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1、用phylomatic和phylocom進(jìn)行群落系統(tǒng)進(jìn)化分析張金龍jinlongzhang01(中國科學(xué)院植物研究所)phylomatic和phylocom軟件,是哈佛大學(xué)的cam webb博士、俄勒岡大學(xué)的steve kembel博士、加州大學(xué)伯克利分校的david ackerly教授編寫的一套用于群落物種組成系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的軟件。phylomatic是在線軟件,可以利用植物名錄,按照apgiii的被子植物科的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),生成進(jìn)化樹。由于當(dāng)前物種測序還不夠充分,某一個群落中或某一個地區(qū)所有物種的某幾個基因的序列還不能全部拿到,因此可以用phylomatic建立基于apgiii骨架的進(jìn)化樹。phy

2、locom軟件是用來進(jìn)行群落系統(tǒng)發(fā)育與進(jìn)化分析的。phylocom可以為phylomatic軟件得到的進(jìn)化樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),按照一定的規(guī)則擬合一定的枝長,其功能還包括:計算群落的系統(tǒng)發(fā)育多樣性(pd),計算群落的系統(tǒng)發(fā)育結(jié)構(gòu)(community structure),計算群落的系統(tǒng)發(fā)育距離(community phylogenetic distance),分析群落的性狀進(jìn)化(aot)。下面就介紹如何使用phylomatic和phylocom進(jìn)行相應(yīng)的分析。一phylomatic建立進(jìn)化樹1物種名錄的準(zhǔn)備復(fù)制拉丁文屬名,打開查詢每個屬所在的科等信息圖1查詢屬名所在的apg科輸出結(jié)果如下:圖2屬名查詢結(jié)

3、果新建一個excel空白文檔,將結(jié)果粘貼到excel中選中粘貼過來的列,點擊excel的菜單,數(shù)據(jù)分列分隔符號空格從中選擇apg fam列圖3選取apg科名將沒有查到的屬,手動添加相應(yīng)的科名。整理種名,去掉去空格和括號,報名命名人等信息將種名中所有的空格用“.”或者“_”代替。按照科/屬/種的順序,將各列粘貼到一個新的excel表格中。圖4刪除物種的命名人和括號圖5將物種內(nèi)的空格用“_”替換,并粘貼到對應(yīng)的科屬刪除其中的非被子植物。將非被子植物刪除后,選中全部內(nèi)容,復(fù)制后粘貼到記事本中。將其中的制表符,用“/”來替換。所得數(shù)據(jù),形式如下:圖6將excel表格中的數(shù)據(jù)粘貼到記事本中,并將tab制

4、表符替換為“/”將所有的科名首字母,改為小寫字母。將所得數(shù)據(jù),粘貼到phylomatic在線對話框中。2phylomatic建樹圖7將科的起始字母替換為小寫字母,并粘貼到phylomatic的對話框中。數(shù)據(jù)輸出形式,選擇默認(rèn)的newick即可。點擊提交,即可得到無枝長的,newick格式的進(jìn)化樹。(castanopsis_eyrei,castanopsis_carlesii,castanopsis_fargesii,castanopsis_tibetana)castanopsis,(cyclobalanopsis_gracilis,cyclobalanopsis_glauca)cyclobal

5、anopsis,lithocarpus_glaber)fagaceae,myrica_rubra),elaeocarpus_decipiens),syzygium_buxifolium),(daphniphyllum_oldhamii,loropetalum_chinense),(rhododendron_latoucheae,rhododendron_ovatum)rhododendron,vaccinium_carlesii)ericaceae,(schima_superba,adinandra_millettii,eurya_muricata,camellia_fraterna,tern

6、stroemia_gymnanthera)theaceae),(machilus_thunbergii,neolitsea.aurata.var.chekiangensis)lauraceae,chimonanthus_salicifolius)laurales)magnoliales_to_asterales)euphyllophyte;圖8輸出的進(jìn)化樹將輸出網(wǎng)頁中的進(jìn)化樹,復(fù)制到記事本中,并另存為phylo文件,該文件不要有任何擴展名。二phylocom軟件的使用本部分內(nèi)容包括:用phylocom的bladj模塊為進(jìn)化樹添加枝長,.利用phylocom中的練習(xí)數(shù)據(jù),計算群落的系統(tǒng)發(fā)育多樣性

7、,系統(tǒng)發(fā)育結(jié)構(gòu)等。1下載phylocom軟件圖9填寫信息,并下載phylocom首先提交相應(yīng)的信息,之后,便可下載phylocom軟件將下載的phylocom4.1.zip文件解壓縮,圖10將下載zip文件解壓縮example_data中是練習(xí)數(shù)據(jù)mac中是蘋果機的運行軟件r,是驅(qū)動phylocom的r腳本src是phylocom的源程序,phylocom是c語言寫的。w32是windows平臺下可以運行的exe程序phylocom_manual是說明書readme注意事項2創(chuàng)建工作路徑在c盤根目錄下,創(chuàng)建一個名為phylocom的文件夾。將w32中的phylocom.exe文件,拷貝到該文件

8、夾c:phylocom。再將做好的包含進(jìn)化樹的phylo文件,拷貝到該文件夾c:phylocom將phylocom-4.1example_databladj_example文件夾下的wikstrom.ages文件,拷貝到c:phylocom,并將wikstrom.ages改名為ages,也不留任何擴展名。圖12將ages文件和phylo文件phylocom,exe程序拷貝到c:phylocom文件夾3用bladj為進(jìn)化樹擬合枝長運行phylocom開始運行輸入cmdcd c:phylcom圖13用cd c:phylocom切換路徑。圖14用phylocom的bladj擬合枝長,并存儲到out文

9、件中輸入phylocom bladj out.tre則生成的out.tre就是含有枝長的進(jìn)化樹該進(jìn)化樹可以用treeview軟件,figtree軟件查看。圖15用figtree軟件繪制的進(jìn)化樹4 phylomatic軟件生成的進(jìn)化樹在r中的操作在r軟件的ape程序包中,計算out.tre,即所得有枝長進(jìn)化樹中,物種兩兩之間的進(jìn)化距離(分化時間)圖16在r軟件的ape程序包中,讀取phylomatic樹出現(xiàn)的問題phylomatic建立的進(jìn)化樹,在ape程序包中,不能正常讀取,提示“there is apparently two root edges in your file: cannot r

10、ead tree file.reading newick file aborted at tree no.1”圖17用記事本打開擬合好枝長的進(jìn)化樹,刪除最外面的euphyllophyte及相應(yīng)括號,保留“;”刪除進(jìn)化樹中最外面的一層,euphyllophyte,包括前面的一對括號,即緊挨著euphyllophyte的“)”和最前面的“(”。最后的分號保留。之后,即可在ape中讀取。在r中讀取進(jìn)化樹,并計算物種之間的進(jìn)化距離腳本:library(ape)setwd(c:/phylocom/)tr - read.tree(out.tre)phylodist cmd cd c:phylocom輸入:phylocom

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