用Phylomatic和PhyloCom進(jìn)行

1、用phylomatic和phylocom進(jìn)行群落系統(tǒng)進(jìn)化分析張金龍jinlongzhang01（中國(guó)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(xiě)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(shù)。由于當(dāng)前物種測(cè)序還不夠充分，某一個(gè)群落中或某一個(gè)地區(qū)所有物種的某幾個(gè)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(shù)。phy

2、locom軟件是用來(lái)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(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，按照一定的規(guī)則擬合一定的枝長(zhǎng)，其功能還包括：計(jì)算群落的系統(tǒng)發(fā)育多樣性（pd），計(jì)算群落的系統(tǒng)發(fā)育結(jié)構(gòu)(community structure)，計(jì)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(shù)1物種名錄的準(zhǔn)備復(fù)制拉丁文屬名，打開(kāi)查詢(xún)每個(gè)屬所在的科等信息圖1查詢(xún)屬名所在的apg科輸出結(jié)果如下：圖2屬名查詢(xún)結(jié)

3、果新建一個(gè)excel空白文檔，將結(jié)果粘貼到excel中選中粘貼過(guò)來(lái)的列，點(diǎn)擊excel的菜單，數(shù)據(jù)分列分隔符號(hào)空格從中選擇apg fam列圖3選取apg科名將沒(méi)有查到的屬，手動(dòng)添加相應(yīng)的科名。整理種名，去掉去空格和括號(hào)，報(bào)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(gè)新的excel表格中。圖4刪除物種的命名人和括號(hào)圖5將物種內(nèi)的空格用“_”替換，并粘貼到對(duì)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?jī)?nèi)容，復(fù)制后粘貼到記事本中。將其中的制表符，用“/”來(lái)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(xiě)字母。將所得數(shù)據(jù)，粘貼到phylomatic在線對(duì)話(huà)框中。2phylomatic建樹(shù)圖7將科的起始字母替換為小寫(xiě)字母，并粘貼到phylomatic的對(duì)話(huà)框中。數(shù)據(jù)輸出形式，選擇默認(rèn)的newick即可。點(diǎn)擊提交，即可得到無(wú)枝長(zhǎng)的，newick格式的進(jìn)化樹(shù)。(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(shù)將輸出網(wǎng)頁(yè)中的進(jìn)化樹(shù),復(fù)制到記事本中，并另存為phylo文件，該文件不要有任何擴(kuò)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(shù)添加枝長(zhǎng),.利用phylocom中的練習(xí)數(shù)據(jù)，計(jì)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(xiě)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(píng)果機(jī)的運(yùn)行軟件r，是驅(qū)動(dòng)phylocom的r腳本src是phylocom的源程序，phylocom是c語(yǔ)言寫(xiě)的。w32是windows平臺(tái)下可以運(yùn)行的exe程序phylocom_manual是說(shuō)明書(shū)readme注意事項(xiàng)2創(chuàng)建工作路徑在c盤(pán)根目錄下，創(chuàng)建一個(gè)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(shù)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(kuò)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(shù)擬合枝長(zhǎng)運(yùn)行phylocom開(kāi)始運(yùn)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(zhǎng)，并存儲(chǔ)到out文

9、件中輸入phylocom bladj out.tre則生成的out.tre就是含有枝長(zhǎng)的進(jìn)化樹(shù)該進(jìn)化樹(shù)可以用treeview軟件，figtree軟件查看。圖15用figtree軟件繪制的進(jìn)化樹(shù)4 phylomatic軟件生成的進(jìn)化樹(shù)在r中的操作在r軟件的ape程序包中，計(jì)算out.tre,即所得有枝長(zhǎng)進(jìn)化樹(shù)中，物種兩兩之間的進(jìn)化距離（分化時(shí)間）圖16在r軟件的ape程序包中，讀取phylomatic樹(shù)出現(xiàn)的問(wèn)題phylomatic建立的進(jìn)化樹(shù)，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(kāi)擬合好枝長(zhǎng)的進(jìn)化樹(shù),刪除最外面的euphyllophyte及相應(yīng)括號(hào)，保留“;”刪除進(jìn)化樹(shù)中最外面的一層,euphyllophyte，包括前面的一對(duì)括號(hào)，即緊挨著euphyllophyte的“)”和最前面的“（”。最后的分號(hào)保留。之后，即可在ape中讀取。在r中讀取進(jìn)化樹(shù)，并計(jì)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