侧边栏壁纸
  • 累计撰写 51 篇文章
  • 累计创建 1 个标签
  • 累计收到 15 条评论
标签搜索

目 录CONTENT

文章目录

系统发育分析 - 多序列比对、系统发育树构建和可视化

食用菌精准育种实验室-实验宝典
2024-01-18 / 0 评论 / 0 点赞 / 2,866 阅读 / 1,502 字

前言

  • 如果序列的数量不多,建议直接使用MEGA软件进行多序列比对和进化树构建,MEGA的教程请参考”系统发育分析 - 利用MEGA进行多序列比对和进化树构建“。

  • 如果序列条数特别多,或者要使用最大似然法、贝叶斯分析方法(Bayesian Analysis)等更为复杂的算法来构建进化树,就需要使用到服务器了,所以本教程主要是展示一下如何使用服务器来进行进化多序列比对。

  • 进化树可视化的工具有很多,比如说Y叔的神包ggtree、MEGA、Figtree、iTOL等。因为iTOL是一个在线的工具不需要在本地安装任何环境和软件,结果还可以保存,所以这个教程简单的展示一下如何用iTOL构建进化树。Figtree比较简单我们也介绍一下。更为复杂的用法可以学习其他教程。


一、全局多序列比对

数据准备

1、软件介绍

常用的多序列比对软件有很多,例如Muscle、Mafft等。这里使用Muscle进行多序列比对。

2、输入文件

将蛋白或者氨基酸的序列整理成为fasta格式的文本文档,重命名为“input.fasta”。

点击下载demo数据

多序列比对

1、运行程序

运行下面的代码

muscle  -align input.fasta -output muscle.output.fasta
# -align 后面跟着输入文件的名字
# -output 后面跟着输出文件的名字,输出文件格式为fasta格式,想要输出clustal格式文件就需要加上“-clw”参数。

# 早期版本的muscle用下面的脚本
muscle  -in input.fasta -out muscle.output.fasta

2、后台运行

如果序列太长了可以在后台运行,上面代码前面加上 nohup (输出运行日志) 后面加上 & (下面的分析要想后台运行也是一样的)

nohup  muscle -align input.fasta  -output muscle.output.fasta  &

# 早期版本
nohup  muscle -in input.fasta -out muscle.output.fasta &


二、系统发育树构建

数据准备

1、软件介绍

常用的构建进化树的软件有iQTree、Phylip、Raxmal、Fasttree。

iQTree来进行最大似然法构建进化树速度比较快,而且不需要制定核酸和蛋白模型,软件会自动选择最优的模型,因此我们这里采用iQTree来构建进化树。

iQTree官方网站如下:http://www.iqtree.org/

有在线版本、Windows版本和Linux版本。

2、输入文件

将上一步利用muscle比对生成的fasta格式文件作为输入文件,命名为muscle.output.fasta

利用iQTree和最大似然法构建进化树

1、运行iQTree

运行下面代码利用最大似然法构建进化树

iqtree -m MFP -bb 1000 -nt 10 -s muscle.output.fasta -pre iqtree.result
# -m MFP 自动推断最大似然法模型,并根据模型进行进化树构建
# -bb 进行快速的似然值的计算,后面数字最小是1000
# -nt 根据自己的服务器设定线程数,我们这里设定使用10个现成
# -s  输入文件的名字,就是上一步muscle输出的文件
# -pre  输出文件的前缀

2、结果展示

输出的文件里面有一个名字叫做“iqtree.result.treefile”的文件,就是我们想要的文件。

iQTree:复杂一点的用法

参考iQTree官方网站。



三、Figtree和MEGA可视化

利用Figtree来进行可视化(demo数据运行结果)

1、安装FigTree

FigTree是用Java写的,所以不需要安装,绿色版双击直接运行,可以到官网下载:

官网地址:http://tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree/

Github下载地址:https://github.com/rambaut/figtree/releases

2、导入文件

双击打开FigTree,点击“File”,点击“Open”,选择上一步iQTree生成的结果文件“iqtree.result.treefile”。

就可以生成进化树文件

image-20240118173609138.png

详细的美化步骤可以参考其他教程。

利用MEGA来进行可视化(demo数据运行结果)

不同的软件具有不同的功能,MEGA也可以用来对结果进行可视化

1、下载MEGA

MEGA是免费软件,到官网就可以下载:https://www.megasoftware.net/

2、iqtree文件中转化为nwk类型文件

用FigTree打开iqtree的结果文件,点击“File/Export Trees …”,在新弹出的对话框中选择“Newick”,点击“确定”导出newick类型文件。

微信截图_20240118174752.jpg

3、导入进化树文件

点击MEGA的”File”/“Open A File/Session…”,选中上一步转化的文件就可以打开,进行可视化了。



四、iTOL可视化

iTOL基础用法

1、进入网站

iTOL官网网址:https://itol.embl.de/

点击官网地址进入网站,需要注册,注册后登录网站。

点击首页上面的“Upload a tree”,就可以进入进化树文件提交界面了。

微信截图_20240118173434.png

2、提交进化树文件

我们所有提交过的文件都会保存在iTOL,这肯定会占用iTOL的空间,所以建议不用的文件及时删除。感谢iTOL

点击左上角的“+ Tree upload”按钮,给这个进化树起一个名字,在弹出的对话框中点击“Select files to upload”,选中iqtree生成的文件就可以了。之后新上传的进化树文件就会出现在文件列表中,双击进化树的名字就可以看到自己的进化树文件了。

微信截图_20240118173333.png

0

评论区