将介绍如何用MEGA构建我们的进化树,首先请大 家用MEGA软件将我们之前保留的Fasta文件打开这时候会有 两个窗口,选择File标签-->Convert to Mega.
工具条
菜单栏
•实例讲解
选择File标签-->Convert to Mega.
与分析序列相关的生物序列且具 有较远的亲缘关系
根
分支 长度 狒
狒
一个单位
距离标尺
外群
系统发育进化树示例
系统发育树重建分析步骤
多序列比对(自动比对,手工校正) 选择建树方法 建立进化树 进化树评估
系统发育树重建的基本方法
• 1. 距离法 (distance)
适用序列有较高相似性时
• 2. 最大简约法 (maximum parsimony, MP)
• 按路径输入刚才生成的 *.PHY文件;为了避免输入路径的繁 琐,可以直接将文件COPY至PART2文件夹中。
• 第二步:点击回车,出现参数设置页面。设定适当参 数;输出outfile文件。
• 第二步:设置参数后,输入Y。出现Random number seed 设置提示行。
Random number seed :进化树进行抽样时从第几棵树开始。
mega操作过程多序列比对进化树ppt文档
1 2 3 4 5 6 7 8 91 ⅠY D G G A V - E AL ⅡY D G G - - - E AL ⅢF E G G I L V E AL
ⅣF D - G I L V Q AV ⅤY E G G A V V Q AL
表1 多序列比对的定义 表示五个短序列(I-V)的比对结果。通过插入空位,使5个序列中 大多数相同或相似残基放入同一列,并保持每个序列残基顺序不变
➢ 在NCBI/EBI的FTP服务器上可以找到下载的软件包。 ClustalW 程序用选项单逐步指导用户进行操作,用户 可根据需要选择打分矩阵、设置空位罚分等。
ftp:///pub/software/
➢ EBI的主页还提供了基于Web的ClustalW服务,用户可以 把序列和各种要求通过表单提交到服务器上,服务器 把计算的结果用Email返回用户(或在线交互使用)。
计算机程序自动比对 ➢ 通过特定的算法(如穷举法,启发式算法等),由计算机程 序自动搜索最佳的多序列比对状态。
穷举法
穷举法(exhaustive alignment method)
➢ 将序列两两比对时的二维动态规划矩阵扩展到多维矩阵。即用 矩阵的维数来反映比对的序列数目。这种方法的计算量很大, 对于计算机系统的资源要求比较高,一般只有在进行少数的较 短的序列的比对的时候才会用到这个方法
概念 多序列比对的意义 多序列比对的打分函数 多序列比对的方法
1、概念
多序列比对(Multiple sequence alignment) ➢ align multiple related sequences to achieve optimal matching of the sequences.
mega操作过程多序列比对进化树
浅谈系统发育分析及进化树制作45页PPT
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里,没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多,公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿;只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
一文读懂进化树(图文详解)
⼀⽂读懂进化树(图⽂详解)⽬录Content⼀、什么是进化树⼆、进化树的构成1. 根 (Root)2. 结点 (Node)3. 进化⽀ (Branch)4. 外群5. 进化分⽀长度6. 距离标尺7. Bootstrap value三、进化树评估1. Bootstrap检验2. 重复取样值3. Bootstrap value 阈值4. Bootstrap value 与分⽀四、⼏种进化树图1.经典树图(Traditional)Rectangle Tree2.圈图(Circle Tree)3.辐射树(Radiation Tree)什么是进化树系统发育进化树 (Phylogenetic tree):⼀般也叫系统进化树,进化树。
它可以利⽤树状分⽀图形来表⽰各物种或基因间的亲缘关系。
建进化树的过程,⽤术语讲:分⽀系统发育分析 (Molecular phylogenetic analysis):是⽤来研究物种或序列进化和系统分类的⼀种⽅法。
⼀般研究对象是碱基序列或氨基酸序列,通过数理统计算法来计算⽣物间进化关系。
最后,根据计算结果,可视化为系统进化树。
进化树的构成我们模拟⼀个项⽬,使⽤⼈和⿏的各两个基因做进化树,结果如下:可以看到上⾯有⼀堆标注,下⾯来看看它们代表什么意义:1. 根 (所有分⽀的共同祖先叫做根根据有⽆根可分为:有根树:上⾯的图就是有根树,可以从树中找到共同的祖先。
⽆根树:顾名思义,没有根,也就找不到共同的祖先。
⽐如后边会提到的 Straight Tree2. 结点 (每个结点代表⼀个分类单元,物种上可以是属,种群等,基因上可以是基因家族,同源物等。
这⾥需要注意,有的⼈会把 node 翻译为节点,但是节点与结点有着不⼀样的含义:节点:通常被认为是⼀个实体,⽐如互联⽹上的每台计算机,蛋⽩互作⽹络的每个蛋⽩质。
结点:只是⼀个交叉点,指交汇点,并不代表⼀个实体或事物但是,也有另外⼀种解释:这种解释将 node 分为外部节点与内部节点:外部节点⼜叫叶节点,也就是最外层的⼈基因1,⼈基因2等,代表参与分析的序列样本内部节点,也就是我们使⽤蓝⾊标注的位置,代表假定祖先。
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每个分支在不同此取样时出现的频率赋予该分 支一个百分比。 如果严格根据统计学概念,该百分比要大于95 %才认为该分支可信。在实际应用中该值大于 75%就认为可信。
A.重新取样(100-1000 time).
由于HCV基因1型用干扰素治疗的效果不佳。
病毒基因型分型对预防策略的影响(HEV)
净化环境,保 持水源清洁
给易感者接种 HEV疫苗
免食生肉
给猪接种HEV 疫苗,切断传 染源头。
净化环境,保 持水源清洁
给易感者接种 HEV疫苗
传染的来源
利用构建系统发生树的方法,可揭示时间 和地点相距较远的病毒分离株之间的同源 性,从而发现某一流行事件是过去流行株 复发还是从外界传入,对控制病毒的流行 具有重要意义。
基于特征的建树方法
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。
ML-最大似然法
选取一个特定的替代模型来分析给定的一 组序列数据,使得获得的每一个拓扑结构 的似然率都为最大值,然后再挑出其中似 然率最大的拓扑结构作为最优树。
最大似然法的建树过程是个很费时的过程 ,因为在分析过程中有很大的计算量,每 个步骤都要考虑内部节点的所有可能性。
指导疾病的预防(HEV genotype Ⅰ Ⅳ)
有助研究病毒的分子流行病学意义
揭示传染的来源
监控和预测
为疫苗的选定提供依据
基因分型对HCV临床治疗的指导意义
HCV(丙型肝炎病毒)基因分型及血清HCV RNA定量测定对于预治疗疗效及决定治疗方案有重 要意义。 非基因1型(2、3型)感染者用干扰素加小剂量 利巴韦林800mg/d治疗24周即可获得较好的疗效。 而基因1型者疗效较差(特别是病毒负荷较高者 ),应给予更长的疗程(48周),并需更大剂量的 利巴韦林(1000~1200mg/d)。
导入成功
点击W,进行比对
比对完成后删除序列两端不能完全对齐的碱基。
点击系统发生分析。
然后,关闭该窗口,在弹出的对话框中选择保存 文件。
Bootstrap 选择 1000,点 Computer,开始计算
计算完毕后,生成系统发生树。
4.系统发生树应用
指导疾病的预防与治疗
指导疾病的临床治疗(HCV)
系统发生树构建方法的选择
系统发生树的可靠性
用截然不同的距离矩阵法与简约法分析一 个数据集,如果能够产生相似的系统发生 树,这样的树可以认为是可靠的
用Bootstrap(自展法)检验
Bootstrap-自展法
从排列的多序列中随机有放回的抽取某一列, 构成相同长度的新的排列序列。
重复上面的过程,得到多组新的序列。 对这些新的序列进行建树,再观察这些树与原
无根树只表明了节点之间的关系,而没有关于进化发生方向的信息。
2.系统发生树的构建方法
Distance-based methods 基于距离的方法
Unweightedpair group method using arithmetic average (UPGMA) 非加权分组平均法
Minimum evolution(ME)最小进化法
Neighbor joining(NJ)邻位归并法
Character-based methods 基于特征的方法
Maximum parsimony(MP)最大简约法
Maximum likelihood method(ML)最大似然法
1/29/2020
7
基于距离的建树法
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)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。
分枝
末端节点
代表分类单位 (基因、蛋白、 形态等)用于 进化树的构建
外部节点或树根
(代表此树的同 一祖先)
内部节点或分枝点
(代表分类单位的假 设祖先)
系统发生树可分为有根树和无根树
Ⅰ
ⅡⅢ ⅣⅤ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅴ
Ⅲ
根
时间
Ⅳ
⑴ 有根树
⑵ 无根树
有根树种,单一的节点指派为共同的祖先,从祖先节点只有唯一的路 径进化到达其他任何节点。
3 : TAACC…T
4 : AACTT…T
4 : TGGGA…T
11244 x
47789…x
12345 100 1 : AGGTA…T 2 : AGGAC…G 3 : AAAAC…A 4 : AAAGG…C
15578… x
Sp1 Sp2
Sp3 Sp4
Sp1 Sp2
Sp3 Sp4
Sp1
Sp2 Sp3
近邻归并法是由非加权分 组平均法(UPGMA)法 演变出的另一种常用的方 法,强调配对物种,由此 构造一棵分支长度总和最 小的树。
邻位归并法构建的进化树 相对准确,计算快捷。其 缺点是序列上的所有位点 都被同等对待,而且,所 分析的序列的进化距离不 能太大。
NJ-邻位归并法
从星状开始,首先连接两个相 邻的序列,并筛选出分支总长 最短的树,直到最后。
47789…2 : AGGAC…G 3 : AAAAC…A 4 : AAAGG…C
15578… x
B. 每组取样重建发生树。
12345 100
12345 100
1 : AATTT…T
1 : TTTAT…T
2 : AATTT…G
2 : TAACC…G
3 : AACTT…T
Sp4
C. 计算各分支出现的可信度
Sp1 Sp2
Sp3 Sp4
Sp1 Sp2
Sp3 Sp4
Sp1
Sp2 Sp3
Sp4
67% 100%
Sp1 Sp2
Sp3 Sp4
In 67% of the data sets, the split between SP1+SP2 and the rest of the tree was found.
12345 100 1 : ATCTG…A 2 : ATCTG…C 3 : ACTTA…C 4 : ACCTA…T
12345 100 1 : AATTT…T 2 : AATTT…G 3 : AACTT…T 4 : AACTT…T
11244 x
12345 100 1 : TTTAT…T 2 : TAACC…G 3 : TAACC…T 4 : TGGGA…T
基因进化树的定义
基因进化树是基于核酸或蛋白序列构建 的进化树——分子进化树。 绘制基因进化树,对病毒的全长或部分 基因序列进行同源性比较与分型,有助探讨 病毒的分型,不同地方株的亲缘关系,传染 的来源与流行关系等方面的问题。
边 节点
进化树的基本概念
分类单位 (基因、蛋 白、形态等) 用于进化树 的构建
分子进化与系统发育分析软件
3.发生树构建演示
MEGA软件——系统发育树构建方法
然后,导入需要构建系统进化树的序列:
点击OK:
如果是 DNA 序列,点击 DNA,如果是蛋白序列, 点击 Protein。
出现新的对话框,创建新的数据文件
如果是 DNA 序列,点击 DNA,如果是蛋白序列, 点击 Protein。
系统发生树的分析与应用
专业:流行病与卫生统计 方向:分子流行病学
主要内容
1
系统发生树的相关概念
2
发生树的构造与评价方法
3
发生树构建演示
4
系统发生树的应用
1.系统发生树的相关概念
系统发生树(Phylogenetic tree)又称为系统进化树,是 表明被认为具有共同祖先的各 物种间演化关系的树。用来描 述物种之间的进化关系。
WHO每年根据系统发生树推荐流 感疫苗
WHO在全球有6个人流感参比 实验室( reference Lab ),2个 动物流感参比实验室。
对当年流行的毒株进行序列分 析(人流感/动物流感)。
选定当年主要流行分支的数种 根部毒株为预选疫苗。
评价预选疫苗的免疫原性和免 疫保护性——确定推荐疫苗株 。