Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~d04shagam/t3_files/credit3/trees.html
Дата изменения: Sat Dec 17 17:07:24 2005
Дата индексирования: Sat Dec 22 07:03:21 2007
Кодировка: Windows-1251
trees

На страницу 3 семестра

Реконструкция филогенетического дерева с помощью 4-х разных методов

Слева изображено дерево нашей эволюционной модели.

      Матрица попарных расстояний, приведенная ниже, построена программой ednadist пакета EMBOSS на основании множественного выравнивания (без вставок и делеций, что соответствует нашей эволюционной модели). 

 
               e       f       c       d       a       b
e           0.0000  0.5723  0.6920  0.6963  1.2868  1.6029
f           0.5723  0.0000  0.7411  0.7887  1.4458  1.5468
c           0.6920  0.7411  0.0000  0.3673  1.2773  1.3781
d           0.6963  0.7887  0.3673  0.0000  1.4000  1.4341
a           1.2868  1.4458  1.2773  1.4000  0.0000  0.4822
b           1.6029  1.5468  1.3781  1.4341  0.4822  0.0000

Метод UPGMA

                           +-----------------e         
                       +---3  
                       !   +-----------------f         
  +--------------------4  
  !                    !          +----------c         
  !                    +----------1  
--5                               +----------d         
  !  
  !                           +--------------a         
  +---------------------------2  
                              +--------------b
  • Скобочная модель:
    (((e:0.28615,f:0.28615):0.07861,(c:0.18365,d:0.18365):0.18111):0.34598, (a:0.24110,b:0.24110):0.46964);
  • Дерево укорененное, ультраметрическое
  • Построено программой eneighbor пакета EMBOSS.

Метод Neighbor-Joining

      +----c         
  +---2  
  !   +-----d         
  !  
  !                        +----a         
--4------------------------1  
  !                        +---------b         
  !  
  !   +-------e         
  +---3  
      +---------f
  • Скобочная модель:
    ((c:0.16011,d:0.20719):0.13201,(a:0.17210,b:0.31010):0.81561,(e:0.25560, f:0.31670):0.12771);
  • Дерево неукорененное!
  • Построено программой eneighbor пакета EMBOSS.

Метод наибольшего правдоподобия (Maximum Likelihood)

  +--------b         
  !  
  !                                     +-----------f         
  !                                  +--4  
  !                                  !  +--------e         
--1----------------------------------3  
  !                                  !     +-----d         
  !                                  +-----2  
  !                                        +-----c         
  !  
  +-------a
  • Скобочная модель:
    (b:0.29240,((f:0.37361,e:0.28497):0.07863,(d:0.20243, c:0.19693):0.19197):1.14237,a:0.25254);
  • Дерево неукорененное!
  • Построено программой ednaml пакета EMBOSS.

Метод максимальной экономии (Parsimony)

              +--f         
        +-----5  
        !     +--e         
     +--4  
     !  !     +--d         
  +--2  +-----3  
  !  !        +--c         
--1  !  
  !  +-----------b         
  !  
  +--------------a
  • Скобочная модель:
    ((((f,e),(d,c)),b),a);
  • Дерево неукорененное!
  • Построено программой ednapars пакета EMBOSS.

Cравнение топологии исходного филогенетического дерева модели и 4-х вариантов его реконструкции

Ветвь Исходное дерево
модели		 UPGMA NJ ML Parsimony
ABCDEF
110000 + + + + +
001100 + + + + +
000011 + + + + +




    В таблице представлены внутренние ветви, встретившиеся хотя бы в одном из пяти деревьев, как разбиения дерева на два непересекающихся подмножества листьев.

    Как видно, топология всех деревьев одинакова!

Выводы

  • В рамках проведенного эксперимента все 4 алгоритма совершенно верно построили эволюционные деревья
  • Алгоритм UPGMA построил укорененное дерево (и не ошибся), а остальные алгоритмы — неукорененное
  • Алгоритм UPGMA построил ультраметрическое дерево, хотя изначальное дерево было неультраметрическим. Но по-другому он не мог! Остальные деревья — неультраметрические.
  • Методы UPGMA и Neighbor-Joining использовали матрицу расстояний, а остальные — выравнивания.

© Лев Шагам,2005