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12月6号“如何提升系统进化树的颜值”的软文一经发出就收到了不少小伙伴的点赞打“call”，很多好学的伙伴也对小编提出“约稿”，今天，小编就应广大人民群众的需求推出这篇姊妹篇，带领大家一起填补那些进化树认知中的漏洞，并抓取那些被忽视的进化树信息。 一个系统进化树中包含着大量的有关不同物种之间进化关系的信息，而解码这些信息并不容易，多数情况下需要理解进化树中包含哪些单元以及他们各自代表什么含义。 1、进化树单元 图一 如上图所示就是一个经典的树杈状系统进化树 2、进化树中包含的信息 下面跟着小编一一认识一下每个单元的含义（以上图为例） (1)水平方向：遗传变量的变化程度 水平方向上的分支代表进化谱系随着时间的变化，分支长度越长表示该分支对应物种的变化越大。 (2)标尺：底部的短线 标尺下部的数字0.07指该长度的分支代表基因组的遗传变异度为0.07。其中，遗传变异度通常表示基因组中每个位点碱基的替换频率，计算公式为：变异度=变异碱基数/总碱基数(%)。通常情况下会以百分比的方式展示，进而可解释为每100个碱基位点的变异度。 (3)垂直方向:无特别含义 其长度无关紧要，通常是为了调节不同分支间的大小以免不同标签之间的重叠，提升树图的美感及可读性。当然，我们还可以从垂直方向看出来不同物种之间进化关系的远近，在树枝上挨得越近，就说明这两个基因组，也就是他们所代表的物种进化分歧时间更短，亲缘关系更近。 (4)节点：彩色圆圈 进化树上的节点有外部节点和内部节点两种。外部节点又称为叶节点（上图中绿色圆圈），代表参与分析的基因组数据（例图中是病毒的基因组序列），一般情况下一个基因组也即带代表一个物种。内节点用蓝色的圆圈表示假定祖先。 进化树的根(红色圆圈)告诉我们终极祖先的位置，基于这个点依据不同分支在水平方向上的长度可以对不同物种近似进化时间进行排序。例如：在上图中我们可以说A物种比B和C物种在进化时间上更早，同时也可以认为水平方向上进化时间从左到右依次增加。 (5)分支 因为分支长度代表基因序列相似度，只能代表近似进化时间。因此，需要根据基因序列相似度与进化时间假说对这种进化距离进行转换，即分子钟。 (6)Bootstrap值 图中每个节点左边的灰色数字代表该节点的bootstrap值。该值范围从0-1，也可用百分比的形式代表，值越大该节点置信度越高。 (7)拓扑结构 图二 图三 除了图1中的经典展示形式外，系统进化树也可用不同的拓扑结构进行展示，如图2所示的圈图，以极坐标的形式展示。垂直方向代表角度，水平方向代表叶节点与中心节点的距离。这种展示形式从视觉上来讲比较震撼，尤其在物种数比较多的情况下，更显优势，但实际可读性不佳，尤其是对于进化距离的评估。图3是一个辐射树，经常用于根节点不确定的进化树构建，这种树可以有效地将相似度高的序列紧密聚集在一起，因此容易将这些序列之间的细致信息模糊化。 基于不同树型展示结果的差异，图2这种拓扑结构的进化树多用于差异较大的物种，而图3更适合做亲缘关系较近物种的进化树 今天的主要内容就介绍到这里，不知道对不对你的口味，欢迎在评论区与小编互动哦！ 最后的最后，再给大家明确系统进化分析中容易混淆的几个概念 (1)Dendrogram、cladogram和phylogram的区别(仅在部分领域适用) Dendrogram：包括cladogram和phylogram cladogram：分支仅代表进化关系，不代表进化时间，TREE1 = TREE2 phylogram：分支代表进化关系和时间， TREE3 ≠ TREE4 (2)有根树和无根树： 有根树(TREE1)：能够从树中找到物种的共同祖先，以二进制树展示 无根树(TREE2)：不能从树中找到物种的共同祖先，树中一个节点有三个分支，其余节点为两个分支。 (3)梯状树和枝状树： 相对与梯状树(TREE1 &TREE3)，远源关系的物种更适合用枝状树(TREE2&TREE4)构建进化树。 参考资料： 1.http://epidemic.bio./how_to_read_a_phylogeny 2.http://www.cs./~fran/students/julian/phylogenetics/phylogenetics.html 3.Liò, P. and Goldman, N. (1998) Models of Molecular Evolution and Phylogeny. Genome Res. 1998 8: 1233-1244. doi:10.1101/gr.8.12.1233 微生物基因组事业部 文案|马贝贝
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