Rekonstruktion phylogenetischer Bäume.

Dendrogramm

Baum mit Distanzen (Längen an Ästen)

Phylogenie-Methoden:

Distanzmethoden (UPGMA, Neighbour-Joining)

Parsimony

Probabilistische Methoden: Likelihood, Bayes-Methoden

Distanzmethoden

Distanzmethoden

Maximum Parsimony

Maximum Likelihood

Test auf Zuverlässigkeit phylogenetischer Bäume:

Bootstrap-Verfahren

Allgemein: Wiederhole statistischen Test nach Re-Sampling, d.h. durch zufälliges “Ziehen” neuer Proben.

In Phylogenie:

1. Wähle zufällig Spalten aus Alignment aus

2. Wiederhole Konstruktion des Baums (z.B. 1000 mal)

3. Berechne für jede Kante: Wie oft kommt sie vor?

Kombination heterogener Daten zur Konstruktion von

phylogenetischen Bäumen:

1. Supertree: Kombiniere mehrere Bäume zu einem “Superbaum”

2. Supermatrix: Konstruiere Matrix (= Alignment) aus heterogenen Datenquellen

Problem: Nicht alle Sequenzen/Spezies kommen in allen Bäumen/Datensätzen vor

Rekonstruktion phylogenetischer Bäume.

Beispiel: Rekonstruktion der Phylogenie der Porifera (Schwämme);

DFG-Projekt “Deep metazoan phylogeny” (Gert Wörheide, Fabian Schreiber)

Frage: Sind die Porifera eine “monophyletische” Gruppe?

Biological Question:Are Sponges mono-/paraphyletic?

Phylogenetic Reconstuction: An Example

Organims of interest:Sponge

Build Dataset

Dataset

Query Sequence

DNA/Protein Sequencefrom Sponge Gene

Search for Homologsusing e.g BLAST

Hits from Search:“putative” homologs

Sequence alignment

Dataset

Sequence Alignment

Hits from Search:“putative” homologs

Alignment tools:-Clustalw-T-Coffee-Dialign...many more

Use

to bring sequencesin relation

Alignment

PhylogeneticTree

Phylogeny Methods:Distance-based:---Nj---UPGMAParsimony:---Max.Parsimony(Phylip/Paup)Statistical:---Max.Likelihood (Phyml)---Bayesian Inf. (MrBayes)

Estimate Phylogeny

Interpretate results

Hypothesis: Sponges are monophyletic