Выбранные бактерии:

Таксономия:

С помощью таксономического сервиса NCBI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/taxonomy/, было определено, к каким таксонам относятся отобранные бактерии.

На филогенетическом дереве (см. ниже) ветви соответствуют следующим таксонам:

Enterobacteriales (ветвь 2)
Vibrionales (ветвь 4)
Alphaproteobacteria и Gammaproteobacteria (ветвь 5)

Формы записи деревьев

Скобочная формула дерева:

(((((ECOLI, SALTY), ENT38), HAEIN), (VIBFM, VIBCH)), (AGRRK, RHIEC));

Изображение дерева:

Красным выделены нетривиальные ветви.

Нетривиальные ветви:

1. {ECOLI, SALTY} против {ENT38, HAEIN, VIBFM, VIBCH, AGRRK, RHIEC}
2. {ECOLI, SALTY, ENT38} против {HAEIN, VIBFM, VIBCH, AGRRK, RHIEC}
3. {ECOLI, SALTY, ENT38, HAEIN} против {VIBFM, VIBCH, AGRRK, RHIEC}
4. {VIBFM, VIBCH} против {ENT38, HAEIN, ECOLI, SALTY, AGRRK, RHIEC}
5. {ECOLI, SALTY, ENT38, HAEIN, VIBFM, VIBCH} против {AGRRK, RHIEC}

Программы построения деревьев по множественному выравниванию

Построение множественного выравнивания

Для построения филогенетического дерева были выбраны рибосомные белки L2 (RL2) бактерий. (Файл в формате fasta)
С помощью программы "muscle" было построено множественное выравнивание. (Файл в формате fasta)

Программа "fprotpars"

По полученому выравниванию было реконструировано филогенетическое дерево с использованием метода максимальной бережливости (maximal parsimony). Программа "fprotpars" построила три вероятных дерева. (Файл в формате fprotpars)

(((((((SALTY, ENT38), ECOLI), HAEIN), VIBFM), VIBCH), RHIEC), AGRRK);

((((((SALTY, ECOLI), ENT38), HAEIN), (VIBFM, VIBCH)), RHIEC), AGRRK);

((((((SALTY, ENT38), ECOLI), HAEIN), (VIBFM, VIBCH)), RHIEC), AGRRK);

Второе дерево полность совпадает с настоящим (учитывая, что они неукоренённые и без длин ветвей). Для наглядности на полученном дереве нетривиальные ветви пронумерованы так же, как на настоящем.

Программа "fprotdist"

С помощью программы "fprotdist" была построена матрица расстояний по множественному выравниванию.(Файл в формате fprotdist)

AGRRK   0.000000  0.096299  0.573690  0.602874  0.648022  0.606975  0.601354  0.611322
RHIEC   0.096299  0.000000  0.580740  0.610869  0.651251  0.601889  0.596308  0.606229
VIBCH   0.573690  0.580740  0.000000  0.100915  0.221927  0.175894  0.178876  0.175618
VIBFM   0.602874  0.610869  0.100915  0.000000  0.210635  0.207125  0.216195  0.206797
HAEIN   0.648022  0.651251  0.221927  0.210635  0.000000  0.158884  0.162592  0.161981
ECOLI   0.606975  0.601889  0.175894  0.207125  0.158884  0.000000  0.014737  0.007327
ENT38   0.601354  0.596308  0.178876  0.216195  0.162592  0.014737  0.000000  0.007323
SALTY   0.611322  0.606229  0.175618  0.206797  0.161981  0.007327  0.007323  0.000000
		

Проверим таблицу на ультраметричность и аддитивность:
Для выполнения принципа ультраметричности необходимо, чтобы для любых трех листьев расстояния между двумя были равны и не меньше третьего. Для примера возьмем ECOLI, SALTY и RHIEC: 0,007327, 0,601889 и 0,606229 - принцип выполняется, отклонение от равенства 0,00434. Для AGRRK, VIBCH и RHIEC: 0,096299, 0,573690 и 0,580740 - принцип выполняется, отклонение от равенства 0,00705.
Для выполнения принципа аддитивности необходимо, чтобы для любых четырех листьев две из сумм расстояний между парами листьев были равны и больше третьей. На примере AGRRK, RHIEC, VIBCH, VIBFM: 0,197214, 1,184559 и 1,183614 - принцип выполняется, отклонение от равенства 0,000945.
По этим примерам данное дерево можно назвать ультраметричным, для которого выполняется принцип аддитивности. (Иллюстрация к вычислениям в Excel)

Программа "fneighbor"

Были получены две реконструкции дерева программой fneighbor, используя два алгоритма: UPGMA и Neighbor-Joining.

Neighbor-Joining:

(RHIEC:0.04840,((VIBCH:0.03865,VIBFM:0.06227):0.03742,(HAEIN:0.09770,(ECOLI:0.00439,(ENT38:0.00536,SALTY:0.00196):0.00298):0.05756):0.03924):0.45601,AGRRK:0.04790);

UPGMA:

((AGRRK:0.04815,RHIEC:0.04815):0.25566,((VIBCH:0.05046,VIBFM:0.05046):0.04911,(HAEIN:0.08058,(ECOLI:0.00552,(ENT38:0.00366,SALTY:0.00366):0.00185):0.07506):0.01899):0.20425);

Дерево, полученное по алгоритму UPGMA обладает той же морфологией, что и полученное по алгоритму Neighbor-Joining и совпадает с третьем деревом, полученым с помощью "fprotpairs".Эти деревья отличается от настоящего тем, что ENT38 и ECOLI поменялись местами, т.е. в настоящем дереве нет ветви {ENT38, SALTY} против {ECOLI, HAEIN, VIBFM, VIBCH, AGRRK, RHIEC}, а в полученом нет ветви {ECOLI, SALTY} против {ENT38, HAEIN, VIBFM, VIBCH, AGRRK, RHIEC}

2010 ^©