На главную страницу третьего семестра Tree reconstruction

Реконструкция филогенетического дерева с помощью 4-х разных методов

Модельное филогенетическое дерево гена белка TRUB_ECOLI

Дерево укоренненое (корень — ген белка TRUB_ECOLI).
Узлы подписаны цифрами (1, 2, 3, 4), листья — буквами (A, B, C, D, E, F).
Расстояния даны как число мутаций на 100 нуклеотидных остатков.
Длина гена — 945 нуклеотидных остатков.

Матрица попарных расстояний

Матрица попарных эволюционных расстояний, рассчитанных по методу Джукса — Кантора, построена с помощью программы ednadist . Отношение транзиций (замены пурина на пурин) к трансверсиям (замены пиримидина на пиримидин) было взято как 1:1, поскольку в моей эволюционной модели транзиции и трансверсии не различались. 
A           0.0000  0.4543  0.5807  0.6355  1.0501  1.4484
B           0.4543  0.0000  0.5784  0.6112  1.0248  1.4411
C           0.5807  0.5784  0.0000  0.5065  0.9498  1.4339
D           0.6355  0.6112  0.5065  0.0000  1.0207  1.4935
E           1.0501  1.0248  0.9498  1.0207  0.0000  1.4484
F           1.4484  1.4411  1.4339  1.4935  1.4484  0.0000

Филогенетические деревья, построенные с помощью 4-ех разных методов.

                                +-------------A         
                            +---1  
                            !   +-------------B         
               +------------3  
               !            !  +---------------C         
  +------------4            +--2  
  !            !               +---------------D         
--5            !  
  !            +------------------------------E         
  !  
  +-------------------------------------------F
((((A:0.22715,B:0.22715):0.07358,(C:0.25325,D:0.25325):0.04748):0.20495, E:0.50567):0.22086,F:0.72653); 		Дерево построено по методу UGPMA с помощью программы eneighbor. Для построения филогенетическоо дерева метод UGPMA использовал матрицу попарных эволюционных расстояний.
Дерево укорененное и ультраметрическое. 
     +------C         
  +--3  
  !  +--------D         
  !  
  !     +---------------E         
--4-----1  
  !     +----------------------------F         
  !  
  !  +------A         
  +--2  
     +------B
((C:0.22599,D:0.28051):0.03916,(E:0.50276,F:0.94564):0.20786,(A:0.23430, B:0.22000):0.08189); 		Неукорененное дерево построено по методу ближайших соседей (Neighbor-Joining) с помощью программы eneighbor. Для построения филогенетического дерева метод Neighbor — Joining использовал матрицу попарных эволюционных расстояний. 
  +------B         
  !  
  !   +--------D         
  !   !  
--1---2          +-------------------------------F         
  !   !  +-------4  
  !   +--3       +---------------E         
  !      !  
  !      +------C         
  !  
  +------A
(B:0.22532,(D:0.28391,((F:1.05160,E:0.52828):0.24568, C:0.22695):0.01704):0.11378,A:0.23755); 		Дерево неукорененное. Построено по методу наибольшего правдоподобия (Maximum Likelihood) с помощью программы ednaml . Метод Maximum Likelihood — символьно-ориентированный. 
              +--F         
           +--5  
        +--4  +--E         
        !  !  
     +--3  +-----D         
     !  !  
  +--2  +--------C         
  !  !  
--1  +-----------B         
  !  
  +--------------A
(((((F,E),D),C),B),A); 		Дерево неукорененное. Построено по методу максимальной экономии (Parsimony) с помощью программы ednapars . Метод Parsimony — символьно-ориентированный.

Табл.1. Сравнение топологии исходного филогенетического дерева модели и 4-х вариантов его реконструкции

Ветвь Исходное дерево
модели		 UPGMA NJ ML Parsimony
ABCDEF
110000 + + + + +
001100 + + + - -
000011 + + + + +
001011 - - - + -
000111 - - - - +

Методы UGPMA и Neighbor-Joining на 100% реконструировали исходную топологию модельного филогенетического дерева гена белка TRUB_ECOLI. Топологии деревьев, построенных методами наибольшего правдоподобия (Maximum Likelihood) и максимальной экономии (Parsimony), не содержат описания ветви, на одном конце которой находятся листья A, B, E, F, а на другом — C, D, зато содержат иные описания ветвей (см. Таблицу 1).
Реконструкция хода эволюции для такого уровня расстояниях между последовательностями достаточно надежно воспроизводится методами UGPMA и Neighbor-Joining .
Наиболее эффективным мне показался метод UGPMA , который правильно реконструировал и укоренил дерево.

На главную страницу третьего семестра

© Армаш Татьяна,2005