Учебный сайтик
Кирилла Прокаповича

Подготовка данных

Филогенетическия деревья можно строить по данным множественного выравнивания аминокислотных последовательностей цитохрома B у животных, которых мы взяли для задания. Я с помощью списка идентификатора цитохромов B получил аминокислотные последвательности этого белка, а затем их множественное выравнивание, с помощью:

seqret @cyb.list cyb.fasta #получение последовательностей

muscle -align cyb.fasta -output cyb-alignment.fasta #выравнивание

Затем с помощью скрипта на python перевел фаста файл в phylip-relaxed (.phy). Вот он:

#!/usr/bin/python
from Bio import AlignIO
inh = open("cyb-alignment.fasta", "r")
outh = open("cyb.phy", "w")
alignment = AlignIO.parse(inh, "fasta")
AlignIO.write(alignment, outh, "phylip-relaxed")
inh.close()
outh.close()

Построение деревьев

Берем этот .phy файл и засовываем его в эти программы:

fastme -i cyb.phy -o cybtreep -pp-distance
fastme -i cyb.phy -o cybtreem -pMtREV
iqtree -s cyb.phy

Программа fastme использует алгоритм минимальной эволюции, при котором ищется дерево, у которого сумма длин всех ветвей минимальна. Модели p-distance и MtREV это способы посчитать матрицу расстояний между двумя видами, p-distance - это самый простой способ получить эту матрицу, при котором считается процент несовпадающих позиций, а при MtREV идет поправка на вероятности замен аминокислот в митохондриальных белках (каким и является цитохром B).

iqtree использует метод максимального прадоподобия. Она ищет то дерево, которое с максимальной вероятностью соответствует входным данным.

Получаем файлы treep, treem и сyb.phy.treefile, засовываем их в iTOL и получаем деревья.

Сравнение построений филогенетических деревьев

Рис. 1. Дерево построенное с помощью программы fastme (метод минимальной эволюции) с моделью p-distance по цитохромам B

Ветка (Gulo gulo, (Vulpes vulpes, Canis lupus)); отсутствует в дереве из первого задания, но Enhydra lutris, Ursus arctos, Gulo gulo, Vulpes vulpes и Canis lupus в одной кладе и там, и там.

Рис. 2. Дерево построенное с помощью программы fastme (метод минимальной эволюции) с моделью MtREV по цитохромам B

Это дерево аюсолютно идентично первому.

Рис. 3. Дерево построенное с помощью программы IQTree (метод максимального правдоподобия) с моделью mtMAM+G4 по цитохромам B

Отличие это дерева от предыдущих двух - это то, что Gulo gulo является внешней группой для Ursus arctos, Enhydra lutris, Canis lupus и Vulpes vulpes. Т.о. это дерево больше всего похоже на дерево из первого задания.

Рис. 4. Дерево построенное в первом задании

Исходя из всего этого IQTree лучше fastme строит деревья.