菌種鑒定——如何構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹
“ 話不多說,直接開始今天的主題——給大家梳理一下如何通過測序得到的序列獲得最后呈現(xiàn)給讀者的系統(tǒng)發(fā)育樹!”
1、序列準備:
通過測序獲得需要鑒定的目標菌株的序列信息,一般細菌測16S rDNA(全長大約1.5 kb左右),真菌測ITS序列(500-750 bp)。
2、將序列上傳至NCBI數(shù)據(jù)庫與已知菌種序列進行比較:
以細菌的16S rDNA序列為例(需要FASTA格式):

1)打開NCBI官網(wǎng)(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/),點擊右側(cè)的BLAST,選擇Nucleotide BLAST,進入比對頁面:(16S rDNA序列比較也可以通過EzBioCloud(https://www.ezbiocloud.net/)數(shù)據(jù)庫進行比對)


2)在blastn選項下面粘貼入比對的序列(粘貼的序列中間不能有空格),其他選項見下圖:

3)點擊BLAST進行序列比對(需要一定時間,頁面隔幾秒刷新一次);

3、根據(jù)比對結(jié)果篩選并下載10-12條比對序列:
1)結(jié)果頁面包含了圖中所示的要素,我們可以根據(jù)相似度及評分、序列長短篩選我們想要的序列:

2)篩選規(guī)則:與我們提交序列相似度最高的一條或多條16S序列即是我們所提交序列的匹配結(jié)果(菌種鑒定時,16S序列比對結(jié)果在屬水平上具有說服力,所以會顯示有多個同屬但是不同種的結(jié)果,這說明我們的菌種屬于該屬,至于是什么種還需要通過功能基因進行進一步鑒定)。由于我們提交的序列全長為1500 bp左右,所以篩選過程中盡量選擇與之長短相差不大的模式菌株序列,實在找不到與之長度相當?shù)?,盡可能選擇全基因組序列,數(shù)量在10-13條左右(一條相似度大于98.6%的以及其他相似度小于98.6%的),且相似度最好不要集中在很小的一個范圍內(nèi)(太集中作圖效果會大大折扣)。
3)選中序列后下載FASTA格式的txt文檔就行。

4、利用MEGA軟件進行多序列比對:(大家自行去官網(wǎng)或其他途徑下載即可,任何版本都可以)
1)數(shù)據(jù)整理:將我們自己的序列和下載的序列整理到一起,然后在下載一條與比對結(jié)果顯示的屬屬于同一科的遠緣屬加入到其中作為外群;
2)打開MEGA軟件,點擊Align,選擇Create a new alignment,點擊OK,然后根據(jù)需要選擇核酸(DNA)或者氨基酸(Protein),然后在彈出的的窗口中直接復制粘貼準備好的序列,也可以選擇lnsert Sequence From File,選擇序列文件(可多選)。序列文件加載之后呈藍色背景(選中狀態(tài)),點擊W選擇Align DNA(核酸序列)或者Align protein(氨基酸序列),在彈出的窗口中設(shè)置參數(shù)(一般默認即可,無需修改),點擊OK,開始序列比對。


3)比對完成后,需要截齊兩端含有*的序列,選中無*的或者上面是---序列,按Delete刪除即可,截齊之后保存文件為:filename.mas。



5、構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹:
多序列比對窗口點擊Data,選擇Phylogenetic Analysis,彈出窗口詢問:所有序列是否編譯蛋白質(zhì),根據(jù)實際情況選擇Yes或No。

此時,返回MEGA主界面進行系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建。MEGA主界面點擊Phylogeny,選擇Construct/Test Neighbor-Joining Tree,彈出的對話框詢問:是否使用當前激活的數(shù)據(jù),選擇Yes。這時彈出建樹參數(shù)設(shè)置對話框,根據(jù)實際需要設(shè)置即可(參數(shù)見下圖),然后點擊Compute,完成建樹彈出建好的系統(tǒng)發(fā)育樹。



6、發(fā)育樹美化:
得到系統(tǒng)發(fā)育樹后,我們可以將其復制粘貼至word或者PPT進行美化,可以得到如下效果圖:

當然,您也可以通過軟件FigTree進行美化,或者在線網(wǎng)站ITOL、EvolView進行發(fā)育樹的美化。
以上就是今天所有的內(nèi)容,希望對您有所幫助?。?!
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