BioTechnicalフォーラム [形質による系統樹の作り方]

形質による系統樹の作り方

No.5907-TOPIC - 2017/04/14 (金) 10:41:59 - みゃ

現在とある菌株群の表現形質（およそ100程度）を3段階で評価し、
その結果を数列（例：0100201…）として保存しております。
この数列同士で系統樹を作成したいのですが、系統解析は経験がなく、
使用するソフトウェアを含め何から始めればいいのか分かりません。
アドバイスをお願いいたします。
　

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No.5907-4 - 2017/04/23 (日) 09:46:16 - 橘

RAxMLで使用できる形質データは、0～9の数値とA～Vまでのアルファベットです(形質状態は最大32種類)。
数値列でデータを作成できなかった、というのはRAxMLで正常に解析できなかったということでしょうか。
RAxMLでは、形質状態は上記の順で使用されねばならず、形質状態が1から始まる場合は0から始まるように置換しないといけなかったと思います。
つまり、形質状態が123の形質は、012にする必要があるということです。

先程のコマンドでは、「菌株間で違いがある形質だけ選別されている」というサンプリングバイアスがある場合に適用するモデルを当てはめています。
そういうサンプリングバイアスはなく、菌株間で違いがない形質(全菌株で形質状態が0)もある場合は、ASC_MULTIGAMMAではなくMULTIGAMMAを-mに指定してください。
その場合は--asc-corr=lewisも不要です。

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No.5907-3 - 2017/04/21 (金) 21:53:05 - みゃ

橘様

残念ながら数列では作成できませんでしたが、アルファベットに置換し
ご紹介いただいたソフトウェアを用いて無事系統樹作成に成功しました。
また、最尤法で解析を行なった結果、仮説ともほぼ一致するデータが得られました。
ありがとうございました。

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No.5907-2 - 2017/04/15 (土) 10:56:06 - 橘

RAxMLをインストールして、入力ファイルを以下の形式で用意する。

5 20
OTU1 02010200101022012002
OTU2 02010200101022012002
OTU3 02010200101022012002
OTU4 02010200101022012002
OTU5 02010200101022012002

1行目が「OTU数形質数」
2行目以降は「OTU名形質状態」

コマンドプロンプトかターミナルで以下のコマンドを実行。

#100個の初期樹形を作成して局所探索を繰り返す
raxmlHPC -n OUTPUT1 -s INPUT -f d -p 1234 -N 100 -m ASC_MULTIGAMMA -K ORDERED --asc-corr=lewis
#ブートストラップ解析を1000反復行う
raxmlHPC -n OUTPUT2 -s INPUT -f d -p 1234 -b 5678 -N 1000 -m ASC_MULTIGAMMA -K ORDERED -asc-corr=lewis
#元データのML系統樹のブートストラップ値を計算して付ける
raxmlHPC -n OUTPUT3 -s INPUT -f b -m GTRGAMMA -t RAxML_bestTree.OUTPUT1 -z RAxML_bootstrap.OUTPUT2

RAxML_bipartitionsBranchLabels.OUTPUT3をDendroscopeで開く。
コマンドの意味はマニュアルを参照。

RAxML以外では、IQ-TREEが同様の解析をサポートしている。
ベイズ法なら、MrBayesでordered形質をサポートしている。
最節約法なら、PAUP*かTNTでstep matrixを定義して解析する。

形質による系統樹の作り方

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No.5907-1 - 2017/04/14 (金) 10:41:59 - みゃ

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