Реконструкция филогенетических деревьев

Выбранные в рамках занятия 1 бактерии принадлежат следующим таксонам:

№	Название	Мнемоника	Класс	Порядок	Семейство
1	Bacillus subtilis	BACSU	Bacilli	Bacillales	Bacillaceae
2	Clostridium tetani	CLOTE	Bacilli	Lactobacillales	Streptococcaceae
3	Finegoldia magna	FINM2	Clostridia	Clostridiales	Clostridiales Family XI. Incertae Sedis
4	Lactobacillus acidophilus	LACAC	Bacilli	Lactobacillales	Lactobacillaceae
5	Lactococcus lactis	LACLM	Bacilli	Lactobacillales	Streptococcaceae
6	Staphylococcus aureus	STAA1	Bacilli	Bacillales	Staphylococcaceae
7	Streptococcus pyogenes	STRP1	Bacilli	Lactobacillales	Streptococcaceae

По таксономическим данным можно построить следующее дерево:
Скобочная формула:
(( Clostridiaceae_Clostridium_tetani ,Clostridiales_Family_XI._Incertae Sedis-Finegoldia_magna)Clostridia_ Clostridiales,((Lactobacillaceae_Lactobacillus_acidophilus,(Lactococcus_lactis, Streptococcus_pyogenes )Streptococcaceae)Lactobacillales,(Staphylococcaceae_Staphylococcus_aureus ,Bacillaceae_Bacillus_ subtilis)Bacillales)Bacilli)Firmicutes;

Изображение:

Выбранные бактерии принадлежат двум различным классам и трем порядкам.

Для реконструкции филогенетического дерева был выбран Рибосомный белок L3. Его мнемоника: RL3
С помощью команды seqret пакета EMBOSS из Swiss-Prot были получены последовательности белков с данной функцией из отобранных ранее бактерий. Последовательности были пощены в один fasta файл. С помощью программы MUSCLE было построено выравнивание выбранных белков. Выравнивание было импортировано в JalView.
Рис. 1. Выравнивание рибосомальных белков L3 из отобранных бактерий, в блочной форме, с раскраской по проценту идентичности.

Четырьмя методами, доступными из JalView было реконструировано филогенетическое дерево.

Идеальное дерево

Average Distance Using %Identity.

Нетривиальные ветви идеального дерева
{'BACSU', 'STAA1'}vs{'LACLM', 'LACAC', 'STRP1', 'CLOTE', 'FINM2'}
{'LACLM', 'STRP1'}vs{'LACAC', 'BACSU', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'CLOTE', 'FINM2'}vs{'LACLM', 'LACAC', 'BACSU', 'STAA1', 'STRP1'}
{'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'BACSU', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
Нетривиальные ветви дерева Average Distance Using %Identity.
{'BACSU', 'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'BACSU', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'LACAC', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'LACLM', 'STRP1'}vs{'LACAC', 'BACSU', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'CLOTE', 'FINM2'}vs{'LACLM', 'LACAC', 'BACSU', 'STAA1', 'STRP1'}
Ветви которые есть в Первом дереве, но отсутствуют в Average Distance Using %Identity дереве.
{'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'BACSU', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'BACSU', 'LACAC', 'LACLM', 'STAA1', 'STRP1'}vs{'CLOTE', 'FINM2'}
{'BACSU', 'STAA1'}vs{'LACLM', 'LACAC', 'STRP1', 'CLOTE', 'FINM2'}
Ветви которые есть в Average Distance Using %Identity дереве, но отсутствуют в Первом
{'BACSU', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'LACAC', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'BACSU', 'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}

Average Distance Using BLOSUM62 такое же как предыдущее

Neighbour Joining Using %Identity

Нетривиальные ветви идеального дерева
{'BACSU', 'STAA1'}vs{'LACLM', 'LACAC', 'STRP1', 'CLOTE', 'FINM2'}
{'LACLM', 'STRP1'}vs{'LACAC', 'BACSU', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'CLOTE', 'FINM2'}vs{'LACLM', 'LACAC', 'BACSU', 'STAA1', 'STRP1'}
{'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'BACSU', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
Нетривиальные ветви дерева Neighbour Joining Using %Identity
{'BACSU', 'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'BACSU', 'CLOTE', 'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'STAA1', 'FINM2'}
{'BACSU', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'LACAC', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'LACLM', 'STRP1'}vs{'LACAC', 'BACSU', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'BACSU', 'CLOTE', 'FINM2', 'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'STAA1',}
Ветви которые есть в идеальном дереве, но отсутствуют в Neighbour Joining Using %Identity
{'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'BACSU', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'CLOTE', 'FINM2'}vs{'LACLM', 'LACAC', 'BACSU', 'STAA1', 'STRP1'}
{'BACSU', 'LACAC', 'LACLM', 'STAA1', 'STRP1'}vs{'CLOTE', 'FINM2'}
{'BACSU', 'STAA1'}vs{'LACLM', 'LACAC', 'STRP1', 'CLOTE', 'FINM2'}
Ветви которые есть в Neighbour Joining Using %Identity дереве, но отсутствуют в идеальном
{'BACSU', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'LACAC', 'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'BACSU', 'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'CLOTE', 'STAA1', 'FINM2'}
{'BACSU', 'CLOTE', 'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'STAA1', 'FINM2'}
{'BACSU', 'CLOTE', 'FINM2', 'LACAC', 'LACLM', 'STRP1'}vs{'STAA1',}

Neighbour Joining Using BLOSUM62 такое же как предыдущее
В программе Mega было реконструируировано дерево методом "Maximum Parsimony" и укоренено в наиболее правильную ветвь.

Maximum Parsimony

Дерево полностью совпало с правильным.