Реконструкция филогенетического дерева с помощью 4-х разных методов

     На основе данного дерева была построена модель эволюции: мы создали последовательности, отвечающие узлам и листьям дерева (см. рис. слева).
Матрица попарных расстояний
	    6                                                     
	00          0.0000  0.5034  1.2466  1.3956  1.1944  1.4467
	01          0.5034  0.0000  1.4293  1.5609  1.3956  1.6031
	10          1.2466  1.4293  0.0000  0.8317  0.8798  0.9492
	110         1.3956  1.5609  0.8317  0.0000  0.4136  0.3704
	1110        1.1944  1.3956  0.8798  0.4136  0.0000  0.2945
	1111        1.4467  1.6031  0.9492  0.3704  0.2945  0.0000
     Последовательности, соответствующие листьям дерева были "выравненны". Мы просто записали их в один файл. Он является выравниванием потому, что наша модель эволюции предполагала только замены нуклеотидов. Вставки и делеции считались запрещенными.
     На основе этого выравнивания были расчитаны расстояния по Джуксу - Кантору с помощью программы ednadist из пакета EMBOSS. При этом в качестве параметра "Transition/transversion ratio" мы использовали "1.0", поскольку в нашей эволюционной модели транзиции и трансверсии не различались.

     На основе полученной матрицы и выравнивания мы построили филогенетические деревья. Было использовано 4 разных метода: UPGMA, ближайших соседей (Neighbor-Joining), наибольшего правдоподобия (Maximum Likelihood) и максимальной экономии (Parsimony).
     Деревья строились с помощью программ пакета EMBOSS, параметры программ - по умолчанию.

     Сравним полученные деревья (изображения реконструированных деревьев были визуализированны на сайте http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/drawtree-simple.html).


      Реконструкция деревьев: UPGMA        Neighbor-Joining     Maximum Likelihood      Parsimony
      Скобочная структура:    UPGMA        Neighbor-Joining     Maximum Likelihood      Parsimony
Cравнение топологии исходного филогенетического дерева и 4-х вариантов его реконструкции
     Как можно заметить, все 4 метода прекрасно воспроизводят изначальную топологию.
Топология Первоначальное дерево UPGMA Neighbor-Joining Maximum Likelihood Parsimony 
	         A B C D E F
	ветвь №1 * * . . . .
        ветвь №2 * * * . . .
        ветвь №3 * * * * . .
+ + + + +
     Алгоритмы UPGMA и Neighbor-Joining используют матрицу попарного расстояния, а два других являются символьно-ориентировочными.
     Только с помощью метода UPGMA получилось ультраметрическое, укорененное дерево.
     Как мы видим, все 4 метода оказались успешными в реконструкции нашей модели эволюции.
     Но достаточно интересно, что из исходного не ультраметрического дерева, нам удалось получить ультраметрическое дерево (с помощью метода UPGMA).
     Таков уж он, этот алгоритм!

© Решетов Денис, 2005