RAxML——构建高效的基因演化树

小蓝 • 2024-12-22 15:44 • 编程

基因演化树是比较不同生物个体基因信息相似性的一种可视化图形。RAxML是一种经典的生成基因演化树的软件。RAxML在多个方面提供了所有已知的功能和选项以满足用户需要。本文将从RAxML的基本用法、优化参数、结果解析等方面进行阐述。

一、基本用法

RAxML可以接受许多不同的输入格式，包括FASTA和PHYLIP。同时，RAxML还提供了多种不同的可选项来生成不同类型的基因演化树。下面是一些基本的RAxML使用实例：

#你需要使用如下命令编译RAxML
make -f Makefile.gcc

#使用单个fasta序列文件，输出结果为树文件名为"bestTree"的文件
raxmlHPC-PTHREADS -f a -x 12345 -p 12345 -# 100 -s input.fasta -n bestTree

#使用phylip文件，并在结果中保存Bootstrap分支支持值，输出结果保存在文件名为"bsTree"的文件中
raxmlHPC-PTHREADS -f a -x 12345 -p 12345 -# 100 -s input.phy -n bsTree -b 12345 -T 10 -N 100

二、优化参数

RAxML提供了多种选项来优化基因演化树上的结果，比如Bootstrap支持值计算，可能性搜索方法，以及其他模型的选择等等。下面是一些RAxML的可选参数：

1、Bootstrap支持值计算

Bootstrap支持值计算可以通过将多个估计的基因树结合在一起来获得更准确的结果。这种方法可以通过命令行参数“-b”和“-#”来执行，其中“-b”指定启动文件数字种子，“-#”指定总启动次数，如下所示：

raxmlHPC-PTHREADS -f a -x 12345 -p 12345 -# 100 -s input.fasta -n bestTree -b 12345 -T 10 -N 1000

2、可能性搜索方法

RAxML提供了两种可能性搜索方法，即快速搜索和精确搜索。快速搜索使用的是随机搜索，精确搜索使用的是启发式方法。精确搜索可以保证找到最优的结果，但是速度会比快速搜索慢。可以通过“-f”参数来选择使用的搜索方法，如下所示：

raxmlHPC-PTHREADS -f d -m PROTGAMMAWAG -s input.fasta -n bestTree
raxmlHPC-PTHREADS -f e -m PROTGAMMAWAG -s input.fasta -n bestTree

3、模型的选择

RAxML支持多种不同的基因演化模型。你可以通过“-m”命令行参数来选择使用哪一种模型。下面是一些可用的模型：

JTT
LG
WAG
PROTGAMMAWAG

例如，要使用PROTGAMMAWAG模型进行操作，可通过以下命令行进行设置：

raxmlHPC-PTHREADS -m PROTGAMMAWAG -s input.fasta -n bestTree

三、结果解析

RAxML生成的树文件可以在多个软件程序中加载和解析。常用的软件程序包括FigTree、TreeViewer和MEGA。加载RAxML生成的树文件将提供一些重要的信息，包括分支长度、Bootstrap支持值和基因序列的原始长度。

1、使用FigTree进行解析

使用FigTree加载RAxML生成的树文件是一种可视化树结构的好方法。FigTree提供了许多选项，并允许你调整树的外观和样式。下面是通过FigTree解析RAxML生成的树文件的实例：

打开FigTree。
点击File -> Open ，选择RAxML生成的树文件。
加载完毕后，你可以缩放、导出或调整树的颜色样式等。

2、使用TreeViewer进行解析

TreeViewer是另一个用于解析RAxML生成的树文件的软件程序。与FigTree不同，TreeViewer提供更多的功能和选项，例如可以将多个树结构对比以查看不同种类之间的演化。下面是一些通过TreeViewer解析RAxML生成的树文件的实例：

打开TreeViewer。
点击File -> Open ，选择RAxML生成的树文件。
加载完毕后，你可以缩放、导出或调整树的颜色样式等。

结论

RAxML是一款快速并且强大的基因演化树构建工具，支持基本的操作和自定义查询。选择合适的模型和参数，可以生成更加准确的结果。同时，RAxML生成的树文件可以在多个软件程序中解析和可视化，以获得更深入的认识和理解。

原创文章，作者：小蓝，如若转载，请注明出处：https://www.506064.com/n/285464.html