(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3

M=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4

y

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。

PHYLODRAW的编辑功能较强,可以自由调节X、Y轴的长度。输出格式为BMP、PS格式.缺点是不能直接显示BOOTSTRAN值,包括打开TREEVIEW输出的NEX文件,而且输出的BMP文件不全,类似截屏文件,我用PHOTOSHOP进行拼接合成,添加BOOTSTRAN值和注解符号等.据说也可以将PS文件用记事本打开,改变其中的字号,然后通过ADOBE DISTRILLOR将PS转化为PDF,就可以解决问题。如果发现还有重叠,可以再次改变PS文件中的字号大小,直到合适为止。

NJPLOT可以显示BOOTSTRAN值和分值长度。但是不能调节图片X、Y轴的长度。

建MP,ML树将Dnadist和Neighboot两步分别改为Dnapars和Dnaml,其余步骤相同。据说ML法序列较多是非常耗时,我没有尝试.因为我的序列较多。

也可以用CLASTAL X中的BOOTSTRAN N-J TREE法生成进化树,TREE菜单输出格式选项(OUTPUT F ORMAT OPTION)中的BOOTSTRAN LABELS ON 选NODE(节点).在treeview里,选择tree菜单,然后把show internal edge lables 的选项打勾了,直接打开生成的文件bootstrap的值就可以显示出来。

下面介绍几个软件的使用。首先是 PHYLIP。其是多个软件的压缩包,下载

后双击则自动解压。当你解压后就挥发现PHYLIP 的功能极其强大,主要包括五

个方面的功能软件:i,DNA 和蛋白质序列数据的分析软件。ii,序列数据转变

成距离数据后,对距离数据分析的软件。 iii,对基因频率和连续的元素分析的

软件。iv,把序列的每个碱基/氨基酸独立看待(碱基/氨基酸只有0和1的状态

时,对序列进行分析的软件.v,按照 DOLLO 简约性算法对序列进行分析的软

件。vi,绘制和修改进化树的软件.在此,我主要对前两种功能软件进行说明。

我们现在有几个序列如下:

Mo3 ATGTATTTCGTACATTACTGCCAGCCACCATGAATATTGCACGGTACCAT

Mo5 ATGTATTTCGTACATTACTGCCAGCCACCATGAATATTGTACGGTACCAT

Mo6 ATGTATTTCGTACATTACTGCCAGCCACCATGAATATTGTACGGTACCAT

Mo7 ATGTATTTCGTACATTACTGCCAGCCACCATGAATATTGTACAGTACCAT

Mo8 ATGTATTTCGTACATTACTGCCAGCCACCATGAATATTGTACAGTACCAT

Mo9 ATGTATCTCGTACATTACTGCCAGCCACCATGAATATTGTACGGTACCAT

Mo12 ATGTATTTCGTACATTACTG CCAGCCACCATGAATATTGTACGGTACCAT

Mo13 ATGTATCTCGTACATTACTGCCAGCCACCATGAATATTGTACGGTACCAT

要对这8个序列进行进化树分析,按照上面的步骤,首先用 CLUSTALX排列序

列,输出格式为*。PHY。用记事本打开如下图:

图中的 8 和 50 分别表示 8 个序列和每个序列有 50 个碱基。然后,打开软件

SEQBOOT,如下图:

按路径输入刚才生成的*。PHY文件,并在Random number seed (must be odd) ?

的下面输入一个4N+1 的数字后,屏幕显示如下:

图中的 D、J、R、I、O、1、2 代表可选择的选项,键入这些字母,程序的条件

就会发生改变。D选项无须改变。J 选项有三种条件可以选择,分别是Bootstrap、

Jackknife 和 Permute。文章上面提到用 Bootstraping 法对进化树进行评估,所谓

Bootstraping 法就是从整个序列的碱基(氨基酸)中任意选取一半,剩下的一半

序列随机补齐组成一个新的序列。这样,一个序列就可以变成了许多序列。一个

多序列组也就可以变成许多个多序列组.根据某种算法(最大简约性法、最大可

能性法、除权配对法或邻位相连法)每个多序列组都可以生成一个进化树。将生

成的许多进化树进行比较,按照多数规则(majority-rule)我们就会得到一个最

“逼真”的进化树。Jackknife则是另外一种随机选取序列的方法。它与Bootstrap

法的区别是不将剩下的一半序列补齐,只生成一个缩短了一半的新序列。Permute

是另外一种取样方法,其目的与 Bootstrap和Jackknife法不同,这里不再介绍。

R 选项让使用者输入 republicate 的数目。所谓 republicate 就是用 Bootstrap 法生

成的一个多序列组。根据多序列中所含的序列的数目的不同可以选取不同的

republicate。当我们设置好条件后,键入 Y按回车。得到一个文件outfile

Outfile用记事本打开如下:

这个文件包括了100个republicate。

打开DNAPARS(最大简约性法)或DNAML(最大可能性法)软件.将刚才生

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