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第四章 基于距离的系统发生分析
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基于距离的系统探讨分析
第四章 基于距离的系统发生分析
分子系统发生学的历史

分子系统发生分析的优点

系统发生树

距离矩阵法

最大似然法

多重序列比对

基于距离的系统探讨分析
分子系统发生学的历史
系统发生学是研究物种之间的进化关系的，是进化生物学的一个重要研究领域，系统发生分析在达尔文时代就已经开始。从那时起，科学家们就开始寻找物种的源头，分析物种之间的进化关系，给各个物种分门别类。
Charles Darwin (1809-1882)
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分子系统发生学的历史
20世纪70年代
20世纪60年代
20世纪50年代
1902和1904
研究者开始能够获得基因组信息，
特别是DNA序列
蛋白质测序成为可能
分子数据开始被广泛应用于
系统发生研究
正确地推断出人和猿比它们和其
它灵长类动物有更近的共同祖先
20世纪70年代后至今
研究者一直致力于研究DNA序列以及基因组信息，目前DNA数据比任何分子信息都要丰富
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分子系统发生分析的优点
表型分析
①具有一定的局限性
②许多生物体没有可
用来进行比较的易于
研究的表型
③什么样的表型特征
能用来比较也不特别
明了
比较分析
分子系统发生分析
基于DNA和蛋白质序列的分析，能够克服表型分析的缺点问题，能够对生物体进行正确的分组，对于所得数据比较可靠。
表性分析：利用生物体的外观比较来推断生物体的基因型，如外形相似即表型相似则认为编码表型的基因也相似；反之，表型不同，基因也不同。
基于距离的系统探讨分析
概念
系统发生树：三个或者更多基因或生物体 之间
进化关系的典型图示；

大部分系统发生研究都是围绕系统发生树的概念进行的，它不仅表示了数据之间的关系，还体现了他们的分歧时间和他们共同祖先的特征。
系统发生树
基于距离的系统探讨分析
系统发生树
重建系统发生树的术语

有根树和无根树

基因树和物种树

特征和距离数据

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重建系统发生树的术语
系统发生树有时也称为系统树图，它是由一系列的节点和分支组成的，其中每个节点代表一个分类单元。
分支末端的节点（外部节点）对应一个基因或生物体；
内部节点代表一个推断的共同祖先，它在过去的某个时候分歧出两个独立的分支。
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重建系统发生树的术语
基于距离的系统探讨分析
重建系统发生树的术语
A
B
C
D
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
5个物种 (Ⅰ,Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ) 之间的进化关系的系统发生树
系统发生树结构的基本信息在计算机程序中常用一组嵌套的圆括号表示，称为 Newick 格式，用该格式来表示上图中的树，可写成 ( ( (Ⅰ,Ⅱ) , (Ⅲ, Ⅳ ) ) , Ⅴ)
外部节点
内部节点
根节点
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