1、用MEGA5.1和Clustalx1.83構(gòu)建進化樹,組員：湯宏赤 曾偉 董明右,構(gòu)建進化樹的意義,進化樹：用來表示物種之間的進化關(guān)系，又稱“系統(tǒng)樹”、“系譜樹”。根據(jù)各類生物間的親緣關(guān)系的遠近，把各類生物安置在有分枝的樹狀的圖表上，簡明地表示生物的進化歷程和親緣關(guān)系。 意義：研究從單細胞有機體到多細胞有機體的生物進化過程，而且可以粗略估計現(xiàn)存的各類種屬生物的分歧時間。通過蛋白質(zhì)的分子進化樹分析，為從分子水平研究物種進化提供了新的手段，可以比較精確的確定某物種的進化地位。,構(gòu)建進化樹的基本步驟： 1、核酸序列的獲?。簲?shù)據(jù)庫查詢、測序 2、序列比對：BLAST、Clustal X、Clustal

2、 W2等。 3、進化樹分析：MEGA、PAUP4.0 、Phylip 、NETWORK4.11 、SplitsTree4 、TCS1.8 等。,參考序列選擇注意事項： 1、不選非培養(yǎng)(unclutured)微生物為參比； 2、不選未定分類地位的微生物，最相近的僅作參考；c，在保證同屬的前提下，優(yōu)先選擇16S rDNA全長測序或全基因組測序的種；d，每個種屬選擇一個參考序列，如果自己的序列中同一屬的較多，可適當選擇兩個參考序列。 3、 使用clustalx1.83進行序列比對,MEGA簡要介紹,MEGA是有亞利桑那州立大學生命科學學院的Sudhir Kumar教授主持開發(fā)和維護的一款免費的構(gòu)建進

3、化樹軟件。 主要功能：序列比對、格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)修訂、距離計算、系統(tǒng)樹重建和可行度評估等全套功能，能對DNA、mRNA 、 氨基酸序列及遺傳距離進行系統(tǒng)發(fā)生分析，目前最新版本為MEGA 5.1。,MEGA 5.1 主界面,ClustaX主界面,核酸序列的獲取,保存文件并命名,XXXX AGGCTTAACACATGCAAGTCGAGCGGAGCGAGGGTGCTTGCACCTTAGCTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCTTAGGAATCTGCCTATTAGTGGGGGACAACATTCCGAAAGGAATGCTAATACCGCATACGCCCTACGGGGGAAAGCAGGGGATC

4、TTCGGACCTTGCGCTAATAGATGAGCCTAAGTCGGATTAGCTAGTTGGTGGG gi|289469964|gb|GU388381.1| Acinetobacter tandoii strain DSM 14970 16S ribosomal RNA gene, partial sequence ACTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCTTAGGAATCTGCCTATTAGTGGGGGACAACATTCCGAAAGGGATGCTAATACCGCATACGCCCTACGGGGGAAAGCAGGGGATCTTCGGACCTTGCGCTAATAGATGAGCCT

5、AAGTCGGATTAGCTAGTTGGTGGGGTAAAGGCCTACCAAGGCGACGATCTGTAGCGGGTCTGAGAGGATGA,合并文件,點擊File/load sequences，將整理好的*.txt序列文件導入clustalx1.83，如圖,接著點擊Alignment/Do Complete Aligment,程序自動運行，得出結(jié)果，自動輸出*.aln 和* .dnd 為后綴的兩個文件，并自動存入你*.txt文件所在的文件夾內(nèi)。 序列比對也可以直接用MEGA來做。,4、運行程序MEGA 5.0，如下圖所示：,點擊：File導入Clustal程序得到的*.aln文件。再點Fi

6、le/Convert to MEGA Format，打開轉(zhuǎn)換文件對話框，從目的文件夾中選中Clustal 對比分析后所產(chǎn)生的*.aln文件，轉(zhuǎn)換為*.meg文件。轉(zhuǎn)換時一路確認相關(guān)界面。最后查看meg序列文件最后是否正常，命名新文件存盤保存*.meg文件，*.meg文件會和aln文件保存在上述*.txt同一個文件夾中。,5、 關(guān)閉轉(zhuǎn)換窗口，回到主窗口，現(xiàn)在從File中打開剛才保存的*.meg文件。,如果為核酸序列，選擇“Nucleotide sequence”，點擊“OK”，得到以下圖示。,選擇默認的Standard，點擊OK后，如圖所示。,點擊程序中的，可以得到下圖,在另外一個窗口內(nèi)，出現(xiàn)以

7、下數(shù)據(jù)文件點擊選擇和編輯數(shù)據(jù)分類圖標， 可對所選擇的序列進行編輯，完成后點擊close即可。,序列編輯完成后，可進行保存，點擊保存后出現(xiàn)以下界面，點擊ok即可。,常用的構(gòu)樹方法 1、鄰接法：是居于最小進化原理經(jīng)常被使用的一種算法，它不檢查素有可能的拓撲結(jié)構(gòu)，同時給出拓撲結(jié)構(gòu)和分支長度。可以通過確定距離最近的成對分類單位來使系統(tǒng)樹的總距離達到最小。優(yōu)點是重建的樹相對準確，假設(shè)少，計算速度快，只得一棵樹，而缺點是在將序列上的所有位點等同對待，且所分析序列的進化距離不能太大。 2、最大簡約法：是居于形態(tài)特征分類的需要發(fā)展起來的，優(yōu)點是該法無需引入處理核苷酸或者氨基酸替代時所必須的假設(shè)，對分析某些特殊

8、的分子數(shù)據(jù)（如插入序列和插入/缺失）等特別有用，在分析的序列位點上沒有回復突變或平行突變，并且在被檢查的序列位點樹很大時，也恩呢該獲得正確的系統(tǒng)樹。,3、最大似然法：該法是考慮到每個位點出現(xiàn)殘基的似然性，將每個位置所有可能出現(xiàn)的殘基替換概率進行累加，產(chǎn)生特定位點的似然性。該法是與進化事實吻合最好的建樹算法，其缺點是計算強度非常大，耗時。 4、貝葉斯法：保留了最大似然法的基本原理，又引進了馬爾科夫鏈的蒙特卡洛方法，來模擬演化樹的較晚期可能性分布，并使計算時間大大縮短。,（1） phylogenyUPGMA,具體構(gòu)建過程如下 參數(shù)的設(shè)置：點擊， 選擇該菜單中的Construct/test Neig

9、hbor-Joining tree，選擇前面轉(zhuǎn)換得到的*meg文件，得到下圖,對下圖的參數(shù)進行設(shè)置： 說明： 系統(tǒng)進化樹的測試方法Test of Phylogeny，通常要選擇Bootstrap method，也可以選擇不進行測試； 重復次數(shù)No. of bootstrap Replications通常設(shè)定至少要大于100比較好，隨機數(shù)種子可以自己隨意設(shè)定，不會影響計算結(jié)果。一般選擇500或1000。 Model/Method通常選擇Kimura 2-parameter。,設(shè)定完成，點compute，開始計算得到進化樹構(gòu)建的結(jié)果。如下圖所示；,該窗口中有兩個屬性頁，一個是原始樹Original

10、 tree，一個是bootstrap驗證過的一致樹Bootstrap concensus tree。樹枝上的數(shù)字表示bootstrap驗證中該樹枝可信度的百分比。 得到構(gòu)建的進化樹后可以對該進化樹進行優(yōu)化。 (本文參考網(wǎng)友的文章，同Mega的其它版本使用基本相同，在此表示感謝。以下進化樹的優(yōu)化部分直接引用),(1)利用該軟件可得到不同樹型，如下圖所示：,除此之外，還可以有多種樹型，根據(jù)需要來選擇。,）顯示建樹的相關(guān)信息：點擊圖標i。,）點擊優(yōu)化圖標，可進行各項優(yōu)化： Tree欄中，可以進行樹型選擇：rectangular tree/circle tree/radiation tree。每種樹都

11、可以進行長度，寬度或角度等的設(shè)定, Branch：可對樹枝上的信息進行修改。, Lable：可對樹枝的名字進行修改。, Scale：標尺設(shè)置, Cutoff：cut off for consensus tree。一般為50%。,9、進化樹的分類優(yōu)化 Place root on branch：可以來回轉(zhuǎn)換。, Flip subtree：180度翻轉(zhuǎn)分枝，名字翻轉(zhuǎn)180度。 Swab subtree：交換分枝，名字不翻轉(zhuǎn)。 Compress/expand subtree與Set divergent time：可以把同一分枝的基因壓縮或擴展。,點擊Compress/expand subtree后，在要壓縮的分枝處點擊，出現(xiàn)