montreal?生信人?2018-02-07
大家好谨娜！又見面了洼哎。本期承接上期進(jìn)化樹作圖專題1的內(nèi)容酸茴，和大家分享一下關(guān)于進(jìn)化樹圖的幾種分類分预。
依據(jù)不同規(guī)則，樹的分類可以有很多種薪捍。由于本專題主要針對(duì)于作圖笼痹，所以這里主要的原則就是——樹的外形。所謂“根”酪穿，就是一棵樹上的所有基因或物種的最近共同祖先（most recent common ancestor凳干，MRCA）。按照這個(gè)祖先的位置是否知曉被济，進(jìn)化樹可以劃分為有根樹（rooted tree）和無(wú)根樹（unrooted tree）：顧名思義救赐，一個(gè)有根，而另一個(gè)沒有根只磷。本文的內(nèi)容都是針對(duì)有根樹经磅，對(duì)于無(wú)根樹將在以后加以介紹。讓我們來看以下三個(gè)基本概念：cladogram钮追，?phylodram预厌，和dendrogram。
我們?yōu)樗鼈兎謩e準(zhǔn)備了一個(gè)實(shí)例：
Cladogram
From [1]
Phylogram
From [2]
Dendrogram
From [3]
?三者的區(qū)別其實(shí)很簡(jiǎn)單元媚，關(guān)鍵在于枝長(zhǎng)（branch?length）是否代表進(jìn)化距離轧叽。實(shí)際上苗沧，三者的分別可以由對(duì)英文單詞的剖析中窺見一斑，其歷史都是源遠(yuǎn)流長(zhǎng)犹芹，可以追溯到蘇格拉底和亞里士多德的時(shí)代（括號(hào)內(nèi)為希臘文寫法）：
Phylo：race or tribe (fyli, φυλ?)
Clado：branch (clados)
Dendro：tree (dendro)
Gram：written or drawn (gramma, γρ?μμα).
?所以看圖崎页，再結(jié)合詞根的意思鞠绰，我們不難發(fā)現(xiàn)：
1.?cladogram強(qiáng)調(diào)branching的關(guān)系腰埂，或者可以理解為拓?fù)渖系年P(guān)系，枝長(zhǎng)（branch length）不代表進(jìn)化距離蜈膨，每一個(gè)tip在末段對(duì)齊屿笼。
2.?phylogram強(qiáng)調(diào)的是phylogenetics，枝長(zhǎng)有意義翁巍，通常代表變化的多少或進(jìn)化的距離驴一，越長(zhǎng)距祖先狀態(tài)變化越大
3.?dendrogram是一種特殊的phylogram，其末端的tip對(duì)齊灶壶，常用于表示物種分化時(shí)間（divergence time）肝断。換言之，從一個(gè)祖先衍生出的不同物種或許有著不同的進(jìn)化歷程驰凛，卻經(jīng)歷了相同的進(jìn)化時(shí)間胸懈。（如下圖所示）
其實(shí)還有一種phylogram，為了作圖時(shí)的美觀和清晰恰响，把基因名或者物種名在末端用虛線對(duì)齊趣钱，但這無(wú)法改變其phylogram的本質(zhì)，如下所示：
From [4]
其實(shí)到這里胚宦，因?yàn)槭忻嫔铣Ｒ姷膱D的幾種類型就基本介紹完了首有。不過如果你對(duì)進(jìn)化樹的造型感興趣，不妨繼續(xù)往下看一顆有根樹的造型還可以怎樣千奇百怪枢劝。
這里井联，小編采用上期介紹的Archaeopteryx軟件，選取Pfam ID：01855作圖舉例您旁。
Rectangular：
?Euro：
?Rounded：
Curved：
Triangular：
?Convex：
?Circular：
后面的幾種圖是不是很少見烙常？確實(shí)，它們?cè)趐ublication里的應(yīng)用可能少一些被冒。不過军掂，如果運(yùn)用得當(dāng)，絕對(duì)可以是可以成為加分項(xiàng)的昨悼。請(qǐng)看下面幾幅圖：
From [5]
From [6]
Adapted from [7]
如果你要說蝗锥，怎么有幾種圖從來都沒見過。其中一個(gè)原因是普通的rectangular tree可以滿足作圖的基本要求率触，另外的原因就是作者們可能對(duì)其他類型的進(jìn)化樹作圖缺乏了解终议，以及相應(yīng)的軟件太過低調(diào)。想了解這些圖是怎樣做出來的嗎？請(qǐng)鎖定生信人公眾號(hào)穴张。
參考資料
1.?Zeng L, Zhang Q, Sun R, Kong H, Zhang N, Ma H. 2014. Resolution of deep angiosperm phylogeny using conserved nuclear genes and estimates of early divergence times. Nat Commum.5:4956.
2.?Roychowdhury T, Vishnoi A, Bhattacharya A. Next-Generation Anchor Based Phylogeny (NexABP): Constructing phylogeny from Next-generation sequencing data. Sci Rep. 2013;3.
3.?Phylogenetic Resolution in Juglans Based on Complete Chloroplast Genomes and Nuclear DNA Sequences. Dong W,, Xu C,, Li W, Xie X, Lu Y, Liu Y,, Jin X, Suo Z. Front Plant Sci. 2017 Jun 30; 8:1148. [PMID:28713409]
4.?Evolution of substrate specificity in a retained enzyme driven by gene loss. Juárez-Vázquez AL, Edirisinghe JN,, Verduzco-Castro EA, Michalska K,, Wu C, Noda-García L, Babnigg G, Endres M, Medina-Ruíz S, Santoyo-Flores J, Carrillo-Tripp M, Ton-That H, Joachimiak A,,, Henry CS,, Barona-Gómez F. Elife. 2017 Mar 31; 6. [PMID:28362260]
5.?Cladistic analysis of olfactory and vomeronasal systems. Ubeda-Ba?on I, Pro-Sistiaga P, Mohedano-Moriano A, Saiz-Sanchez D, de la Rosa-Prieto C, Gutierrez-Castellanos N, Lanuza E, Martinez-Garcia F, Martinez-Marcos. Front Neuroanat. 2011 Jan 26; 5:3. [PMID:21290004]
6.?Sample sequencing of vascular plants demonstrates widespread conservation and divergence of microRNAs. Chávez Montes RA, de Fátima Rosas-Cárdenas F, De Paoli E, Accerbi M, Rymarquis LA, Mahalingam G, Marsch-Martínez N, Meyers BC, Green PJ, de Folter S. Nat Commun. 2014 Apr 23; 5:3722. [PMID:24759728]
7.?Efficient Gene Tree Correction Guided by Genome Evolution. Noutahi E, Semeria M, Lafond M, Seguin J, Boussau B, Guéguen L, El-Mabrouk N, Tannier E,. PLoS One. 2016 Aug 11; 11(8):e0159559. [PMID:27513924]
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