Четвертый семестр

Дерево бактерий, построенное "вручную"

Отобранные бактерии

НазваниеМнемоника
Bacillus anthracisBACAN
Bacillus subtilisBACSU
Clostridium botulinumCLOB1
Clostridium tetaniCLOTE
Enterococcus faecalisENTFA
Finegoldia magnaFINM22
Geobacillus kaustophilusGEOKA
Listeria monocytogenesLISMO

((FINM,(CLOTE,CLOB1)),(ENTFA,(((BACAN, BACSU),GEOKA),LISMO))); - скобочная формула.

Нетривиальные ветви:

  1. {CLOTE, CLOB1, FINM2} vs {ENTFA, BACAN...}
  2. {FINM2,CLOTE, CLOB1, ENTFA} vs {LISMO, GEOKA, BACAN,BACSU}
  3. {FINM2,CLOTE, CLOB1, ENTFA,LISMO} vs {GEOKA, BACAN,BACSU}
  4. {FINM2,CLOTE, CLOB1, ENTFA,LISMO, GEOKA} vs {BACAN,BACSU}
  5. {CLOTE, CLOB1} vs {FINM2, ENTFA, BACAN...}

Таксоны отобранных бактерий

  1. cellular organisms; Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus; Bacillus cereus group; Bacillus anthracis
  2. cellular organisms; Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus; Bacillus subtilis group; Bacillus subtilis
  3. cellular organisms; Bacteria; Firmicutes; Clostridia; Clostridiales; Clostridiaceae; Clostridium; Clostridium botulinum
  4. cellular organisms; Bacteria; Firmicutes; Clostridia; Clostridiales; Clostridiaceae; Clostridium; Clostridium tetani
  5. cellular organisms; Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Lactobacillales; Enterococcaceae; Enterococcus; Enterococcus faecalis
  6. cellular organisms; Bacteria; Firmicutes; Clostridia; Clostridiales; Clostridiales incertae sedis; Clostridiales Family XI. Incertae Sedis; Finegoldia Finegoldia magna
  7. cellular organisms; Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Geobacillus; Geobacillus kaustophilus
  8. cellular organisms; Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Listeriaceae; Listeria; Listeria monocytogenes

Эти бактерии делятся на два больших таксона (две внешние ветви): Bacilli (ENTFA, BACAN, BACSU, GEOKA, LISMO) и
Clostridia (FINM2, CLOTE, CLOB1 - все принадлежат порядку Clostridiales, но
FINM2 выделяется в подпорядок Clostridiales incertae sedis ветвью, которая отделяет его от остальных Clostridiales). ENTFA, в отличие от остальных
Bacilli, относится к порядку Lactobacilliales, а не Bacilliales, и выделяется отдельной ветвью. LISMO, в отличие от
остальных Bacilliales, относится к таксону Listeriaceae, а не Bacilliaceae (так же отдельная ветвь). Bacillus anthracis
и subtillis относятся к одному роду, но разным группам: cereus и subtillis (каждая выделяется своей ветвью)
соответственно.

Fprotpars

Выравнивание последовательностей было построено программой mafft.

Fprotpars выдала одно дерево.Оно совсем не такое, как ожидалось. Отсутствуют ветви, выделяющие от остальных:

  1. (BACAN, BACSU)
  2. (GEOKA, BACAN, BACSU, LISMO)
  3. (GEOKA, BACAN, BACSU)

Зато появились новые ветви, выделяющие:

  1. (GEOKA, FINM2, CLOTE, CLOB1)
  2. (ENTFA, LISMO)
  3. (BACSU, ENTFA, LISMO) против всех остальных.

Скобочная формула:((((RL2_FINM2,(RL2_CLOTE,RL2_CLOB1)),RL2_GEOKA),((RL2_ENTFA,RL2_LISMO), RL2_BACSU)),RL2_BACAN)

Fprotdist

Таблица расстояний fprotdist. В качестве примера отклонения от ультраметричности рассмотрим расстояния CLOB1-CLOTE, CLOB1-FINM2 и CLOTE-FINM2. CLOB1- и CLOTE-FINM2, действительно больше, чем CLOB1-CLOTE, но они не равны между собой, а различаются на 0,457034 - 0,429604= 0,02743.
Расстояния от ENTFA и LISMO до BACSU больше, чем ENTFA-LISMO, но они различаются на одну десятую.

Для исследования отклонений от аддитивности вычислим следующие суммы:

  1. CLOTE-CLOB1 + FINM2-GEOKA = 0,681827
  2. CLOTE-FINM2 + CLOB1-GEOKA = 0,905857
  3. FINM2-CLOB + CLOTE-GEOKA = 0,852956

Последние две суммы больше первой, но они различаются на пять сотых.

Fneighbor

По алгоритму UPGMA получается правильное дерево. Скобочная формула:
(((((RL2_BACAN:0.06833,RL2_BACSU:0.06833):0.00526,RL2_GEOKA:0.07360):0.00803, RL2_LISMO:0.08163):0.03655,RL2_ENTFA:0.11818):0.10887,((RL2_CLOB1:0.12434, RL2_CLOTE:0.12434):0.09732,RL2_FINM2:0.22166):0.00539)

Если в дереве fprotpars GEOKA выделялась вместе с CLOB1, CLOTE и FINM2, то в дереве Neighbor Joining она выделяется с LISMO и ENTFA, а с (LISMO, BACSU,BACAN, ENTFA), как в правильном дереве GEOKA объединить нельзя.
BACSU объединяется с BACAN, как и в верном дереве. Отсутствует ветвь BACSU vs (ENTFA, LISMO), которая есть в дереве fprotpars.
В Neighbor Joining и fprotpars, в отличие от правильного, объединяются LISMO и ENTFA.
Скобочная формула Neighbour Joining:
(RL2_BACSU:0.06446,(RL2_GEOKA:0.07542,((RL2_LISMO:0.04903, RL2_ENTFA:0.12587):0.02725,((RL2_CLOB1:0.11798,RL2_CLOTE:0.13070):0.09146, RL2_FINM2:0.22752):0.13131):0.02236):0.00344,RL2_BACAN:0.07221)