1. Отобранные бактерии

Название	Мнемоника
Bacillus subtilis	BACSU
Clostridium botulinum	CLOB1
Geobacillus kaustophilus	GEOKA
Lactobacillus acidophilus	LACAC
Listeria monocytogenes	LISMO
Staphylococcus aureus	STAA1
Streptococcus pneumoniae	STRPN

2. Скобочная формула дерева

(CLOB1,((LACAC,STRPN),(STAA1,(LISMO,(BACSU,GEOKA)))))

3. Изображение дерева

4. Ветви дерева

Дерево содержит 4 нетривиальные ветви:

{LACAC, STRPN} против {CLOB1, STAA1, LISMO, BACSU, GEOKA}

{CLOB1, LACAC, STRPN} против {STAA1, LISMO, BACSU, GEOKA}

{CLOB1, LACAC, STRPN, STAA1} против {LISMO, BACSU, GEOKA}

{CLOB1, LACAC, STRPN, STAA1, LISMO} против {BACSU, GEOKA}

5. Систематическое положение отобранных бактерий

Название	Систематическое положение
Bacillus subtilis	Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus
Clostridium botulinum	Firmicutes; Clostridia; Clostridiales; Clostridiaceae; Clostridium
Geobacillus kaustophilus	Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Geobacillus
Lactobacillus acidophilus	Firmicutes; Bacilli; Lactobacillales; Lactobacillaceae; Lactobacillus
Listeria monocytogenes	Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Listeriaceae; Listeria
Staphylococcus aureus	Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Staphylococcaceae; Staphylococcus
Streptococcus pneumoniae	Firmicutes; Bacilli; Lactobacillales; Streptococcaceae; Streptococcus

Номер ветви	Выделяет таксон
1	Clostridia
2	Bacilli
3	Bacillales
4	Lactobacillales
5	Lactobacillaceae
6	Streptococcaceae
7	Staphylococcaceae
8	-
9	Listeriaceae
10	Bacillaceae
11	Bacillus
12	Geobacillus

6. Проведение реконструкции дерева программой fprotpars

Для проведения реконструкции дерева я выбрала фактор элонгации трансляции G (EFG)

Было получено 2 дерева

     +--------------EFG_LISMO 
     !  
  +--4           +--EFG_STRPN 
  !  !  +--------6  
  !  !  !        +--EFG_STAA1 
  !  +--5  
  !     !     +-----EFG_GEOKA 
  1     +-----2  
  !           !  +--EFG_LACAC 
  !           +--3  
  !              +--EFG_CLOB1 
  !  
  +-----------------EFG_BACSU 

((EFG_LISMO,((EFG_STRPN,EFG_STAA1),(EFG_GEOKA,(EFG_LACAC,EFG_CLOB1)))), EFG_BACSU)

     +--------------EFG_LISMO 
     !  
  +--4  +-----------EFG_GEOKA 
  !  !  !  
  !  +--2        +--EFG_STRPN 
  !     !  +-----6  
  !     !  !     +--EFG_STAA1 
  1     +--5  
  !        !     +--EFG_LACAC 
  !        +-----3  
  !              +--EFG_CLOB1 
  !  
  +-----------------EFG_BACSU 

((EFG_LISMO,(EFG_GEOKA,((EFG_STRPN,EFG_STAA1),(EFG_LACAC,EFG_CLOB1)))), EFG_BACSU)

7. Определение эволюционных расстояний между прследовательностями программой fprotdist

Матрица расстояний

    
EFG_BACSU   0.000000  0.385376  0.182882  0.367870  0.158052  0.251550  0.275347

EFG_CLOB1   0.385376  0.000000  0.383249  0.495355  0.420966  0.461723  0.491656

EFG_GEOKA   0.182882  0.383249  0.000000  0.364273  0.203891  0.253015  0.261437

EFG_LACAC   0.367870  0.495355  0.364273  0.000000  0.379123  0.385480  0.360447

EFG_LISMO   0.158052  0.420966  0.203891  0.379123  0.000000  0.257595  0.268006

EFG_STAA1   0.251550  0.461723  0.253015  0.385480  0.257595  0.000000  0.273606

EFG_STRPN   0.275347  0.491656  0.261437  0.360447  0.268006  0.273606  0.000000

Насколько расстояния отклоняются от ультраметричности (на одном-двух примерах)? Насколько расстояния отклоняются от аддитивности (на каком-нибудь одном примере)?

Отклонения расстояний от ультраметричности:

В тройке CLOB1-GEOKA-LACAC отклонение небольшое (0.02):

Пара	Расстояние
CLOB1-GEOKA	0.383249
GEOKA-LACAC	0.364273
CLOB1-LACAC	0.495355

В тройке BACSU-CLOB1-STRPN отлонения значительны (0.11):

Пара	Расстояние
CLOB1-BACSU	0.385376
STRPN-BACSU	0.275347
CLOB1-STRPN	0.491656

Отклонение от свойства аддитивности, наблюдаемое в четверке: LACAC, BACSU, LISMO, CLOB1 составляет примерно 0.03

8. Проведение реконструкции дерева программой fneighbor

По алгоритму Neighbor-Joining

  +----EFG_LISMO 
  ! 
  ! +-----EFG_GEOKA 
  ! ! 
  1-4   +---------------EFG_CLOB1 
  ! ! +-2 
  ! ! ! +------------EFG_LACAC 
  ! +-5 
  !   ! +-------EFG_STAA1 
  !   +-3 
  !     +-------EFG_STRPN 
  ! 
  +---EFG_BACSU 

Скобочная формула:

(EFG_LISMO:0.08568,(EFG_GEOKA:0.09158,((EFG_CLOB1:0.27969, EFG_LACAC:0.21566):0.02517,(EFG_STAA1:0.13214,EFG_STRPN:0.14147):0.01517):0.01150):0.02279,EFG_BACSU:0.07237);

По алгоритму UPGMA

             +----EFG_BACSU 
           +-1 
         +-2 +----EFG_LISMO 
         ! ! 
       +-3 +-----EFG_GEOKA 
       ! ! 
    +--4 +------EFG_STAA1 
    !  ! 
  +-5  +-------EFG_STRPN 
  ! ! 
--6 +----------EFG_LACAC 
  ! 
  +------------EFG_CLOB1 

Скобочная формула:

((((((EFG_BACSU:0.07903,EFG_LISMO:0.07903):0.01767,EFG_GEOKA:0.09669):0.03033, EFG_STAA1:0.12703):0.00777,EFG_STRPN:0.13480):0.05092,EFG_LACAC:0.18572):0.03414, EFG_CLOB1:0.21986);

Деревья, полученные по разным алгоритмам, сильно отличаются от исходного. Дерево, полученное программой fprotpars (первое) имеет с реальным деревом 0 общих ветвей, по алгоритму N-J - 1 общую ветвь, по алгоритму UPGMA 2 общие ветви. На иллюстрациях общие ветви помечены красными кружками.

Исходное дерево

Дерево, полученное программой fprotpars

Дерево, полученное по алгоритму Neighbor-Joining

Дерево, полученное по алгоритму UPGMA