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MEGA构建进化树之傻瓜教程

 生物_医药_科研 2018-12-21

构建进化树,生信研究必备技能!



看文献时,我们经常可以看到一些漂亮的大图,类似于下面这种,心生感叹:要是我也能画出这样的图该多好啊!今天小编要告诉你,不要感叹了,动起手来,研究进化,这些是最基本的figure,构建系统进化树,你我都可以。



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首先,要明确什么是系统进化树。进化树在生物学中,用来表示物种之间、群体之间或者蛋白质/DNA/RNA分子的进化关系。


生物分类学家和进化论者根据各类生物间的亲缘关系的远近,把各类生物安置在有分枝的树状的图表上,简明地表示生物的进化历程和亲缘关系。


在进化树上每个叶子结点代表一个物种、群体、蛋白质、DNA、RNA,如果每一条边都被赋予一个适当的权值 ,那么两个叶子结点之间的最短距离就可以表示相应的两个物种之间的差异程度。


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其次,构建系统进化树的软件有多种,但最常用的是MEGA,下面我们用MEGA6.0进行系统进化树的构建。


1. 明确问题


东南亚地区寨卡病毒近年来均有感染病例报道,为了探究东南亚地区寨卡病毒的进化特征、亲缘关系,我们将东南亚地区的寨卡病毒毒株进行分析构建系统进化树。


2. 下载序列


登录NCBI(https://www.ncbi.nlm./nuccore)进行序列的查找,输入相应的关键词,比如“Thailand zika virus”,找到一些东南亚寨卡病毒的序列,可点击“GenBank”中的“FASTA(text) ”下载序列将其复制到text文件中,注意保存将标题规范化。



3.序列比对


打开MEGA6,要完成序列比对。首先需要点击Align下面的Edit/Build Alignment,选择重新创造新的比对,进入到新的Alignment Explorer的界面,点击Edit下面的 insert sequence from file,将之前下载保存的序列插入。


在Alignment Explorer的界面选择Alignment下面的Align by ClustalW,在跳出来的选择框中可以不做参数的更改,进行比对。


序列比对结束之后,将每一条序列人为地剪成一致长短,多余的碱基序列通过Edit 下方的Delete进行删除。将比对结果保存为mega format。



4.构建进化树


构建进化树常见的方法有Neighbor-Joining和Maximum Likelihood,视情况而定用何种算法,一般来说较短片段用Neighbor-Joining,但具体也可根据实际情况。


在本例中,则利用Maximum Likelihood来构建进化树。首先,回到最初的主界面,点击Data下面的open a file。


找到刚才保存为mega format格式的文件,再用Maximum Likelihood来构树,选择Phylogeny下面的construct tree Maximum Likelihood。


对于跳出来的参数,bootstrap可进行更改,一般选择时500或者1000,其他的参数不需要做变动,点击compute自行构树。



5.完善进化树


最后当进化树完成之后,往往需要在树的基础上进行一些修饰完善,比如说将支点命名进行字体颜色的更改;将分支的颜色进行更改;将树的形态在环状、传统等之间进行更改,这些更改均可以自行摸索,最后得到一个比较漂亮的树。


总之根据完整的进化树我们可以得到一些非常有价值的信息,比如说某几个物种在同一个分支上,说明他们有着较近的亲缘关系,更有可能他们之间存在着祖先与进化的关系。



构建进化树其实也就是这几个步骤的事情,当我们需要探究进化起源亲缘关系的时候,这却是必不可少的,技多不压身,赶紧学起来吧。

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