AMI方法構(gòu)建30種生物的進化樹

劉旻昊

摘 要：該文選取了30種脊椎動物線粒體基因數(shù)據(jù)，應用AMI方法提取出它們的序列特征，結(jié)合相關(guān)系數(shù)和離差平方和方法構(gòu)建生物進化樹。對30種脊椎動物，其生物進化樹與白鳳蘭等人的方法進行對比，更加合理并且計算方法簡單。

關(guān)鍵詞：AMI 基因組 線粒體 生物進化樹

中圖分類號：TK823 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（b）-0032-01

1 數(shù)據(jù)選取

線粒體是真核細胞內(nèi)較為簡單的DNA分子，具有極少發(fā)生重組、進化速度快等特點。同時，線粒體DNA只通過母系遺傳的機制也使其成為了探索母系遺傳的絕佳工具，被廣泛用于群體遺傳學研究。

該文從文獻2和3選取30種脊椎動物線粒體DNA完全基因組數(shù)據(jù)，可從NCBI網(wǎng)站http：//www.ncbi.nlm.nih.gov免費下載。

2 數(shù)據(jù)計算

2.1 方法一

對于這30種線粒體基因組，首先提取各自序列的AMI向量，每種生物得到一個向量。對于參數(shù)k的選取，我們選取了10、50、100、200、300、400、500、600、700等多個值，對這30種動物的聚類都能得到近似的結(jié)果，但是綜合各向量之間的距離和聚類分析的結(jié)果來看，k取500是比較合適的，這樣AMI向量共有501個分量。對于這30種動物的AMI向量，進行聚類，最后得到結(jié)果（具體數(shù)據(jù)和結(jié)果可同作者電子郵件聯(lián)系索?。?/p>

2.2 方法二

白鳳蘭在其博士論文中將DNA序列用三維圖形表示，利用圖的不變量給出了序列之間的距離度量，然后定義了物種進化距離，最后用NJ算法構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)生樹。

3 結(jié)果分析

分析方法一的結(jié)果我們可以看出，guinea pig（幾內(nèi)亞豬）和cat（貓）dog（狗）被分在了一起，以上三種構(gòu)成一個分支；platypus（鴨嘴獸）、rabbit（兔子）、squirrel（松鼠）和fat dormouse（睡鼠）構(gòu)成了第二個分支，其中的squirrel和fat dormouse距離更近，這是符合進化關(guān)系的；下一個分支是human（人類）、gorilla（大猩猩）還有comlnon chimpanzee和pigmy chimpanzee兩種猩猩構(gòu)成的一個靈長目的分支，其中的兩種猩猩comlnon chimpanzee和pigmy chimpanzee在系統(tǒng)發(fā)生樹中距離最接近；再往下的一個大分支cow（牛）和sheep（羊）距離最近，同屬于嚙齒動物的rat（田鼠）和mouse（家屬）在發(fā)生樹上最接近；以上這些構(gòu)成了第一個大的分支。在另一個分支中，從上往下看是兩種海豹harbor seal和gray seal、兩種犀牛Indian rhinoceros和white rhinoceros印第安犀牛與白犀牛，這兩類的近緣物種分別距離最近；剩下的hippopotamus（河馬）、orangutan（猩猩）、donkey（驢）和gibbon（長臂猿）構(gòu)成了最后一個分支?？傮w來看，由AMI構(gòu)成的系統(tǒng)發(fā)生樹上面的多數(shù)近緣物種都能夠聚在一起，符合我們已知的結(jié)論和觀點。

通過與方法二的結(jié)果對比，除了靈長目的human、gorilla還有comlnon chimpanzee和pigmy chimpanzee兩種猩猩在一個分支，而orangutan和gibbon在另一個分支，而在方法二這是分的比較好的，這幾個物種在方法二中被聚為了一類。對于方法二兩種犀牛Indian rhinoceros和white rhinoceros分別被分到了較遠的分支上，并且印第安犀牛與donkey距離最近，白犀牛與horse（馬）距離最近，rat與mouse兩種鼠類也被分開了，沒有聚在一起。總體來說，方法一在對物種的分類中結(jié)果要優(yōu)于方法二的結(jié)果。

參考文獻

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