淺談系統(tǒng)發(fā)育分析及進化樹制作演示文稿

淺談系統(tǒng)發(fā)育分析及進化樹制作演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有42頁\編輯于星期六優(yōu)選淺談系統(tǒng)發(fā)育分析及進化樹制作現(xiàn)在是2頁\一共有42頁\編輯于星期六人類偏肺病毒的確認PhylogeneticanalysisofORFsofhMPV黃病毒家族乙型腦炎病毒黃熱病毒PhylogeneticanalysisofSARSproteins.Unrootedphylogenetictreesweregeneratedbyclustalw30MAY2003VOL300SCIENCE:1399-1404SARS新型冠狀病毒“新”在哪里？達卡爾蝙蝠黃病毒3現(xiàn)在是3頁\一共有42頁\編輯于星期六分子系統(tǒng)發(fā)育分析系統(tǒng)發(fā)育分析是研究物種進化和系統(tǒng)分類的一種方法，研究對象為攜帶遺傳信息的生物大分子序列，采用特定的數(shù)理統(tǒng)計算法來計算生物間的生物系統(tǒng)發(fā)生的關(guān)系。并用系統(tǒng)進化樹來概括生物間的這種親緣關(guān)系。4現(xiàn)在是4頁\一共有42頁\編輯于星期六系統(tǒng)發(fā)育進化樹（Phylogenetictree)

用一種類似樹狀分支的圖形來概括各種生物之間的親緣關(guān)系。系統(tǒng)進化樹的主要構(gòu)成：結(jié)點（node)：每個結(jié)點表示一個分類單元（屬、種群）。進化分枝(Clade)：是指由同一生物進化而來的單一系統(tǒng)群。實體抽象為節(jié)點，實體間的進化關(guān)系抽象為連接研究對象：

包括基因序列，基因組的排列方式，二級結(jié)構(gòu)，編碼的蛋白序列及高級結(jié)構(gòu)等研究意義：

通過序列同源性的比較進而了解基因的進化以及生物系統(tǒng)發(fā)生的內(nèi)在規(guī)律

分子系統(tǒng)發(fā)育的核心是——構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進化樹分子系統(tǒng)發(fā)育分析5現(xiàn)在是5頁\一共有42頁\編輯于星期六人猩猩狒狒外群分支長度根進化支結(jié)點系統(tǒng)發(fā)育進化樹示例

結(jié)點：表示一個分類單元。進化支：兩種以上生物（DNA序列）及其祖先組成的樹枝。進化分支：進化關(guān)系的圖形表示進化分支長度：用數(shù)值表示的進化枝的變化程度（遺傳距離）距離標(biāo)尺：生物體或序列之間差異的的數(shù)字尺度。根：所有分類的共同祖先。外群：一個或多個無可爭議的同源物種,與分析序列相關(guān)且具有適當(dāng)?shù)挠H緣關(guān)系距離標(biāo)尺一個單位系統(tǒng)進化樹0.56現(xiàn)在是6頁\一共有42頁\編輯于星期六系統(tǒng)進化樹7黃病毒家族黃熱病毒達卡爾蝙蝠黃病毒現(xiàn)在是7頁\一共有42頁\編輯于星期六基因樹和物種樹基因樹(genetree)：當(dāng)一個系統(tǒng)進化樹是根據(jù)某一個基因數(shù)據(jù)構(gòu)建而來的,稱為基因樹。因為這種樹代表的僅僅是單個基因的進化歷史。而不是它所在物種的進化歷史。物種樹(speciestree)：反映物種之間真實進化關(guān)系的系統(tǒng)進化樹被稱為物種樹。例如一項關(guān)于植物進化的研究中，用了100個不同的基因來構(gòu)建物種樹。聯(lián)系：雖然基因樹不能等同于物種樹,但基因樹的分支形式能夠反映物種的進化歷史。病毒比較簡單，遺傳多態(tài)性較弱，一般而言結(jié)構(gòu)蛋白基因構(gòu)建的基因樹最能接近物種樹表達的進化關(guān)系。8現(xiàn)在是8頁\一共有42頁\編輯于星期六物種樹基因樹9現(xiàn)在是9頁\一共有42頁\編輯于星期六人類偏肺病毒的確認10現(xiàn)在是10頁\一共有42頁\編輯于星期六SARS“新”型冠狀病毒11現(xiàn)在是11頁\一共有42頁\編輯于星期六找到建樹目的基因（基因組）進行多序列比對選擇建樹方法建立進化樹進化樹評估系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建分析步驟12現(xiàn)在是12頁\一共有42頁\編輯于星期六Distance-basedmethods基于距離的方法Unweightedpairgroupmethodusingarithmeticaverage(UPGMA)非加權(quán)分組平均法Minimumevolution(ME)最小進化方法Neighborjoining(NJ)鄰位歸并法Character-basedmethods基于特征的方法Maximumparsimony(MP)最大簡約法Maximumlikelihoodmethod(ML)最大似然法計算速度

距離法>最大簡約法>最大似然法

系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建的基本方法13現(xiàn)在是13頁\一共有42頁\編輯于星期六基于距離的方法

首先通過各個物種之間的比較，根據(jù)一定的假設(shè)（進化距離模型）推導(dǎo)得出分類群之間的進化距離，構(gòu)建一個進化距離矩陣。進化樹的構(gòu)建則是基于這個矩陣中的進化距離關(guān)系?；谔卣鞯姆椒ú挥嬎阈蛄虚g的距離，而是將序列中有差異的位點作為單獨的特征，并根據(jù)這些特征來建樹。系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建的基本方法14現(xiàn)在是14頁\一共有42頁\編輯于星期六系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建的分析過程15現(xiàn)在是15頁\一共有42頁\編輯于星期六ClustalX（序列比對軟件）Modeltest&MrModeltest(堿基替換模型篩選軟件)PHYLIPMEGAPHYMLPAUPBEASTFigtree(樹形顯示軟件）TreeView（樹形顯示軟件）系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建軟件系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建的相關(guān)軟件16現(xiàn)在是16頁\一共有42頁\編輯于星期六用截然不同的距離矩陣法與簡約法分析一個數(shù)據(jù)集，如果能夠產(chǎn)生相似的系統(tǒng)發(fā)生樹，這樣的樹可以認為是可靠的用Bootstrap（自展法）檢驗系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建的評估17現(xiàn)在是17頁\一共有42頁\編輯于星期六從排列的多序列中隨機有放回的抽取某一列，構(gòu)成相同長度的新的排列序列重復(fù)上面的過程，得到多組新的序列對這些新的序列進行建樹，再觀察這些樹與原始樹是否有差異，以此評價建樹的可靠性一般Bootstrap重復(fù)取樣次數(shù)要大于100（一般文章要求1000），根據(jù)每個分支在不同此取樣時出現(xiàn)的頻率賦予該分支一個百分比。如果嚴格根據(jù)統(tǒng)計學(xué)概念，該百分比要大于95％采認為該分支的較為可信。在實際應(yīng)用中該值大于75％就認為可信，細菌等相似度更大的分類中，大于50%就可以認為可信。Bootstrap－自展法18現(xiàn)在是18頁\一共有42頁\編輯于星期六A.重新取樣(100-1000time).

123451001:ATCTG…A2:ATCTG…C3:ACTTA…C

4:ACCTA…T

123451001:AATTT…T2:AATTT…G3:AACTT…T4:AACTT…T

11244 x

123451001:TTTAT…T2:TAACC…G3:TAACC…T4:TGGGA…T

4

7789…x

123451001:AGGTA…T2:AGGAC…G3:AAAAC…A4:AAAGG…C

15578… xBootstrap－自展法19現(xiàn)在是19頁\一共有42頁\編輯于星期六B.每組取樣重建進化樹.

123451001:AATTT…T2:AATTT…G3:AACTT…T4:AACTT…T

11244 x

123451001:TTTAT…T2:TAACC…G3:TAACC…T4:TGGGA…T

4

7789…x

123451001:AGGTA…T2:AGGAC…G3:AAAAC…A4:AAAGG…C

15578… xSp1Sp2Sp3Sp4Sp1Sp2Sp3Sp4Sp1Sp2Sp3Sp4Bootstrap－自展法20現(xiàn)在是20頁\一共有42頁\編輯于星期六C.計算各分支出現(xiàn)的可信度Sp1Sp2Sp3Sp4Sp1Sp2Sp3Sp4Sp1Sp2Sp3Sp4Sp1Sp2Sp3Sp467%100%In67%ofthedatasets,thesplitbetweenSP1+SP2andtherestofthetreewasfound.Bootstrap－自展法21現(xiàn)在是21頁\一共有42頁\編輯于星期六得到CA16VP1序列，利用MEGA軟件進行處理和分析序列：1）用MEGA軟件對多序列進行比對，建立MEGA軟件構(gòu)建進化樹的數(shù)據(jù)格式（兩端對齊，fasta格式輸出）；2）用N-J法構(gòu)建基因進化樹；3）對所構(gòu)建的進化樹進行加工處理。實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）22現(xiàn)在是22頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）23現(xiàn)在是23頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）24現(xiàn)在是24頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）25現(xiàn)在是25頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）26現(xiàn)在是26頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）27現(xiàn)在是27頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）28現(xiàn)在是28頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）29現(xiàn)在是29頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）30現(xiàn)在是30頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）31現(xiàn)在是31頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）32現(xiàn)在是32頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）33現(xiàn)在是33頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）34現(xiàn)在是34頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）35現(xiàn)在是35頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）36現(xiàn)在是36頁\一共有42頁\編輯于星期六實例講解：（建立腸道病毒CA16VP1的基因樹）37現(xiàn)在是37頁\一共有42頁\編輯于星期六38現(xiàn)在是38頁\一共有42頁\編輯于星期六39體會：1、用什么方法建樹。