标签归档：Phylogeny

使用 r8s 估算物种分歧时间

发表于由
3

1. r8s 简介

r8s用于通过系统发育树估计分歧时间和分子演化速率。
软件运行需要：

一个带有枝长的有根树;
比对的序列长度。

2. r8s 下载与安装

$ wget http://loco.biosci.arizona.edu/r8s/r8s.dist.tgz
$ tar zxf r8s.dist.tgz -C /opt/biosoft/
$ mv /opt/biosoft/dist /opt/biosoft/r8s
$ echo 'PATH=$PATH:/opt/biosoft/r8s/' >> ~/.bashrx
$ source ~/.bashrc

2. r8s 的使用

软件解压缩后，其中带有一个 mannual 的 PDF 文件。

2.1 r8s 的使用方法

直接输入命令 r8s 则会进入该软件的命令行界面，推荐编写了 r8s 的脚本文件后，直接运行。运行 r8s 的方式如下：

$ r8s -b -f r8s_in.txt > r8s_out.txt

-b    运行 r8s 后推出软件的命令行界面
-f    输入的 r8s 脚本文件，该文件包含 r8s 的命令行

r8s_in.txt 的一个示例如下：

#nexus
begin trees;
tree tree_1 = [&R] ((gluc:0.46,cneg:0.54):4.3,(scer:1.07,tree:0.68):0.52);
end;

begin r8s;
blformat lengths=persite nsites=300000 ulrametric=no;
MRCA asc tree scer;
MRCA bas gluc cneg;
fixage taxon=asc age=520;
constrain taxon=bas min_age=350 max_age=410;
#divtime method=PL crossv=yes cvstart=0 cvinc=1 cvnum=18；
set smoothing=100;
divtime method=PL algorithm=TN;
showage;
describe plot=cladogram;
describe plot=chrono_description;
end;

按照上述示例中，第一部分是输入进化树数据；第二部分是运行 r8s 的命令。

2.2 r8s 命令

按照上述示例，需要依次输入上面的 r8s 命令：

blformat

length      设置树的枝长单位。若枝长单位是位点替换率，则其值为 persize，则 枝长 * 序列长度 = 替换数；若枝长单位是替换数，则该参数值为 total。默认参数是 total。
nsites      设置多序列比对的序列长度。
ultrametric 是否是超度量树，一般进化树选 no。默认参数是 no。

MRCA

该命令用来设置内部节点名。示例中设置了 tree 和 scer 的 most recent common ancestor 的节点名为 asc。

fixage

该命令用来设置 MRCA 指定的节点的分歧时间，使用该指定的分歧时间作为校正，来预测其它节点的分歧时间。
r8s 需要至少有一个内部节点进行 fixage。

constrain

该命令用来约束 MRCA 指定的节点的分歧时间，设置该节点允许的最大或最小分歧时间。

divtime

该命令用来进行分歧时间和替换速率计算。总共有 4 种计算方法（LF | NPRS | PL）和 3 种数学算法（Powell | TN | QNEWT）。 一般常用且较优，是使用 PL 和 TN。
但是使用 PL 方法，则需要设置参数 smoothing 的值。 通过设置多个 smoothing 的值来进行一些计算，选择最优的值即可。一般情况下，该值位于 1~1000 能得到一个最佳（最低）的分值。

divtime method=PL crossv=yes cvstart=0 cvinc=1 cvnum=18;
上述命令，是设置 smoothing 的值从 1, 10, 100, 1000 ... 1e17, 来计算，最后得到最佳的 smoothing 值。

若使用 fixage 对 2 个节点的分歧时间进行了固定，则可以运行命令：
divtime method=PL crossv=yes fossilfixed=yes cvstart=0 cvinc=1 cvnum=18;

若使用 fixage 对 1 个节点进行分歧时间固定，同时使用 constrain 对 2 个节点进行了约束，则可以运行命令：
divtime method=PL crossv=yes fossilconstrained=yes cvstart=0 cvinc=1 cvnum=18;

得到最优的 smoothing 值后，使用 set 进行设置，然后运行 divtime 进行分歧时间和替换速率的计算。

showage

使用该命令能得到各个节点的分歧时间和替换速率。

describe

使用该命令得到进化树的图和文字结果。 其 plot 参数如下：

cladogram    得到分支树的图，图上有各个节点的编号，和 showage 的结果结合观察。
phylogram    得到进化树的图，枝长表示替换数。
chronogram   得到超度量树的图，枝长表示时间。
ratogram     得到树图，枝长表示替换速率。

phylo_description     得到树的ASCII文字结果，枝长表示替换数。
chrono_description    得到树的ASCII文字结果，枝长表示时间。
rato_description      得到树的ASCII文字结果，枝长表示替换速率。

node_info    得到节点的信息表格