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2005-9-24 6:58:00

用户可以利用“Phylogeny | Construct Phylogeny” 来建立Neighbor Joining、Minimum Evolution 、Maximum Parsimony 和UPGMA 等各种不同类型的系统发育树。

用户可以通过“Phylogeny | Display Newick Trees from File” 来显示任何以Newick 格式编 写的系统树,并在窗口中进行各种编辑和调整。

1. NJ/UPGMA 方法

该选项下有三个主要对话框:Phylogeny Test and Options (选择不同的系统发育树稳定 性检验方法,并进行相应设置)、Include Sites 和Substitution Model 。

2. 最小演化法

与NJ 法相比,最小演化法在类群较少、序列较长时效果要好;但是当类群数增大时, 最小演化运算相当费时。MEGA 通过“近邻交换(close-neighbor-interchange,CNI)”搜索检

测NJ 树,从而找到潜在的ME 树。近邻交换(close-neighbor-interchange,CNI)通过降低 获得第一个临时树所需时间来达到省时的目的;譬如,ME 树搜索可以从一棵NJ 树开始(结 合NJ 和MP 的长处)。

该选项下有三个主要对话框:Tree Inference (包含Phylogeny Test and Options 和Search Options)、Include Sites 和Substitution Model 。

3. 最大简约法(Maximum Parsimony Method)

最大简约法分析通常采用“分支—边界算法(branch-and-bound algorithm)”来保证用非 穷尽搜索来找到MP 树,MEGA 的简约分析采用“最大—最小分支—边界(Max-mini branch-and-bound)”搜索。

MEGA 进行MP 运算时不对gaps 进行分析,但是可以有两种不同的处理方式;在MEGA3 中,gaps 和missing data 在两种处理下均不计入树长。

MP 分析中包含三个主要对话框:Phylogeny Test and Options 、Search Options (可选择 Max-mini branch-and-bound 搜索,或启发式搜索;启发式搜索的起始树可以通过Min-mini algorithm 或random addition option 来获得)和Include Sites 。

MP 分析中产生多个相当的最简约树时,可以设置显示“严格一致树(strict consensus)” 或“主要一致树(Majority-Rule consensus)”。

十六、所得系统树的统计检验

我们通常可以用两种方法对获得的系统树的稳定性进行检验,一种是检验该树与相关树 之间的拓扑差异(如最小演化法中的全部支长之和,以及检验内部支长是否显著大于0), 另一种是在重新抽样的基础上检验某种树出现的频率(即自展检验)。

在系统发育分析中,当某些分支的统计支持率低于某一值时系统树将呈现多分支状,我 们将这种树称为密集树(condensed tree)。

MEGA3 用户可以用“Phylogeny | Interior Branch Test of Phylogeny” 选项建立基于自展过 程的t-test,对NJ、ME 等树的内部分支长和标准误进行检验。

用户选择“Phylogeny | Construct Phylogeny | Neighbor-Joining” 可以建立NJ 树;实质上, NJ 法是ME 法的一种简单化方法。

“Phylogeny | Bootstrap Test of Phylogeny” 用于进行系统发育的自展检验,可用由

Neighbor Joining、Minimum Evolution 、Maximum Parsimony 和UPGMA 等方法建立的系统

发育关系;对这些系统树进行检验可在“Analysis Preferences” 中设置。

十七、检视(Viewing )和结果输出

Distance Matrix Explorer

Average Menu (in Distance Matrix Explorer)

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Display Menu (in Distance Matrix Explorer) File Menu (in Distance Matrix Explorer) Tree Explorer

十八、MEGA3 功能演示

本部分将介绍一些MEGA 使用事例,所需数据文件见EXAMPLES 文件夹(通常位于

C:\\Program Files\\MEGA3\\Examples)。 演示内容 1. 序列比对 2. 演化距离估计 3. 建立系统树

4. 系统树可靠性检验 5. 基因和域的设定 6. 选择压检验 7. 序列分群 8. 序列统计

9. 由距离数据建立的系统树 1. 建立多序列比对

(注:相对于独立的Clustal 程序而言,用MEGA 内嵌程序进行序列比对时,对出入数 据的格式要求显得过去苛刻;譬如,比对时无法处理序列中碱基间的空格。用户进行比对时 需要仔细对比事例文件中的数据格式。)

在本部分,我们将用不同方法将蛋白质序列数据输入比对编辑框,并建立比对。 Ex 1.0.1:启动MEGA3。 Ex 1.0.2:选择“Alignment | Alignment Explorer/CLUSTAL” 菜单,启动Alignment Explorer 。 进行序列比对要依下列步骤进行:

Ex 1.1.1 :选择“Data | Open | Retrieve Sequences From” ,打开未经比对的演示序列文件

hsp20.fas 。

Ex 1.1.2:使用“Edit | Select All” 菜单选定所有为点。 Ex 1.1.3:选择“Alignment | Align by ClustalW” 菜单,对选定序列进行ClustalW 算法比对。 Ex 1.1.4:选择“Data | Export | Save” 菜单,保存当前比对进程。

Ex 1.1.5:选择“Data | Exit Alignment Explorer” ,退出比对。此时会出现提示保存信息,

选择保存,将文件命名为“hsp20_aligned.meg” 、以“HSP 20 Aligned by MEGA3” 为标题;此后

将会出现序列数据是否为蛋白编码数据,点击确认后将提示是否在MEGA 中打开该数据, 再次确认。

下面,我们将演示如何将网络数据添加到比对浏览器中

Ex 1.2.1:当前比对浏览器中存在序列时选择“Data | Create New” 建立新的比对,并确认

随后出现的提示信息。

Ex 1.2.2:选择“Web | Query Gene Banks” ,启动网页浏览器。

Ex 1.2.3:当“NCBI Entrez” 站点打开后选择核苷或蛋白质数据库,输入关键词后点击

“GO”。

Ex 1.2.4:在搜索结果中确定目的项目,并以序列形式呈现。 Ex 1.2.5:选择“Add to Alignment” 将序列发送到比对中。 用户还可以用“Viewer/Editor” 将序列直接送入比对浏览器。

2. 由核苷序列估计演化距离 - 14 -