Практикум 2. Филогенетическая реконструкция и сравнение деревьев

С помощью команды было построено выравнивание цитохромов B из выбранных в первом практикуме животных:

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

#скрипт для перевода fasta в phy
from Bio import AlignIO
in_file = open("cyb-alignment.fasta", "r")
out_file = open("cyb.phy", "w")
alignment = AlignIO.parse(in_file, "fasta")
AlignIO.write(alignment, out_file, "phylip-relaxed")
in_file.close()
out_file.close()

Реконструкция филогенетических деревьев тремя способами

fastme -i cyb.phy -o cyb-fastme-p-tree.tree -pp-distance

Рис. 1. Дерево построено по выравниванию последовательностей цитохрома B 10 видов млекопитающих.Алгоритм fastme, модель эволюционных расстояний p-distance. Укоренение по ветви, ведущей к Ornithorhynchus anatinus (утконос).

fastme -i cyb.phy -o cyb-fastme-Mt-REV-tree -pMtREV

Рис. 2.Дерево построено по выравниванию последовательностей цитохрома B 10 видов млекопитающих. Алгоритм fastme, модель эволюционных расстояний MtREV. Укоренение по ветви, ведущей к Ornithorhynchus anatinus (утконос).

iqtree -s cyb.phy

Рис. 3.Дерево построено по выравниванию последовательностей цитохрома B 10 видов млекопитающих. Программа iqtree. Укоренение по ветви, ведущей к Ornithorhynchus anatinus (утконос).

Рис. 4. Дерево, построенное с помощью сервиса iTOL (из практикума 1).

Деревья, построенные с помощью одной программы (fastme), но по разным моделям (p-distance и MtREV), одинаковы по топологии. Ошибки реконструкции относительно таксономического дерева (Рис. 4) следующие:

DELDE (Delphinus delphis, обыкновенный дельфин) был помещён в кладу вместе с PROCA (Procavia capensis, капский даман) и LOXAF (Loxodonta africana, африканский слон), хотя согласно дереву видов он должен находиться в соседней кладе (сестринской по отношению к PROCA и LOXAF).

В группе из трёх последних ветвей VULLA (Vulpes lagopus, песец) и PANTS (Panthera tigris sumatrae, суматранский тигр) были поменяны местами в пределах одной общей клады.

При реконструкции дерева с помощью программы iqtree были допущены следующие ошибки:

Клада с PROCA и LOXAF была помещена внутрь клады с VULLA, PANTS, PUSHI, хотя по таксономии (Рис. 4) это две разные, отдалённые друг от друга клады.

Как и в реконструкции двух предыдущих деревьев, VULLA и PANTS были поменяны местами в пределах одной общей клады (в группе из трёх последних ветвей).

DELDE был помещён в отдельную от VULLA, PANTS, PUSHI кладу, а не в общую, что также отличается от таксономического дерева.