实习五：系统发育分析-PHYLIP,MEGA, MrBayes实习五：系统发育分析-PHYLIP,MEGA, MrBayes.doc

实习五： 系统发育分析－PHYLIP，MEGA, MrBayes 学号 姓名 专业年级 实验时间 提交报告时间 实验目的： 1. 学会使用PHYLIP，MEGA和MrBayes构建进化树 2. 学会分析建树结果，体会各种方法差异 实验内容： 系统发育（phylogeny）也称系统发展，是与个体发育相对而言的，它是指某一个类群的形成和发展过程。系统发育学的是进化关系，系统发育分析就是要推断或者评估这些进化关系。通过系统发育分析所推断出来的进化关系一般用分枝图表（进化树）来描述，这个进化树就描述了同一谱系的进化关系，包括了分子进化（基因树）、物种进化以及分子进化和物种进化的综合。 对于对应的五条蛋白质序列也有相似的特点，但值得注意的是，蛋白质序列没有考虑内含子的存在。倘若以蛋白质dehydrin本身为分析对象构树自然应使用蛋白质序列，但若构建物种树的话，使用核酸序列应更为准确。（下图为Phylip中蛋白序列的Bayes法构树结果） 2. Run BLASTP with a protein sequences you are interested in, choose RefSeq as the database, select more than 20 hits of different identity (at least pick one for max identity around 90%, 80% ...... 40%, pick a dozen for max identity 30-40%), download the sequences and analyze the evolutionary relationship among the sequences with MEGA (with more than 2 methods) and answers the following questions: Is your tree consistent with the standard taxonomies? Do the trees generated from different methods have the same topology？If not, describe the differences and indicate why you think the two trees differ. Do the trees show evidence of paralogous evolution？ Which nodes are orthlogous and which are paralogous bifurcations? Do the trees show evidence of horizontal gene transfer? 对同源蛋白质家族, 首先利用Clustal X进行多重比对 , 将大片段的缺失插入和一些模糊不清的联配位置从联配结果中去除, 然后利用NeighborJoining 方法构建基因树, 再用引自展法法(BootStraping) 检验基因树的稳健性(1000 次重复) 。若在复杂的系统发育情况下,基因树与物种树会出现不一致。按照目前的分子系统发育学, 这种不一致是由分子进化事件, 基因重复(gene duplication) 和基因丢失(gene loss) 引起的。在极大简约法(maximal parsimony) 原理下(即这两种进化事件出现次数达到极小) , 可以追踪出多基因家族历史中的进化事件, 且以此构建与物种进化历史一致的完整基因树(full gene tree) , 即协调树(reconciled tree)。 本次使用MEGA分别通过最大简约法和极大似然法构建据固氮酶氨基酸序列构树，并于NCBI上的标准物种树比较。首先，可以发现构建的进化树与NCBI上的物种树有很大的差异。如Halothece sp. PCC 7418（ 在标准物种树与MP中标注*号 ），在物种树中与Cyanothece sp. PCC 7822近邻，然而在MP法树形结构中分距很远。此外，我们可以看出，虽然在物种树里面的各节点分别代表31个不同的物种，但属名相同的物种往往近邻或成簇，而MP法则不然（标准物种树图与MP图中的-号） 我们再在MP法与ML法的树形中对比，得到两树的共同特点是找到的近邻序列相似，若不考虑枝长的因素下，树形的拓扑结构大致相