系统发育树构建

系统发育树的构建方法,使用的保守蛋白集
生物系统发育树（Phylogenetic tree）是分子生物学研究中最为常用的技术之一。

它可以预测到一组基因的演化过程，以便了解其衍生的生物类别的相对关系。

在构建生物系统发育树的过程中，常常使用保守蛋白集（conserved protein set）。

保守蛋白集是指在不同物种之间具有稳定序列并能够执行特定生物功能的蛋白质。

选择保守蛋白集作为建立生物系统发育树的分子标志物，这是因为它在沿着一个演化过程中保持稳定性，可以为树的构建提供有效的信息和数据。

此外，由于保守蛋白集通常都可以完全鉴定出来，而且序列之间的相似性要大于其它蛋白质，因此可以更加准确地定量表征这些物种的相似性。

在构建生物系统发育树时，首先要收集尽可能多物种的保守蛋白质序列，其次要对所有序列进行比较，然后用这些比较结果来构建一棵生物系统发育树。

其中，比较过程可以基于结构、功能、序列或者综合多种方法来完成，以便更准确地评估物种之间的相关性。

建立完成以后，可以提取从树中获得的信息来进一步研究这些物种的关系。

在生物系统发育树的构建过程中，使用保守蛋白集是一种有效的方法，它可以更准确地反映物种之间的关系，同时也有助于我们理解进化的模式和进程。

系统发育树构建教程（PHYLIP）PHYLIP网址：/phylip.html（一）序列的前期准备1．用ENTREZ或SRS搜索同源DNA/蛋白质序列(same sequence in different organisms) 2．用CLUSTALX进行多条序列比对，在output format option选定PHY格式,构建进化树需要这个phy文件。

Figure 4.1 用clustalx进行多条序列比对3．解压缩phylip-3.68.exe，得到三个文件夹，doc文件夹里是关于所有PHYLIP子程序的使用说明，exe文件夹里是直接可以使用的各个子程序，src文件夹里是所有程序的源文件。

4．打开exe文件夹，双击SEQBOOTt子程序（SEQBOOT是一个利用bootstrap方法产生伪样本的程序），输入刚刚生成的phy文件的路径，点击enter。

5．所有PHYLIP程序默认的输入文件名为infile, 输出文件名为outfile。

如果在exe文件夹里找不到默认的输入文件，会提示can’t find input file “infile”。

Figure 4.2 seqboot程序起始界面6．进入程序参数选择页面（Figure 4.3）。

第一列中的D、J、%、B、R、W、C、S等代表可选的参数。

想改变哪个参数，就键入此参数对应的字母，并点击回车键，对应参数将会发生改变。

当我们设置好所有参数后，（这里我们可以不做任何修改），键入Y，按回车。

此时程序询问“random numbe r seed? <must be odd>”，这是询问生成随机数的种子是多少，输入一个4N+1的数，点击回车程序开始运行，输出结果到文件outfile，保存在当前文件夹里。

.Figure 4.3 seqboot程序参数选择页面主要参数解释：D: 数据类型，有Molecular sequence、discrete morphology、restriction sites和gene frequencies4个选项。

分子系统发育树构建的简易方法
分子系统发育树的构建是根据分子序列的差异来推断不同物种之间的进化关系。

下面是一个简易的分子系统发育树构建方法：
1. 选择目标基因序列：选择与所研究物种相关的基因序列（如核糖体RNA或蛋白质编码基因）作为目标序列。

2. 数据收集：收集各个相关物种的目标基因序列数据。

可以通过公共数据库（如NCBI）或研究文献中的已有数据进行获取。

3. 序列比对：使用序列比对软件将收集到的序列进行比对，找出相同和不同的碱基或氨基酸位置。

常用的比对软件有CLUSTALW和MAFFT。

4. 构建进化树：根据序列比对结果，使用进化树构建软件（如MEGA）进行系统发育树的构建。

常用的进化树构建方法包括最大简约法（UPGMA）和最大似然法（ML）。

5. 进化树评估：对构建的系统发育树进行评估，可以使用Bootstrap方法进行支持值分析，提高树的可靠性。

6. 结果解读：根据构建的系统发育树，可以解读不同物种之间的进化关系和群体间的分化程度。

需要注意的是，分子系统发育树是基于目标基因序列的进化关系推断，仅仅代表目标基因的进化历史，并不一定能完全反映
整个物种的进化历史。

因此，在研究中还需要综合考虑其他重要因素，如形态特征和生态行为等。

多基因序列的系统发育树构建说到“多基因序列的系统发育树构建”这个话题，乍一听，可能有人会觉得这就是那种高深莫测、晦涩难懂的学术术语，甚至看一眼就头大。

其实嘛，说白了，这就像是在为大自然的大家族做一张族谱，揭开我们与其他物种之间千丝万缕的关系。

就像我们查家谱，看自己和曾祖父是不是同一个血统，看看自己和远方亲戚的亲疏。

要是能把这整个过程搞清楚了，哎，那可真是大开眼界，原来人类、植物、动物这些不同的生命形式之间，居然有那么多微妙又惊人的联系。

所谓的“系统发育树”就像是一本生命史诗，讲述的是各种物种之间的亲戚关系。

这棵树的根基上是我们共同的祖先，每一个分支代表了一条特定的进化路径。

而“多基因序列”呢，就是拿不同基因的信息去描绘这棵树的枝干，哪一枝长得快，哪一枝慢，这些都能通过基因序列的差异来看得一清二楚。

通俗点说，这就像是在给家谱里的每一位祖先添加更多的细节资料，越多的细节，越能精确地找到彼此之间的关系。

你看，这过程不就像拆谜题一样，一步步解开生物世界的神秘面纱吗？要构建这棵树，首先得有一堆基因数据。

别小看这些基因，它们可是真正的“家底”。

每个物种的DNA就像是一个个密码锁，里面藏着它们的生活历史、演化轨迹。

用这些信息，我们可以比较不同物种的基因，看看它们之间有多相似，或者差异有多大。

举个例子，人类和猴子的基因差异，真的是少得可怜，但这不代表我们是完全一样的。

那些微小的差异，往往就决定了我们是直立行走，还是蹦蹦跳跳。

所以呢，基因序列越多，越能描绘出一张更加真实、精准的系统发育树。

然后，咱们得选基因。

这不就是考古学家挑选遗骨进行复原的过程吗？我们得找那些能体现物种间差异的“好基因”。

这些基因应该既能反映物种的特性，又能体现进化的步伐。

选好了基因，接下来就要对它们做一番精细的比对。

这就好比你拿着一本古老的书，逐字逐句地对照，看这些字母和符号有没有相同或者不同。

这个过程需要非常细致，要小心翼翼，不容一丝疏忽。

系统发育树构建的三种方法
1. 距离法（Distance Method）：该方法将各个物种之间的差异转化为距离值，并根据这些距离值构建系统发育树。

距离可以基于基因序列或形态特征等进行计算。

该方法不考虑进化模式和序列的进化过程，仅提供基于相似性的分支结构。

2. 最大简约法（Maximum Parsimony）：该方法基于最小进化原则，即最可能的树是具有最少次数的进化事件的树。

它寻求在进化树上使得进化事件（如插入、缺失、突变）的次数最少的树。

该方法是需要较多计算的方法，但树的建立结果更加准确。

3. 最大似然法（Maximum Likelihood）：该方法也是基于最小进化原则，但它考虑进化模式和序列的进化过程，并将最可能的进化树视为产生的序列数据的最大概率估计。

该方法需要更复杂的计算，但对于数据信息的准确推断较好。

叙述系统发育树的构建过程嘿，咱今儿就来讲讲系统发育树的构建过程，这可有意思啦！你看啊，系统发育树就像是一棵大树，它的枝桠代表着各种生物之间的关系。

那怎么把这棵大树给“种”出来呢？首先得有一堆生物的数据呀，就像盖房子得有砖头一样。

这些数据可以是各种各样的，比如基因序列啦、形态特征啦等等。

然后呢，就开始比对这些数据，这就好比把不同的砖头摆在一起，看看哪些相似，哪些不同。

接着，就根据这些比对的结果来确定它们之间的亲缘关系。

这就好像在给砖头们找它们的“家族”一样，哪些是近亲，哪些是远亲。

这可不是一件容易的事儿啊，得非常仔细地去分析。

然后呢，把这些亲缘关系用一种特别的方式表示出来，就像把砖头们按照一定的规律摆好，形成一个结构。

这个结构慢慢就变成了系统发育树的雏形。

这时候，就像是在给大树修剪枝叶一样，要对这个雏形进行调整和优化。

要确保每个部分都放对了位置，不能有差错。

最后，一棵完整的系统发育树就出来啦！哇塞，你想想看，通过这么多复杂的步骤，终于把生物之间的关系给清楚地呈现出来了，这难道不神奇吗？你说，这系统发育树构建的过程，像不像一个艺术家在精心雕琢一件作品？每一个细节都要处理好，才能呈现出完美的结果。

而且啊，这可不是一次性就能完成的事儿，得反复地去研究、去调整。

你再想想，要是没有系统发育树，我们怎么能知道各种生物之间有着这样那样的联系呢？我们怎么能更好地理解生命的奥秘呢？所以啊，这个构建过程虽然复杂，但真的超级重要呢！咱平时生活中也有类似的情况呀，比如说搭积木，不也是一块一块地搭起来，最后形成一个完整的造型嘛。

这和构建系统发育树不是有点像嘛！总之呢，系统发育树的构建过程就是这么神奇又有趣，它让我们对生物的世界有了更深的了解和认识。

这可真是一项伟大的工作啊！你难道不这么觉得吗？。

MEGA软件——系统发育树构建方法（图
文讲解）
一、序列文本的准备
构树之前先将目标基因序列都分别保存为txt文本文件中（或者把所有序列保存在同一个txt文本中,可以用“>基因名称”作为第一行，然后重起一行编辑基因序列），序列只包含序列字母（ATCG或氨基酸简写字母）。

文件名名称可以已经您
的想法随意编辑。

二、序列导入到Mega 5软件
（1）打开Mega 5软件，界面如下
（2）导入需要构建系统发育树的目的序列
OK
选择分析序列类型（如果是DNA序列，点击DNA，如果是蛋白序列，点击Prot
ein）
出现新的对话框，创建新的数据文件
选择序列类型
导入序列
导入序列成功。

（3）序列比对分析
点击工具栏中“W”工具，进行比对分析，比对结束后删除两端不能够完全对齐
碱基
（4）系统发育分析
关闭窗口，选择保存文件路径，自定义文件名称
三、系统发育树构建
根据不同分析目的，选择相应的分析算法，本例子以N—J算法为例
Bootstrap 选择1000，点击Compute，开始计算
计算完毕后，生成系统发育树。

.
根据不同目的，导出分析结果，进行简单的修饰，保存
精选范本。