Укоренение и бутстрэп

Укоренение в среднюю точку

На предыдущем занятии,методом Neighbour Joining было построено 2 филогенетических дерева. Деревья, реконструированные этим методом, являются неукоренёнными, в отличие от деревьев, реконструированных методом UPGMA (Average Distance в программе JalView).

Чтобы укоренить в среднюю точку дерево, построенное методом Neighbour Joining, можно воспользоваться программой retree пакета PHYLIP. Ниже приведены изображения соответствующего укоренённого дерева, полученного программой MEGA.

Neighbour Joining Using % Identity

Ниже представлено исходное реконструированное дерево, полученное с помощью программы JalView методом Neighbour Joining Using % Identity, и укоренённое в среднюю точку дерево. Ветвь, в которую произошло укоренение, обозначена на изображении исходного дерева стрелкой. Данное укоренение не совсем верное (относительно правильного дерева, приемлемым можно назвать укоренение в нетривиальную ветвь {CLOTE,FINM2}).

Исходное дерево

Укоренённое дерево

Метод максимальной экономии (Maximum parsimony) не реконструирует длины ветвей. Поэтому деревья, построенные этим методом, невозможно укоренить в среднюю точку. Однако можно воспользоваться укоренением с помощью внешней группы.

В качестве внешней группы для реконструкции дерева отобранных бактерий методом максимальной экономии использован белок семейства IF2 из кишечной палочки Escherichia coli (IF2_ECOLI). Последовательности белков отобранных бактерий (Firmicutes) и последовательность белка кишечной палочки были выровнены вместе (Web Service > Alignment > Muscle with Defaults в JalView), после чего результат выравнивания был импортирован в программу MEGA, при этом имена последовательностей были отредактированы (оставлена только мнемоника видов). Укоренить построенное методом максимальной экономии дерево (Maximum Parsimony в меню Phylogeny) в ветвь, ведущую к ECOLI, можно с помощью команды Subtree > Root с последующим выбором соответствующей ветви. Чтобы получить изображение укоренённого дерева без ECOLI, нужно воспользоваться кнопкой Show Subtree Separately на левой панели окна MEGA.

Maximum parsimony с использованием внешней группы

Полученное укоренение можно считать правильным. Реконструированное методом максимальной экономии с использованием внешней группы дерево отличается от правильного лишь одной ветвью {LISMO, GEOKA} (ветвь присутствует в правильном дереве).

Бутстрэп-анализ филогении белков отобранных бактерий можно провести с использованием одного из методов, доступных в программе MEGA. Например, ниже приведены изображения деревьев, полученные в результате бутстрэп-анализа белков с использованием метода UPGMA (число реплик было установлено равным 100). Как видно, деревья, названные Original tree и Bootstrap consensus tree, совпадают. B этих деревьях можно выделить нетривиальную ветвь {LACDA, CLOTE, FINM2}, в то время как в правильном дереве такой ветви нет.

Original tree

Boostrap consensus tree

Ветвь {LACDA, CLOTE, FINM2} vs {ENTFA,LACLM,STRPN,GEOKA,LISMO} имеет относительно высокую поддержку (100), хотя верной не является. В то же время некоторые правильные ветви имеют меньшую поддержку , чем неправильная ветвь.