系统发生分析.pptVIP

*;Fromlefttorighttheprimatespeciesdepictedonthetreeare:alemur(Lemurcatta),anadapid(Hoanghoniusstehlini),atarsier(Tarsiusbancanus),anomomyid(Shoshoniuscooperi),aproto-monkey(Eosimiascentennicus),aSouthAmericanmonkey(Saimirisciureus),anOldWorldmonkey(Mandrillussphinx),agreatape(Gorillagorilla),andahuman(Homosapiens).

?GraphicsbyMarkA.Klingler,CarnegieMuseumofNaturalHistory;ReconstructingPhylogenies;Thephylogenyproblem;PhylogeneticTree;系统发生(种系发生、系统发育)指生物形成或进化的历史；

系统发生学研究物种之间的进化关系，根本思想是比较物种的特征，并认为特征相似的物种在遗传学上接近。研究结果往往以系统发生树表示，用它描述物种之间的进化关系。

通过对生物学数据的建模提取特征，进而比较这些特征，研究生物形成或进化的历史。在分子水平上进行系统发生分析具有许多优势，所得到的结果更加科学、可靠。;分子系统发生分析主要分成三个步骤：

分子序列或特征数据的分析；

系统发生树的构造；

结果的检验。;二、分子系统发生与系统发生树;分子系统发生分析

在分子水平上研究生物之间的关系早在20世纪初就开始了；

蛋白质序列和DNA序列的测序为分子系统发生分析提供了可靠的数据。

根本原理：从一条序列转变为另一条序列所需要的变换越多，那么，这两条序列的相关性就越小，从共同祖先分歧的时间就越早，进化距离就越大；相反，两个序列越相似，那么它们之间的进化距离就可能越小。为了便于分析，一般假设序列变化的速率相对恒定。;分子钟

蛋白质序列的比较研究说明，同源蛋白质中氨基酸的替换率能保持恒定，将氨基酸的替换速率比做分子钟。

分子钟在不同的蛋白质中运行的速率是不同的，但是，两个同源蛋白质的差异始终和它们独立分化的时间成正比。

稳定的变异速率，不仅有助于确定物种间系统发生关系，而且能够像利用放射性衰变考察地质年代那样，准确测定序列分化开展的时间。

不同物种间的蛋白质氨基酸序列差异随着分歧时间的加大而增加，而DNA序列也存在这种规律。

分子进化观点：在各种不同的发育谱系及足够大的进化时间尺度中，许多序列的进化???率几乎是恒定不变的。;7-;7-;一个系统发生树;7-;7-;7-;基因树，物种树;如果是一棵有根树，那么树根代表在进化历史上是最早的、并且与其它所有分类单元都有联系的分类单元；

如果找不到可以作为树根的单元，那么系统发生树是无根树；

从根节点出发到任何一个节点的路径指明进化时间或者进化距离。

对于给定的分类单元数，有很多棵可能的系统发生树，但是只有一棵树是正确的，分析的目标就是要寻找这棵正确的树。;分子系统发生分析的目的是探讨物种之间的进化关系，其分析的对象往往是一组同源的序列。这些序列取自于不同生物基因组的共同位点。

序列比对是进行同源分析的一种根本手段，是进行系统发生分析的根底，一般采用基于两两比对渐进的多重序列比对方法，如ClustalW程序。通过序列的比对，可以分析序列之间的差异，计算序列之间的距离。;7-;7-;序列个数与树的个数的关系;*生

;*生

;*生

;;例：;最大简约法〔MaximumParsimony〕;计算MP值方法;7-;〔2〕距离法;7-;通过矩阵建树的方法;Fitch-Margoliash方法〔FM法〕;;*生

;;c+g+(e+d)/2=19(1)

c+f+(a+b)/2=40(2)

(e+d)/2+(a+b)/2+f+g=41(3)

得：c=9;c+g+(e+d)/2=19

(e+d)/2=5,c=9,那么g=5;由：(a+b)/2+f+g+(d+e)/2=41得：f=20

由：a+f+c=39得：a=10，那么b=12;找出关系最近的序列对，如A和B；

将剩余的序列作为一个简单复合序列，分别计算A、B到所有其他序列的距离的平均值；

用这些值来计算A和B间的距离；

将A、B作为一个单一的复合序列AB，计算与每一个其他序列的距离，生成新的距离矩阵；

确定下一对关系