系统发生树构建方法综述

介绍了系统发生树构建的传统算法,总结了近年来用于构建系统发生树的各种群智能算法,主要包括蚁群算法、遗传算法和粒子群算法等。最后介绍了目前较新的系统发生网络分析方法,并对未来发展作了展望。

汉滩病毒M片段的核苷酸序列变异和系统发生树分析

The total RNA was extracted from two clinical blood samples of HFRS patients and the RNA was amplified by RT-PCRThe amplified DNA fragment of sample 613 involved nucleotides 1,471-1,873,and the sample 226 involved 540-1,244 nucleotides of M fragment of Hantaan virusThen the amplified PCR products were sequenced directlyThe sequencing results demonstrated that there was 84% identity between sample 613 and HV114 virus strain,but was 99% between sample 613 and HTN76-118 strainHowever,in sample 226,there was 95% sequence identity with HV114,82% with HTN76-118The results of phylogenetic tree analysis showed that HV613 was located in the same linage with HTN76-118,the HV226 was in the same linage with HV114 and A9

分子进化研究中系统发生树的重建

在现代分子进化研究中，根据现有生物基因或物种多样性来重建生物的进化史是一个非常重要的问题。一个可靠的系统发生的推断，将揭示出有关生物进化过程的顺序，有助于我们了解生物进化的历史和进化机制。本文简要介绍了系统发生树推断的几个重要问题：建树方法、数据转换、树的可靠性及目前使用较多的几种分析软件。

鸡解偶联蛋白(UCP)基因内含子的克隆与系统发生树的构建

解偶联蛋白基因是新近发现的能够增加能量的消耗,与脂肪代谢和能量调控密切相关的一组基因。本研究根据小鼠UCP2基因的剪切方式,设计4对引物成功克隆测序了鸡UCP基因的全部5个内含子,发现都是GT AG类型的内含子,鸡UCP基因的结构和小鼠的UCP2基因结构一致。以不同物种UCP基因的cds区域序列和内含子2、内含子3序列进行系统发生树的构建,结果表明:以UCP基因cds区域序列构建的系统发生树与物种树是一致的,UCP基因可以作为研究动物群体系统演化研究的有效基因;但以内含子2与内含子3序列构建的系统发生树的结构则完全不是这样,与物种树的差别比较大。

系统发生树构建技术综述

随着不同的分子测序技术的飞速发展使得大量的DNA分子数据不断涌现,这给生物学家提供了大量的数据使其实现重构地球上所有生命的进化树的梦想.并且,进化树的研究对于解决现代分子生物学中的许多问题都是非常关键的,如多序列比对、蛋白质结构和功能预测以及药物设计等等.但是构建进化树又是一个非常复杂的问题.因此,进化树的研究成了一个研究热点.本文介绍了进化树研究的发展、研究现状,最后在总结现有的进化树构建技术存在的问题的基础上探讨了该领域进一步的研究方向.

一种基于代谢路径构建系统发生树的有效方法

构建系统发生树是研究物种起源和演化的重要手段.本文基于KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)代谢路径,引入图论的"核"概念,提出一种构建系统发生树的方法.首先解决在无数据丢失前提下,代谢路径数据的提取和表示问题,其次将不同代谢路径的相似度定义为图的核部分与非核部分各自匹配程度的加权之和,利用距离矩阵构建物种间的系统发生树.通过大量试验数据和NCBI(National Center for Biotechnology Information)分类法进行比较,验证了本文方法的有效性.

U83 Box C/D snoRNA构建果蝇科系统发生树

利用已报道的黑腹果蝇U83基因搜索果蝇基因数据库,鉴定了10种新的果蝇科U83同源基因,它们均位于相应物种核蛋白基因rpl3的内含子中。以冈比亚按蚊为外类群,对11种果蝇的U83核苷酸序列作进化关系分析,用邻接法重建了系统发生树,结果与传统方法构建的系统发生树相比,能反映果蝇科的大致进化关系,但还存在部分差别。为增加序列信息,把序列长度拓展至整个U83所在的内含子,同法构建系统发生树,结果与传统系统发生树几乎完全一致。该研究是用boxC/D snoRNA基因序列构建系统发生树的首次尝试,实验结果证明U83可以很好地用于构建果蝇科内各物种的种系发生树。

构建系统发生树后缀表示的蚁群算法

提出一种基于后缀表示的构建系统发生树的蚁群算法(SR-PTC),该算法用蚂蚁访问物种集合以形成一个对应最优系统发生树的后缀表示序列。为构成一个合法的系统发生树的后缀表示,蚂蚁对内部结点的选择要受到限制,分别为叶结点和内部结点设置两个不同的选择概率,并用赌轮盘选择方法来决定两种结点的选择。另外,在信息素更新时,加入当前树的评价值来影响蚂蚁的运动方向。实验结果表明,此方法能得到较为准确的拓扑结构,在物种数目较小时可以较快地得到结果。

基于TSP的构建系统发生树的蚁群算法

受TSP问题的启发,提出一种基于TSP构建系统发生树的蚁群算法(TSP-PTC)。该算法将物种集合用一个带权图G表示,并利用蚁群算法在图中搜索一条最优路径,最终系统发生树用最优路径及距离矩阵构建而成。用该方法构建出来的系统发生树是一棵带权树,它不仅可以表示物种之间的进化关系,而且可以粗略地表示出物种之间的进化时间。

基于遗传算法的系统发生树构建方法

提出了一种基于遗传算法的系统发生树构建方法。将遗传算法应用于系统发生树的构建,首先,用后缀表示法将树的拓扑结构表示成编码的形式。其次,针对系统发生树的性质,设计了交叉和变异操作方法,确定了对个体的评价及选择策略,从而通过遗传操作,最终搜索到最优解。实验结果表明该算法可以得到与传统UPGMA算法拓扑结果一致的系统发生树,并且除了最优拓扑结构的树之外,该算法还可以输入多个具有相似质量的树。

基于MATLAB生物信息学工具箱构建分子系统发生树

分子水平的系统发生分析相对于经典系统发生方法更加科学、可靠。概述系统发生分析基础,详细介绍基于距离的系统发生分析方法,相关实验表明MATLAB具有强大的数据处理能力和方便实用的工具箱,便于系统发生分析的研究与应用。

谈系统发生树建立的分子标准

随着进化生物学以及生物信息学的发展 ,研究不同物种间进化关系的方法也有了新的进展。其中分子进化方法使得系统发生树的建立更加简便和精确。几种系统发生树的建树方法及相关分子标准目前比较流行。。

登革病毒的系统发生树

登革病毒在除欧洲以外的所有大陆都有流行 ,弄清登革病毒在全世界的流行趋势及其致病机理对控制登革流行非常重要。本文就登革病毒系统发生树的构建方法及系统发生树在登革病毒分子流行病学、致病机理研究中的应用作一综述。

有根系统发生树的精确有效比较

系统发生树代表了不同物种之间进化关系的历史。生物信息学中的一个基本问题是对系统发生树进行比较。一种比较方法是通过定义树空间中两棵系统发生树之间的相似度或相异度来测定这两棵树的同异。RobinsonFoulds距离是目前使用最广泛的相异度。定义了一个用于有根系统发生树比较的新的相异度,该相异度考虑了子类间更精细的相似,而不是如Robinson-Foulds距离那样仅考虑子类相同与否,因此能够提供更精确、清晰的测量。给出了两个能有效计算这个相异度的算法。简单修改之后,这些结果适用于其他5个相关的比较指标。

基于蚁群优化的系统发生树构建算法

提出一种基于蚁群优化的系统发生树构建算法PTAC.该算法首先将基因序列集合划分为两大类,使得两个类内部的基因序列具有极大的相似性,而两个类之间则具有极大的差异性.然后,再分别对所得到的两大类进一步进行划分.重复这样的划分过程,直至每一类中只有一个基因序列为止,也就是系统发生树的叶子节点被构建完成.实验证明算法PTAC可以获得比类似方法质量更好的系统发生树,而在解决中小规模问题时,PTAC方法比ACPTHC和ACPT方法算法收敛速度更快.

基于k-mer组分信息的系统发生树构建方法

随着越来越多基因组的测序完成,基于全基因组的非比对的系统发生分析已成为研究热点。不同的生物物种或个体基因组之间的核酸组分不完全相同。遗传语言-DNA序列的信息很大程度上反映在其k-mer频数中。基于基因组序列k-mer频数的系统发生树则从新的角度为我们提供物种之间的亲缘关系。本文定义基于k-mer频数的信息参数,并用它表征基因组序列,计算不同基因组之间信息参数的距离,用邻接法对84个病毒构建了系统发生树,发现构建的系统发生树很大程度上与已有的系统发生树相吻合。

基于UPGMA的恶意代码系统发生树构建方法

借鉴生物信息学中的物种系统发生树构建方法,提出了基于恶意代码函数调用图和非加权组平均法(UPGMA)的恶意代码系统发生树构建方法,并利用恶意代码函数调用图的相似性距离数据对本方法进行了实验。此方法能够为恶意代码的同源及演化特性分析研究与恶意代码的检测和防范提供有力的支撑和参考。

我国三株登革2型病毒基因组全序列的测定及系统发生树分析

目的 :测定我国 3株登革 2型病毒 (dengue 2virus ,DEN2 )流行株的全序列并确定其基因型。方法 :运用RT PCR和 5′ ,3′RACE法测定我国 3株登革病毒的全序列 ,采用邻结法绘制系统发生树。结果 :DEN2 0 4、4 3、4 4株的核苷酸及氨基酸差异分布于整个序列之中 ,DEN2 0 4与DEN2 4 3、4 4共有 2 1个氨基酸位点的差异引起极性或电荷变化。DEN2 0 4株与JAM株、越南分离株和泰国分离株同为Ⅲ基因型 ,DEN 2 4 3、4 4株与台湾、菲律宾和新几内亚株分在Ⅱ基因型。结论 :我国不同地区存在同一基因型的DEN2传播 ,同一地区存在不同基因型的DEN2传播。

浅谈系统发生树构建方法

系统发生树是描述生物形成或进化顺序的拓扑结构。但是构建进化树是一个非常复杂的问题也是生物信息学研究的一个热点。本文综合介绍了进化树构建方法的发展、现状及其各种方法的优缺点和适用范围。

柯萨奇B组3型病毒中国分离株VP4、3D基因序列及系统发生树分析

目的研究柯萨奇B组3型病毒(CVB3)中国分离株结构蛋白VP4、非结构蛋白3D基因序列及变异性。方法在HeLa细胞中增殖病毒,用RT-PCR扩增目的基因片段,与pMD18-T载体连接,PCR初步鉴定后测序,进行序列同源性及系统发生分析。结果CVB3中国分离株VP4基因含207个碱基,编码69个氨基酸,与Nancy株氨基酸同源性为97.10%;3D基因含1386个碱基,编码462个氨基酸,与Nancy株氨基酸同源性为97.62%。在系统发生中,CVB3中国株VP4基因、3D基因均与Nancy株聚簇。结论CVB3中国分离株VP4和3D基因长度与Nancy株一致,进化上属同一分支。