MEGA軟件的使用

1、精選文檔MEGA 軟件的使用Mega 是一款操作十分簡(jiǎn)便的遺傳學(xué)分析軟件，其界面十分友好，即使初學(xué)者也很易上手。1、數(shù)據(jù)的錄入及編輯Mega 軟件能夠接受多種數(shù)據(jù)格式，如FASTA 格式、 Phylip 格式、 PAUP 數(shù)據(jù)格式等等。而且 Mega 軟件專門提供了把其他格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換位 Mega 數(shù)據(jù)格式的程序。首先，打開 Mega 程序，有如下圖所示的操作界面：?jiǎn)螕艄ぞ邫谥械?“File按”鈕，會(huì)出現(xiàn)如下圖所示的菜單：從上圖可以看出，下拉菜單有 “Open Data（”打開數(shù)據(jù)）、“Reopen Data（”打開曾經(jīng)打開的數(shù)據(jù)，一般會(huì)保留新近打開的幾個(gè)數(shù)據(jù)） 、“Close Data（關(guān)”

2、閉數(shù)據(jù)）、“ Export Data（導(dǎo)”出數(shù)據(jù)）、“ Conver To MEGA Format（”將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 MEGA 格式）、 “Text Editor（數(shù)”據(jù)文本編輯）、 “Printer Setup（啟”動(dòng)打?。?、“Exit（”退出MEGA 程序）。單擊 “ Open Data選”項(xiàng)，會(huì)彈出如下菜單：1/13精選文檔瀏覽文件，選擇要分析的數(shù)據(jù)打開， 單擊 “打開 ”按鈕，會(huì)彈出如下操作界面：此程序操作界面，提供了三種選擇數(shù)據(jù)選擇： Nucleotide Sequences（核苷酸序列）、Protein Sequences（蛋白質(zhì)序列）、Pairwise Distance（遺傳距離矩

3、陣）。根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的類型，選擇一種，點(diǎn)擊 “OK”即可。如果選擇 “PairwiseDistance ，”則操作界面有所不同；如下圖所示：根據(jù)遺傳距離矩陣的類型，如果是下三角矩陣，選擇“Lower Left Matrix 即”可；如果是上三角矩陣，選擇 “UpperRight Matrix ”即可。點(diǎn)擊 “OK”按鈕，即可導(dǎo)入數(shù)據(jù)。如果是核苷酸數(shù)據(jù)，則讀完之后，會(huì)彈出如下對(duì)話框：2/13精選文檔如上圖，如果是編碼蛋白質(zhì)的核苷酸序列，則選擇 “Yes按”鈕；如果是不編碼蛋白質(zhì)的核苷酸序列，則點(diǎn)擊 “No”按鈕。之后，會(huì)彈出如下操作窗口：此作界面的名稱是 “Sequence Data Explor

4、er，在”其最上方是工具欄“Data、”“ Display、”“ Highlight等，”然后是一些數(shù)據(jù)處理方式的快捷按鈕，在操作界面的左下方是每個(gè)序列的名稱。 顯示序列占了操作界面的絕大部分， 與第一個(gè)序列相同的核苷酸用 “.表”示，發(fā)生變異的序列則直接顯示。2、遺傳距離的計(jì)算點(diǎn)擊 Mega 操作主界面的 “Distances按”鈕，會(huì)彈出一個(gè)下拉菜單。如下圖所示：從上圖易知，此菜單包括如下選項(xiàng)： “Choose Model（”選擇模型，即選擇計(jì)算遺傳距離的模型）、“Compute Pairwise（計(jì)”算遺傳配對(duì)差異）、“Compute Overall3/13精選文檔Mean”（計(jì)算包括所

5、有樣本在內(nèi)的平均遺傳距離） 、“ Compute With Group Means ” （計(jì)算組內(nèi)平均遺傳距離） 、“Compute Between Groups Means（”計(jì)算組間平均遺傳距離）、“ComputeNet Between Groups Means”（計(jì)算組間平均凈遺傳距離） 、“ Compute Sequence Diversity（計(jì)算”序列分歧度） ?！?Compute Sequence Diversity選項(xiàng)包”括四個(gè)子菜單： “ Mean Diversity WithinSubpopulations （”亞群體內(nèi)部平均序列多態(tài)性）、 “ MeanDiversityf

6、or EntirePopulation （”整個(gè)人群平均序列多態(tài)性） 、“ MeanInterpopulaional Diversity （”群體內(nèi)部平均序列多態(tài)性） 、“Coefficient of Differentiation （遺傳變”異系數(shù)）。點(diǎn)擊 “Choose Model選”項(xiàng)，會(huì)彈出如下操作界面：從上述操作界面可以看出，通過此對(duì)話框可以選擇計(jì)算遺傳距離的模型等?！?Data Type顯”示數(shù)據(jù)的類型： Nucleotide（Coding）（編碼蛋白質(zhì)的 DNA 序列）、 Nucleotide（不編碼蛋白質(zhì)的 DNA 序列）、Amino Acid （氨基酸序列）。通過 “Mode

7、l選”項(xiàng)可以選擇， 計(jì)算遺傳距離的距離模型。 點(diǎn)擊 “Model”一行末端的按鈕會(huì)彈出一選擇欄。如上圖所示，對(duì)于非編碼的核苷酸序列Mega 程序提供了八種距離模型：“ NumberofDifference （”核苷 酸差異數(shù) ）、 “P-distance （”P 距 離模 型）、“ Jukes-Cantor （”Jukes和 Cantor 距離模型）、“ Kimura -2Parameter（”Kimura 雙參數(shù)模型）、“Tajima-Nei”（Tajima 和 Nei 距離模型）、“Tamura-3parameter（”Tamura三參數(shù)模型）、“Tamura-Nei（”Tamura 和

8、Nei 距離模型）、“LogDet（ Tamura kumar）”4/13精選文檔（對(duì)數(shù)行列式距離模型） 。對(duì)于編碼的核苷酸序列，其遺傳距離模型如下圖所示：如上圖所示，對(duì)于編碼蛋白質(zhì)的 DNA 序列， Mega 程序提供了一下幾種模型： “Nei-Gojobori Method”， “Modified Nei-Gojobori Methoed”、 “Li-Wu-Luo Method”、“ Pamilo-Bianchi- Li Method”、“ KumarMethod”。其中 Nei-Gojobori 方法和修正的 Nei-Gojobori 方法都包含三種距離模型：“Numberof Diff

9、erences 、”“P-distance 、”“ Jukes-Cantor ”對(duì)于氨基酸序列，。 Mega 所提供的遺傳距離模型如下圖所示：如上圖所示，對(duì)于氨基酸序列，Mega 程序提供了一下六種遺傳距離模型：“ Number of Differences（氨基”酸差異數(shù)）、 “P-distance （”P 距離模型）、“ Poisson Correction （”泊松校正距離模型） 、 “ EqualInput （”等量輸入距離模型） 、“ PAMMatrix（Dayhoff）”（PAM 距離矩陣模型）、“ JTT Matrix（Jones-Taylor-Thornton）”（ JTT 距

10、離矩陣模型）。在“Analysis Preference操作”界面中， “Pattern Among Lineages僅提”供了一個(gè)選項(xiàng)： “Same（Homogenous）”“，也就是說樣本之間是有一定同源性的。 “Rates among sites 提”供了兩個(gè)選項(xiàng)： “ Uniform Rates和“”Different（Gamma Distributed）”。 “ Uniform Rates意味”著所有序列的所有位點(diǎn)的進(jìn)化速率是相同的。 選擇 “ Different （ Gamma Distributed） ”，意味著序列位點(diǎn)之間的進(jìn)化速率是不相同的，可以利用 Gamma 參數(shù)來校正，

11、系統(tǒng)提供了四個(gè)數(shù)值可供選擇： 2.0、1.0、0.5、0.25；軟件使用者也可以自行決定 Gamma 參數(shù)的大小。設(shè)置完畢后，在此界面中點(diǎn)擊 “ OK”按鈕，即可返回 Mega 操作主界面。5/13精選文檔選擇主操作界面 “Distance中”的 “Compute Pairwise選”項(xiàng)，可以計(jì)算樣本之間的遺傳距離的大小，其操作界面如下圖所示：“ Data Type顯”示數(shù)據(jù)的類型，圖中為 “ Nucleotide?！薄?Analysis顯”示計(jì)算分分析的類型， 圖中為 “ Pairwise Distance Calculation（配 ” 對(duì)差異距離計(jì)算）。“ Compute顯”示所要運(yùn)行的

12、對(duì)象， 又兩個(gè)選項(xiàng)： “ Distance only（僅”計(jì)算遺傳距離）和 “Distance&Std.Err（計(jì)”算遺傳距離和其標(biāo)準(zhǔn)誤） ?！?Include Sites顯示”利用哪些位點(diǎn)來計(jì)算， 如果數(shù)據(jù)類型是不編碼蛋白質(zhì)的核苷酸序列，則全部參與計(jì)算， 如果是編碼蛋白質(zhì)的核苷酸序列， 則可以選擇哪些位點(diǎn)（如密碼子的第 2 位等）來參與運(yùn)算?！?Substitution Model是替代”的模型 ，在下邊 “ Model中”可以進(jìn)行選擇。“ Substitutionsto Inclued 選”擇哪些替代類型（如下圖所示）被用于運(yùn)算， d 選項(xiàng)將轉(zhuǎn)換和顛換全部包括在內(nèi)， s 選項(xiàng)僅包括

13、轉(zhuǎn)換， v 選項(xiàng)僅包括顛換， R 為轉(zhuǎn)換和顛換的比值， L 為所有有效的普通位點(diǎn)的個(gè)數(shù)。“ Pattern among Lineages和 “ Rates” among sites上文已”有介紹，不再詳述。點(diǎn)擊 “Compute按”鈕，即可開始計(jì)算。其顯示運(yùn)算結(jié)果的界面如下圖所示：6/13精選文檔上圖是計(jì)算出的各個(gè)樣本之間的遺傳距離的矩陣。 在最下端的狀態(tài)欄， 顯示的是所利用的遺傳距離模型，如圖中所示： Nucleotide：Kimura 2-parameter?！?File按”鈕共有四個(gè)下拉菜單： “ ShowInput Data Title （”顯示輸入數(shù)據(jù)的標(biāo)題）、“Show Analy

14、sis Description（顯示”分析信息的描述） 、“Export/Print Distance”（輸出或打印距離矩陣） 、“Quit viewer（”退出此操作界面） ?！?Display按”鈕共有四個(gè)下拉菜單： “ ShowPair Name”（顯示配對(duì)序列的名字）、“Sort Sequence（”用何種方式對(duì)序列進(jìn)行排序） 、“Show Names”（顯示序列的名字）、“ChangeFont ”（改變字體）。“SortSequence”有兩個(gè)選項(xiàng)： “Original ”（按原先輸入的順序）和 “By Name”（通過序列的名字）。點(diǎn)擊 “Average按”鈕可以計(jì)算平均的遺傳距離

15、，此按鈕提供了四個(gè)下拉菜單：“ Overall（”所有樣本之間的平均遺傳距離） 、 “ Within Groups ”（組內(nèi)平均遺傳距離）、“Between Groups（”組間平均遺傳距離）、“Net Between Groups（”組間平均凈遺傳距離）。在上述按鈕下方還有六個(gè)按鈕，如下圖所示。點(diǎn)擊第一個(gè)按鈕可以使數(shù)據(jù)以下三角矩陣的方式顯示；點(diǎn)擊第二個(gè)按鈕可以使數(shù)據(jù)以上三角矩陣的方式顯示；選中第三個(gè)按鈕可以顯示配對(duì)的序列的名字，點(diǎn)擊第四個(gè)按鈕， 可以減少數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)；點(diǎn)擊第五個(gè)按鈕， 可以增加數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)；拖動(dòng)第六個(gè)按鈕中的小豎條可以改變數(shù)據(jù)顯示的寬度。點(diǎn)擊 “File下”拉菜單

16、中的 “Export/Print Distance選項(xiàng)，”會(huì)彈出如下圖所示的對(duì)話框：7/13精選文檔“ Output Format選項(xiàng)”可以確定輸出數(shù)據(jù)的格式： “ Publication（一”般格式）和 “Mega”（Mega 格式，把此數(shù)據(jù)保存可直接由 Mega 程序打開，進(jìn)行構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育書等遺傳分析）。Decimal Places（小數(shù)位的大?。?，“ Max Entries per line（每一”行最多能顯示的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)）。通過 “Matrix可”以選擇輸出數(shù)據(jù)矩陣的方式：“Lower-left （”下三角矩陣）和“ Upper-ight （”上三角矩陣）。點(diǎn)擊 “Print/Save

17、 Matrix按鈕”，可以輸出數(shù)，會(huì)彈出如下圖所示的操作界面：在上圖中的數(shù)據(jù)和文字可以直接進(jìn)行拷貝，粘貼到文本文檔或 Microsoft Word 文檔中。在此操作界面中，首先顯示數(shù)據(jù)文件的一些信息，如數(shù)據(jù)文件的標(biāo)題、總的樣本個(gè)數(shù)、核苷酸替代的距離模型等。然后是每個(gè)序列的名字，之后是序列之間的距離矩陣。將此距離矩陣保存，可以用 Mega 或其他系統(tǒng)發(fā)育分析軟件來做系統(tǒng)樹。點(diǎn)擊 Mega 軟件操作主界面的 “Distances下”拉菜單中的 “ComputeOverall Mean”選項(xiàng)，可以計(jì)算所有序列的所有位點(diǎn)的平均遺傳距離，其操作方法和界面同 “Compute Pairwise相”仿。其運(yùn)

18、算結(jié)果如下圖所示：8/13精選文檔點(diǎn)擊 Mega 軟件操作主界面的 “Distances下”拉菜單中的 “ComputeWithin Group Means ”選項(xiàng)，可以計(jì)算每個(gè)組組內(nèi)的平均遺傳距離， 其操作方法和界面同“ Compute Pairwise相仿”。其運(yùn)算結(jié)果如下圖所示：點(diǎn)擊 Mega 軟件操作主界面的 “Distances下”拉菜單中的 “Computebetween Group Means”選項(xiàng)，可以計(jì)算分組之間的平均遺傳距離，其操作方法和界面同“ Compute Pairwise相仿”。其運(yùn)算結(jié)果如下圖所示：點(diǎn)擊 Mega 軟件操作主界面的 “Distances下”拉菜單中

19、的 “Compute net between Group Means”選項(xiàng)，可以計(jì)算分組之間的平均遺傳距離，其操作方法和界面同“ Compute Pairwise相仿”。其運(yùn)算結(jié)果如下圖所示：9/13精選文檔點(diǎn)擊 Mega 軟件操作主界面的 “Distances下”拉菜單中的 “ComputeSequence Diversity 選”項(xiàng)中的 “ Mean Diversity Within Subpopulations，可以計(jì)”算亞組之間的平均遺傳距離，其操作方法和界面同 “ComputePairwise 相”仿。其運(yùn)算結(jié)果如下圖所示：點(diǎn)擊 Mega 軟件操作主界面的 “Distances下”拉

20、菜單中的 “ComputeSequence Diversity 選”項(xiàng)中的 “ Mean Diversity for Entire Population，可以計(jì)算”整個(gè)群體的平均遺傳距離，其操作方法和界面同 “ComputePairwise 相”仿。其運(yùn)算結(jié)果如下圖所示：點(diǎn)擊 Mega 軟件操作主界面的 “Distances下”拉菜單中的 “Compute Sequence Diversity 選”項(xiàng)中的 “ Mean InterPopulation Diversity，可以計(jì)”算群體內(nèi)部的平均遺傳距離，其操作方法和界面同 “Compute Pairwise相”仿。其運(yùn)算結(jié)果如下圖所示：10/

21、13精選文檔點(diǎn)擊 Mega 軟件操作主界面的 “Distances下”拉菜單中的 “ComputeSequence Diversity 選”項(xiàng)中的 “ Coffient of Differentiation ，可以計(jì)算”群體的變異系數(shù)，其操作方法和界面同 “Compute Pairwise相”仿。其運(yùn)算結(jié)果如下圖所示：3、系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建Mega 程序構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹的功能很強(qiáng)大。它提供了四種構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，還包括一些檢驗(yàn)程序。這四種構(gòu)建分子系統(tǒng)樹的方法為： Neighbor-Joining（ NJ，鄰接法）、Minimum Evolution （ME ，最小進(jìn)化法）、Maximum Parsi

22、mony（ MP ，最大簡(jiǎn)約法）、Unweighted Pair Group Method With Arithmetic Mean （ UPGMA ，算術(shù)平均的不加權(quán)對(duì)群法） 。其中， NJ 法和 UPGMA 法都屬于距離法。其操作界面如下圖所示：鄰接法是距離法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育的常用方法， 此方法基于最小進(jìn)化原理， 而不使用優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。鄰接法中一個(gè)重要概念就是 “近鄰 ”。在譜系樹上，如果兩個(gè)分支11/13精選文檔之間只通過一個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)相連， 那么這兩個(gè)分支就被稱為 “近鄰 ”。完全解析出的進(jìn)化樹是通過對(duì)完全沒有解析出的 “星型 ”進(jìn)化樹進(jìn)行 “分解 ”得到的， 分解的步驟是連續(xù)不斷地在最接近（實(shí)際上，是最孤立的）的序列對(duì)中插入樹枝，而保留進(jìn)化樹的終端。于是，最接近的序列對(duì)被鞏固了，而 “星型 ”進(jìn)化樹被改善了，這個(gè)過程將不斷重復(fù)。 這種方法并不檢驗(yàn)所有可能的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 因此相對(duì)而言運(yùn)算速度很快，也就是說，對(duì)于一個(gè) 50 個(gè)序列的進(jìn)化樹，只需要若干秒甚至更少。具體操作：輸入數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊 Mega 操作主界面 “Phylogeny中”的 “Constrcuct Phylogeny 選”項(xiàng)