Филогенетические деревья

Таблица 1. Выбранные бактерии
Название Мнемоника
Bacillus anthracis BACAN
Clostridium botulinum CLOBA
Geobacillus kaustophilus GEOKA
Lactobacillus acidophilus LACAC
Listeria monocytogenes serovar 1/2a LISMO
Moorella thermoacetica MOOTA
Staphylococcus aureus STAAR
Staphylococcus epidermidis STAES

Скобочная формула: ((LACAC,((STAAR,STAES),(LISMO,(GEOKA,BACAN)))),(MOOTA,CLOBA));

Ветви дерева

У дерева есть пять нетривиальных ветвей:
1){GEOKA,BACAN} vs {LISMO,STAAR,STAES,LACAC,MOOTA,CLOBA}
2){STAAR,STAES} vs {GEOKA,BACAN,LISMO,LACAC, MOOTA,CLOBA}
3){GEOKA,BACAN,LISMO} vs {STAAR,STAES,LACAC,MOOTA,CLOBA}
4){GEOKA,BACAN,LISMO,STAAR,STAES} vs {LACAC,MOOTA,CLOBA}
5){GEOKA,BACAN,LISMO,STAAR,STAES,LACAC} vs {MOOTA,CLOBA}
Изображение получено с помощью программы MEGA.

Изображение дерева

Something went wrong :(
Рис.1 Филогенетическое древо выбранных бактерий 

Something went wrong :(
Рис.2 Соответствие таксонов нетривиальным ветвям дерева 

Таксономия

С помощью таксономического браузера NCBI была получена таксономия для каждой выбранной бактерии (см. Рис. 2).

  • 5ая нетривиальная ветвь разделяет классы Clostridia и Baccilli
  • 4ая - порядки Baccillales и Lactobaccillales
  • 3ая не соотвествует установленным таксонам (ни один таксон не группирует GEOKA,BACAN и LISMO вместе)
  • 2ая отделяет семейство Staphyloccaceae от отстальных
  • 1ая отделяет семейство Bacillaceae от остальных
  • Таблица 2. Таксоны, к которым принадлежат выбранные бактерии
    Superkingdom Bacteria Bacteria Bacteria Bacteria Bacteria Bacteria Bacteria Bacteria
    Bacteria group Terrabaceria group Terrabaceria group Terrabaceria group Terrabaceria group Terrabaceria group Terrabaceria group Terrabaceria group Terrabaceria group
    Phylum Firmicutes Firmicutes Firmicutes Firmicutes Firmicutes Firmicutes Firmicutes Firmicutes
    Сlass Baccili Baccili Baccili Bacilli Bacilli Bacilli Clostridia Clostridia
    Order Baccillales Baccillales Baccillales Baccillales Baccillales Lactobacillales Clostridiales Thermoanaerobacterales
    Family Bacillaceae Bacillaceae Listeriaceae Staphylococcaceae Staphylococcaceae Lactobacillaceae Clostridiaceae Thermoanaerobacteraceae
    Genus Bacillus Geobacillus Listeria Staphylococcus Staphylococcus Lactobacillus Clostridium Morella
    Species group Bacillus cereus group Geobacillus thermoleovorans group - - - - - Moorella group
    Species Bacillus anthracis Geobacillus kaustophilus Listeria monocytogenes Staphylococcus aureus Staphylococcus epidermidis Lactobacillus acidophilus Clostridium botulinum Moorella thermoacetica

    FastME vs MEGA

    В данном задании предлагалось сравнить работу консольной программы FastME и программы MEGA при составлении дерева по методу Минимальной эволюции.
    Программа Fastme принимает на вход формат PHYLIP - в первой строке этого формата указано количество таксонов и длину последовательностей, далее идет выравнивание, по 60 символов на строку. Переконвертировать выравнивание в формат phy легче всего в Jalview - попытки проделать это с помощью seqret или в онлайн-конвертерах оканчиваются неудачей, так как все последовательности отличаются по длине. Fastme можно запускать без аргументов, но лучше сразу указать все параметры:
    1) -i alignment.phy
    2) -p надо указать, что на ввод подаётся выравнивание белковых последовательностей, а не матрица расстояний или нуклеотидные последовательности
    3) -m BalME какая-то сбалансированная версия метода минимальной эволюции
    На выходе - txt файл с формулой дерева в Newick-формате (которому лучше поменять расширение на nwk прежде чем рисовать картинку в MEGA)
    Результат оказался довольно похожим, картинки, нарисованные в MEGA можно увидеть ниже (Рис. 3,4). Как можно заметить, программы в большинстве мест согласуются друг с другом - единственное различие в том, что FastME группирует вместе MOOTA и CLOBA, а MEGA - нет. Однако они довольно сильно расходятся с деревом, данным для работы в практикуме 1 и 2!

    Something went wrong :(
    Рис.3 MEGA, метод минимальной эволюции
    Something went wrong :(
    Рис.4 FastME, метод минимальной эволюции
    Something went wrong :(
    Рис.5 "Исходное" дерево