如何用MEGA5.0和Clustalx1.83構(gòu)建進(jìn)化樹

1、用MEGA5.1和和Clustalx1.83構(gòu)建進(jìn)化樹組員：湯宏赤 曾偉 董明右 構(gòu)建進(jìn)化樹的意義n進(jìn)化樹：用來表示物種之間的進(jìn)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(yuǎn)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(jìn)化歷程和親緣關(guān)系。 n意義：研究從單細(xì)胞有機(jī)體到多細(xì)胞有機(jī)體的生物進(jìn)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(jìn)化樹分析，為從分子水平研究物種進(jìn)化提供了新的手段，可以比較精確的確定某物種的進(jìn)化地位。 n 構(gòu)建進(jìn)化樹的基本步驟：n1、核酸序列的獲?。簲?shù)據(jù)庫查詢、測序n2、序列比對：BLAST、Clustal X、Clus

2、tal W2等。n3、進(jìn)化樹分析：MEGA、PAUP4.0 、Phylip 、NETWORK4.11 、SplitsTree4 、TCS1.8 等。n參考序列選擇注意事項(xiàng)：n1、不選非培養(yǎng)(unclutured)微生物為參比；n2、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(dāng)選擇兩個參考序列。n3、 使用clustalx1.83進(jìn)行序列比對 MEGA簡要介紹n MEGA是有亞利桑那州立大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的Sudhir Kumar教授主持開發(fā)和維護(hù)的一款免費(fèi)

3、的構(gòu)建進(jìn)化樹軟件。n 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(jìn)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nXXXXnAGGCTTAACACATGCAAGTCGAGCGGAGCGAGGGTGCTTGCACCTTAGCTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCTTAGGAATCTGCCTATTAGTGGGGGACAACATTCCGAAAGGAATGCTAATACCGCATACGCCCTACGGGGGAAAGCAGG

4、GGATCTTCGGACCTTGCGCTAATAGATGAGCCTAAGTCGGATTAGCTAGTTGGTGGGngi|289469964|gb|GU388381.1| Acinetobacter tandoii strain DSM 14970 16S ribosomal RNA gene, partial sequencenACTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCTTAGGAATCTGCCTATTAGTGGGGGACAACATTCCGAAAGGGATGCTAATACCGCATACGCCCTACGGGGGAAAGCAGGGGATCTTCGGACCTTGCGCTAATAGATG

5、AGCCTAAGTCGGATTAGCTAGTTGGTGGGGTAAAGGCCTACCAAGGCGACGATCTGTAGCGGGTCTGAGAGGATGA 合并文件點(diǎn)擊File/load sequences，將整理好的*.txt序列文件導(dǎo)入clustalx1.83，如圖接著點(diǎn)擊Alignment/Do Complete Aligment程序自動運(yùn)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(yùn)行程序MEGA 5.0，如下圖所示： n點(diǎn)擊：File導(dǎo)入Clustal程序得到的*.aln文件。再點(diǎn)F

6、ile/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(rèn)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(diǎn)擊“OK”，得到以下圖示。 選擇默認(rèn)的Standard，點(diǎn)擊OK后，如圖所示。點(diǎn)擊程序中的，可以得到下圖在另外一個窗口內(nèi)，出現(xiàn)以下數(shù)

7、據(jù)文件點(diǎn)擊選擇和編輯數(shù)據(jù)分類圖標(biāo)， 可對所選擇的序列進(jìn)行編輯，完成后點(diǎn)擊close即可。序列編輯完成后，可進(jìn)行保存，點(diǎn)擊保存后出現(xiàn)以下界面，點(diǎn)擊ok即可。n 常用的構(gòu)樹方法n1、鄰接法：是居于最小進(jìn)化原理經(jīng)常被使用的一種算法，它不檢查素有可能的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時給出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和分支長度?？梢酝ㄟ^確定距離最近的成對分類單位來使系統(tǒng)樹的總距離達(dá)到最小。優(yōu)點(diǎn)是重建的樹相對準(zhǔn)確，假設(shè)少，計算速度快，只得一棵樹，而缺點(diǎn)是在將序列上的所有位點(diǎn)等同對待，且所分析序列的進(jìn)化距離不能太大。n2、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(diǎn)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)，對分析某些特殊的分

8、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(diǎn)上沒有回復(fù)突變或平行突變，并且在被檢查的序列位點(diǎn)樹很大時，也恩呢該獲得正確的系統(tǒng)樹。n3、最大似然法：該法是考慮到每個位點(diǎn)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(jìn)行累加，產(chǎn)生特定位點(diǎn)的似然性。該法是與進(jìn)化事實(shí)吻合最好的建樹算法，其缺點(diǎn)是計算強(qiáng)度非常大，耗時。n4、貝葉斯法：保留了最大似然法的基本原理，又引進(jìn)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)建過程如下具體構(gòu)建過程如下參數(shù)的設(shè)置：點(diǎn)擊， 選擇該菜單中的Construct/test

9、Neighbor-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(jìn)行設(shè)置：說明：系統(tǒng)進(jìn)化樹的測試方法Test of Phylogeny，通常要選擇Bootstrap method，也可以選擇不進(jìn)行測試；重復(fù)次數(shù)No. of bootstrap Replications通常設(shè)定至少要大于100比較好，隨機(jī)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(diǎn)compute，開始計算得到進(jìn)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 tr

10、ee，一個是bootstrap驗(yàn)證過的一致樹Bootstrap concensus tree。樹枝上的數(shù)字表示bootstrap驗(yàn)證中該樹枝可信度的百分比。得到構(gòu)建的進(jìn)化樹后可以對該進(jìn)化樹進(jìn)行優(yōu)化。(本文參考網(wǎng)友的文章，本文參考網(wǎng)友的文章，同同Mega的其它版本使的其它版本使用基本相同，在此表示用基本相同，在此表示感謝。以下進(jìn)化樹的優(yōu)感謝。以下進(jìn)化樹的優(yōu)化部分直接引用化部分直接引用)(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(diǎn)擊圖標(biāo)i。）點(diǎn)擊優(yōu)化圖標(biāo)，可進(jìn)行各項(xiàng)優(yōu)化： Tree欄中，可以進(jìn)行樹型選擇：rectangular

11、 tree/circle tree/radiation tree。每種樹都可以進(jìn)行長度，寬度或角度等的設(shè)定 Branch：可對樹枝上的信息進(jìn)行修改。 Lable：可對樹枝的名字進(jìn)行修改。 Scale：標(biāo)尺設(shè)置 Cutoff：cut off for consensus tree。一般為50%。 9、進(jìn)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(kuò)展。 點(diǎn)擊Compress/expand subtree后，在要壓縮的分枝處點(diǎn)擊