一文读懂进化树

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一文读懂进化树

2023-11-16 01:10| 来源: 网络整理| 查看: 265

· Minimum evolution(ME)最小进化法

· Neighbor joining(NJ)邻位归并法

2、Character-based methods 特征法:

(基于特征的方法: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。)

· Maximum parsimony(MP) 最大简约法

· Maximum likelihood method(ML) 最大似然法

模型选择的依据如下图:

其中UPGMA法已经较少使用。一般来讲,如果模型合适,ML的效果较好。对近缘序列,有人喜欢MP,因为用的假设最少。MP一般不用在远缘序列上,这时一般用NJ或ML.对相似度很低的序列,NJ往往出现Long-branch attraction(LBA,长枝吸引现象),有时严重干扰进化树的构建。贝叶斯的方法则太慢。对于各种方法构建分子进化树的准确性,一篇综述(Hall BG. Mol Biol Evol 2005,22(3):792-802)认为贝叶斯的方法最好,其次是ML,然后是MP。其实如果序列的相似性较高,各种方法都会得到不错的结果,模型间的差别也不大。不过现在文章普遍使用的是NJ是ML模型。

4.进化树评估

用截然不同的距离矩阵法与简约法分析一个数据集,如果能产生相似的系统发育树,这样的树可以认为是可靠的。

我们一般用Bootstrap(自展法)进行检验,现在一般文章要求Bootstrap值1000。虽然根据严格的统计学概念,自展值要大于95%才较为可信,然而在实际应用中,特别是微生物等相似度比较大的分类中,一般大于50%就认为可信(小于50%隐去)。

系统发育树的一般解读如下图:

对我们而言 ,最常用到的三个指标分别是距离标尺,分支长度和自展值。

距离标尺:进化树可以显示序列的差异度,这里的标尺就可以当做为进化树的“比例尺”。

分支长度:在树形结构中,枝长累积距离越近的样本差异越小,反之差异越大。比如OTU16与Nitrosospira multiformis的差异度是A1+A2,OTU16与Nitrosospira briensis的距离是A2+A3+A4,以此类推。

自展值:刚才已经讲过关于自展值的评估方法。自展值可以显示可信度。一般低于50%的会隐去。那啥情况下会低于50%呢,两种情况,相似度太低或太高。一般来说,低自展值靠近分支末端,可能是由于相似度太高难以区分,这时建议可以换一个基因建树。如果低自展值靠近根,可能是由于相似度太低。

5.进化树美化

进化树没问题以后,可以在美学角度对进化树进行改善。可以用到的软件有AI, PS,ggtree、GraPhlAn、treeview,Figtree,和在线网站ITOL等。一般需要建完树后用输出格式为 *.tree 或 *.nwk 的文件,导入到相关软件,进行修饰。

最后,就可以做成这样的图啦!

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