基于MATLAB生物信息学工具箱构建分子系统发生树
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张 乐平 黄 非 闵 波 李 东方
（ 二军医大 学计算 机教研 室 第 上 海 ２ ０３ ） ０４ ３
［ 要］ 分子水 平的 系统发 生分析相 对 于经典 系统发 生方 法更加科 学、可 靠。概述 系统发 生分析 基础 ，详 摘 细介 绍基 于距 离的 系统发 生分析 方 法 ，相 关 实验表 明 ＭＡ Ｌ Ｂ具 有 强大 的数 据 处理 能 力 和方便 实 用的 工具 ＴＡ
箱 ，便 于 系统发 生 分析 的研 究与应 用 。
［ 关键词 ］ 生物信 息学 ；分 子进化 ； Baidu Nhomakorabea统发 生树
Ｃｏ ｓｒ ｃ ｉｎ ｏ ｏ ｅ ｕ ａ ｈ ｌ ｇ ｎ ｔ ｅ ａ ｅ ｎ Ｍ ＡＴＬＡＢ ｏ ｎ ｏ ｍａ ｉｓ Ｔ ｏ ｂ ｘ Ｚ ＮＧ Ｌ ｎ ｔｕ ｔ ｆＭ ｌｃ ｌ ｒ Ｐ ｙ ｏ ｅ ｅ ｉ Ｔｒ ｅ ｂ ｓ ｄ ０ ｏ ｃ Ｂｉｉ ｆ ｒ ｔｃ ｏ ｌ ｏ ＨＡ ｅ—ｐ ｎ ｉ ｇ，ＨＵ ＡＮＧ Ｆ ｉ ｅ ，ＭＩ Ｎ
［ ｙ ｏｄ ］ Ｂｏ ｆｒ ｔ ｓ Ｍｏ ｃｌｒ ｖｌｔｎ Ｐ ｙ ｇｎ ｔ ｅ Ｋｅｗ ｒｓ ｉｎｏ ｉ ； ｌ ｕａ ｅｏｕ ｏ ； ｈｌ ｅｅ ｃ ｒｅ ｉ ｍａ ｃ ｅ ｉ ｏ ｉｔ
分 子 系统 发生 分析 是 生物信 息 学 中一种 研 究进 化的基本 方法 ，一个 可靠 的系统 发 生 推断 将有 助 于 对 地球上 不 同物种进 化 关 系 的认 识 。随着后 基 因组
代表 分类单 元 （ 种 或 序 列 ） 物 ，而分 支 则 表 示 物 种
之 间的进 化关 系 。经典 系 统发 生 学 主要 通过 形 态 学 和生 理学途 径获 取 生物 的特 征 ，并 成 功 构建 了很 多
植 物 和动物 的进 化树 ，形 成 了大量 有 价值 的生 物学
［ 收稿 日期］ ２ １ ００一Ｏ —１ １ １
被 公 认 为 准 确 、可 靠 的 科 学 计 算 标 准 软 件 。从
系统发 生学 通过 比较 物 种 的特 征研 究 生 物 形成
或进化 的历史 ，其 研 究结 果 以系统 发 生 树表 示 。系
统发 生 树是 由节点 和 分支 组 成 的一 种 二叉 树 ，节 点
Ｍ Ｔ Ａ ．． 首 次 增加 了引 人 注 目的生 物信 息 学 Ａ Ｌ Ｂ６５ １ 工具 箱 以来 ，如今 的 ＭＡ Ｌ Ｂ ２０ ａ 生物 信息 学 Ｔ Ａ Ｒ ０９ 版 工具 箱 的数 据处 理 能力 得 到 了极 大 的提升 。本 文 以 ＭＡ Ｌ Ｂ生 物信息 学工 具 箱为 基 础 ，重点 讨 论 利用 ＴＡ
Ｔ ｅｐ ｐ ｒｏ ｔ ｎ ｓｔ ｅ ｂ ｓｓｏ ｈ ｌｇ ｎ ｔ ｎ ｌ ｓ ， ｉｔｏ ｕ ｅ ｅ ｄ ｓ ｎ ｅ—ｂ ｓ ｄ ｐ ｙ ｏ ｅ ｅｉ ｎ ｌ ｓ ｔｏ ｎ ｄ ｔ ｉ ｈ ａ ｅ ｕｌ ｅ ｈ ａ ｉ ｆ ｙｏ ｅ ｅｉ ａ ａｙ ｉ ｉ ｐ ｃ ｓ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓｔ ｉｔ ｃ ｈ ａ ａ ｅ ｈ ｌ ｇ ｎ ｔ ａ ａｙ ｉ ｍｅｈ ｄ ｉ ｅａｌ ｃ ｓ ．Ｔｈ ｅ ａｅ ｅ ｒｌ ｔｄ
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［ 作者简 介］ 张乐平 ，副教授 ，主要 研究方 向为计 算机应
用 、生 物 信 息 学 。
・
认 识 。但 是 ，依靠 这样 的生 物表 型 特征 进 行研 究 是
，
Ｌ Ｄ ｎ ｆ ，Ｄｐ ｒ ｅｔｆＣ ｍ ｕｅ， ｅｏｄＭｉｔｒ ｄｃｌ ｎ ｅ ｉ ， ｈ ｎｈ ｉ ０ ４ ３ ｈｎ Ｉ ｏｇ－ａ ｅａｔ ｎ ｏ ｐ ｔ Ｓｃｎ ｍ ｏ ｒ ｌａｙＭｅｉ ｉ ｒｔ Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０３ ，Ｃ ｉ ｉ ａ Ｕ ｖ ｓｙ ａ
［ ｂｔａｔ Ａ ｓ ｃ］ Ｃ ｍ ａｉｇｗｔ ｌｓ ｃｐ ｙ ｇｎｔ ｔｏｓ ｈ ｏ ｃｌ ｈ ｌ ｅｅ ｃａａ ｓ ａ ｅｍ ｒ ｓｉ ｔｉ ａｄｒｌｂｅ ｒ ｏ ｐｒ ｉ ｃ ｓ ｈｌ ｅｅ ｃｍｅ ｄ ，ｔｅｍ ｌ ｕ ｒｐ ｙ ｇｎｔ ｎ ｌ ｉ ｃｎ ｂ ｏｅ ｃ ｎｉｃ ｎ ｅａ ｌ ｎ ｈ ａｉ ｏ ｉ ｈ ｅ ａ ｏ ｉ ｙｓ ｅ ｆ ｉ ．
距 离法 构建分 子 系统发 生树 。
１ 系统 发 生 分 析基 础
１ １ 系统发 生学相 关概 念 ．
时代 的到来 ，从 生物学 领 域 到基 因组 学 再 到病 毒 学 领域 ，进化树 在解 决生 物 学 的很 多重 大 问题 上 都有 非常 重要 的意义 ¨ 。在 国际学 术界 ，Ｍ Ｔ Ａ 已经 Ａ ＬＢ
２１ 第３卷第６ ００年 １
Ｊ Ｕ Ｎ Ｌ Ｆ ＤＣ ＬＩＦ Ｒ Ｔ Ｓ ２ １ ．ｏ．１Ｎ ． ０ Ｒ Ａ Ｏ ＭＥ ＩＡ Ｏ ＭＡ Ｉ ００ Ｖ １ ． ｏ ６ Ｎ Ｃ ３
・医学 信息 研究 ・
基 于 Ｍ Ｌ 生 物 信 息 学 工 具 箱 构 建 分 ＡＴ Ｂ Ａ 子 系 统 发 生 树
（ 二军医大 学计算 机教研 室 第 上 海 ２ ０３ ） ０４ ３
［ 要］ 分子水 平的 系统发 生分析相 对 于经典 系统发 生方 法更加科 学、可 靠。概述 系统发 生分析 基础 ，详 摘 细介 绍基 于距 离的 系统发 生分析 方 法 ，相 关 实验表 明 ＭＡ Ｌ Ｂ具 有 强大 的数 据 处理 能 力 和方便 实 用的 工具 ＴＡ
箱 ，便 于 系统发 生 分析 的研 究与应 用 。
［ 关键词 ］ 生物信 息学 ；分 子进化 ； Baidu Nhomakorabea统发 生树
Ｃｏ ｓｒ ｃ ｉｎ ｏ ｏ ｅ ｕ ａ ｈ ｌ ｇ ｎ ｔ ｅ ａ ｅ ｎ Ｍ ＡＴＬＡＢ ｏ ｎ ｏ ｍａ ｉｓ Ｔ ｏ ｂ ｘ Ｚ ＮＧ Ｌ ｎ ｔｕ ｔ ｆＭ ｌｃ ｌ ｒ Ｐ ｙ ｏ ｅ ｅ ｉ Ｔｒ ｅ ｂ ｓ ｄ ０ ｏ ｃ Ｂｉｉ ｆ ｒ ｔｃ ｏ ｌ ｏ ＨＡ ｅ—ｐ ｎ ｉ ｇ，ＨＵ ＡＮＧ Ｆ ｉ ｅ ，ＭＩ Ｎ
［ ｙ ｏｄ ］ Ｂｏ ｆｒ ｔ ｓ Ｍｏ ｃｌｒ ｖｌｔｎ Ｐ ｙ ｇｎ ｔ ｅ Ｋｅｗ ｒｓ ｉｎｏ ｉ ； ｌ ｕａ ｅｏｕ ｏ ； ｈｌ ｅｅ ｃ ｒｅ ｉ ｍａ ｃ ｅ ｉ ｏ ｉｔ
分 子 系统 发生 分析 是 生物信 息 学 中一种 研 究进 化的基本 方法 ，一个 可靠 的系统 发 生 推断 将有 助 于 对 地球上 不 同物种进 化 关 系 的认 识 。随着后 基 因组
代表 分类单 元 （ 种 或 序 列 ） 物 ，而分 支 则 表 示 物 种
之 间的进 化关 系 。经典 系 统发 生 学 主要 通过 形 态 学 和生 理学途 径获 取 生物 的特 征 ，并 成 功 构建 了很 多
植 物 和动物 的进 化树 ，形 成 了大量 有 价值 的生 物学
［ 收稿 日期］ ２ １ ００一Ｏ —１ １ １
被 公 认 为 准 确 、可 靠 的 科 学 计 算 标 准 软 件 。从
系统发 生学 通过 比较 物 种 的特 征研 究 生 物 形成
或进化 的历史 ，其 研 究结 果 以系统 发 生 树表 示 。系
统发 生 树是 由节点 和 分支 组 成 的一 种 二叉 树 ，节 点
Ｍ Ｔ Ａ ．． 首 次 增加 了引 人 注 目的生 物信 息 学 Ａ Ｌ Ｂ６５ １ 工具 箱 以来 ，如今 的 ＭＡ Ｌ Ｂ ２０ ａ 生物 信息 学 Ｔ Ａ Ｒ ０９ 版 工具 箱 的数 据处 理 能力 得 到 了极 大 的提升 。本 文 以 ＭＡ Ｌ Ｂ生 物信息 学工 具 箱为 基 础 ，重点 讨 论 利用 ＴＡ
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［ 作者简 介］ 张乐平 ，副教授 ，主要 研究方 向为计 算机应
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认 识 。但 是 ，依靠 这样 的生 物表 型 特征 进 行研 究 是
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距 离法 构建分 子 系统发 生树 。
１ 系统 发 生 分 析基 础
１ １ 系统发 生学相 关概 念 ．
时代 的到来 ，从 生物学 领 域 到基 因组 学 再 到病 毒 学 领域 ，进化树 在解 决生 物 学 的很 多重 大 问题 上 都有 非常 重要 的意义 ¨ 。在 国际学 术界 ，Ｍ Ｔ Ａ 已经 Ａ ＬＢ
２１ 第３卷第６ ００年 １
Ｊ Ｕ Ｎ Ｌ Ｆ ＤＣ ＬＩＦ Ｒ Ｔ Ｓ ２ １ ．ｏ．１Ｎ ． ０ Ｒ Ａ Ｏ ＭＥ ＩＡ Ｏ ＭＡ Ｉ ００ Ｖ １ ． ｏ ６ Ｎ Ｃ ３
・医学 信息 研究 ・
基 于 Ｍ Ｌ 生 物 信 息 学 工 具 箱 构 建 分 ＡＴ Ｂ Ａ 子 系 统 发 生 树