Реконструкция филогенетических деревьев Отредактировано 22/09/13

Семестр 1

Семестр 2

Семестр 3

Семестр 4

Семестр 5

Семестр 6

Реконструкция филогенетических деревьев

Для работы были отобраны бактерии. Для них было составлено филогенетическое дерево
(Рис. 1)

Рис. 1 Филогенетическое дерево выбранных бактерий

Пользуясь таксономическим сервисом NCBI определяем, к каким таксонам относятся отобранные бактерии (Таблица 1)

Таксономическая принадлежность бактерий

Мнемоника	Название	Тип	Класс	Отряд	Семейство
BACSU	Bacillus subtilis	Firmicutes	Bacilli	Bacillales	Bacillaceae
ENTFA	Enterococcus faecalis	Firmicutes	Bacilli	Lactobacillales	Enterococcaceae
GEOKA	Geobacillus kaustophilus	Firmicutes	Bacilli	Bacillales	Bacillaceae
CLOTE	Clostridium tetani	Firmicutes	Clostridia	Clostridiales	Clostridiaceae
LISMO	Listeria monocytogenes	Firmicutes	Bacilli	Bacillales	Listeriaceae
LACDA	Lactobacillus delbruecki	Firmicutes	Bacilli	Lactobacillales	Lactobacillaceae
STAES	Staphylococcus epidermidis	Firmicutes	Bacilli	Bacillales	Staphylococcaceae

На дереве есть ветви, которые отделяют отдельные таксоны, которые на Рис. 2 соответствуют раскраске в Таблице 1.

Рис. 2 Филогенетическое дерево выбранных бактерий с обозначением ветвей, выделяющих таксоны

Для дальнейшей работы была выбрана функция IF2 (фактор инициации трансляции 2). Филогенетическое дерево будет реконструировано по белкам этого семейства.

Из Swiss-Prot, используя команду –seqret, были получены последовательности белков с данной функцией из рассматриваемых бактерий.

С помощью программы JalView было выполнено выравнивание полученных последовательностей (Рис. 3), на котором раскраска зависит от процента идентичности. Изображение приведено в «блочной» форме.

Проект выравнивания

С помощью программы JalView можно реконструировать филогенетическое дерево четырьмя способами. Изображения деревьев были получены программой Mega.

Average Distance Using % Identity

Рис. 4 Реконструированное филогенетическое дерево

Дерево на Рис. 4 отличается от правильного дерева:

• Наличием {CLOTE, LACDA} vs {ENTFA, STAES, LISMO, GEOKA, BACSU, LACDA}
• Отсутствием {LACDA, ENTFA} vs {CLOTE, BACSU, GEOKA, LISMO, STAES}

Neighbour Joining Using % Identity

Рис. 5 Реконструированное филогенетическое дерево

Дерево на Рис. 4 неукорененное отличается от правильного дерева:

• Наличием {CLOTE, LACDA} vs {ENTFA, STAES, LISMO, GEOKA, BACSU, LACDA}
• Отсутствием {LACDA, ENTFA} vs {CLOTE, BACSU, GEOKA, LISMO, STAES}
• Присутствием {GEOKA, LISMO} vs {CLOTE, ENTFA, STAES, BACSU, LACDA} (в правильном дереве есть ветвь {GEOKA, BACSU} vs {CLOTE, ENTFA, STAES, LISMO, LACDA}).

Average Distance Using BLOSUM62

Рис. 6 Реконструированное филогенетическое дерево

Нетривиальные ветви, отличающие дерево на Рис. 6 от правильного:

• {LACDA, CLOTE} vs {LISMO, ENTFA, GEOKA, STAES, BACSU}
• {LACDA, LISMO, ENTFA, CLOTE} vs {GEOKA, STAES, BACSU}
• {LACDA, LISMO, ENTFA, CLOTE, GEOKA} vs {STAES, BACSU}
• {LISMO, ENTFA} vs {LACDA, GEOKA, STAES, BACSU, CLOTE}

Neighbour Joining Using BLOSUM62

Рис. 7 Реконструированное филогенетическое дерево

Дерево на Рис. 5 неукорененное и отличается от правильного дерева присутствием:

• {GEOKA, CLOTE} vs {LISMO, ENTFA, GEOKA, STAES, BACSU},
• {GEOKA, CLOTE, BACSU} vs {STAES, LISMO, LACDA, ENTFA},
• {GEOKA, CLOTE, BACSU, STAES} vs {LISMO, LACDA, ENTFA}.

В правильном дереве присутствует только одна нетривиальная ветвь дерева с Рис. 7: {LACDA, ENTFA} vs {GEOKA, STAES, LISMO, BACSU, CLOTE}.

Используя метод "Maximum Parsimony" в программе Mega, выполнили еще одну реконструкцию дерева, укоренив его в одну из ветвей (Рис. 8)

Рис. 8 Реконструированное филогенетическое дерево

Отличия от правильного дерева:

• только одна нетривиальная ветвь, которая есть в правильном дереве:
  {LACDA, ENTFA} vs {GEOKA, STAES, LISMO, BACSU, CLOTE}
• нетривиальные ветви, которых нет в правильном дереве:
  {ENTFA, LACDA, LISMO} vs {STAES, BACSU, GEOKA, CLOTE},
  {ENTFA, LACDA, LISMO, STAES} vs {BACSU, GEOKA, CLOTE},
  {ENTFA, LACDA, LISMO, STAES, BACSU} vs {GEOKA, CLOTE}.

© Малеева Александра