1. Phylogenetic analysis of pathogens(lecture - part1) -

Summary

本视频介绍了表型学（phenetics）在病毒基因序列对比分析中的应用。通过基因序列比对，研究者可以识别病毒之间的遗传差异，并构建表型树（系统发育树），以估算它们的相关性和分歧时间。树的分支长度代表遗传距离，而内部节点则显示病毒的共同祖先。视频还讲解了如何通过引导法（如自助法）评估树的统计置信度，并提到不同的树形展示格式。此方法有助于揭示病毒的演化历史及其相互关系。

Takeaways

• 😀 表型学是通过分析生物之间的进化关系来研究它们的相似性。
• 😀 基因序列对比有助于识别不同病毒之间的遗传差异，从而估算它们之间的相关性。
• 😀 在序列比对中，缺失的序列可能会影响分析，算法可以考虑到这一点。
• 😀 通过基因序列或其他表型特征（如氨基酸序列）来构建表型树。
• 😀 表型树中的分支长度代表遗传距离，越长的分支表示病毒之间的遗传差异越大。
• 😀 分支长度不仅可以反映遗传距离，也能大致估算这些病毒分化的时间。
• 😀 为了将表型树的分化时间与实际时间挂钩，需估算病毒的突变速率。
• 😀 表型树中的叶节点（即病毒样本）通常包含大量的元数据，如宿主类型、采样时间等。
• 😀 表型树的节点（内部节点）代表病毒的共同祖先，节点之间的分支展示了它们的演化关系。
• 😀 树的拓扑结构需要通过统计支持来验证，常用方法包括自助法（bootstrap）和后验概率值。
• 😀 自助法用于评估节点位置的信心水平，值越接近1，代表该节点位置的信心水平越高。
• 😀 表型树有不同的表示形式，矩形格式是最常见的，也有其他格式可供选择。

Q & A

什么是表型学？

表型学是研究有机体之间进化关系的科学，通常通过基因序列比对来分析不同病毒之间的关系。

为什么基因序列比对对于分析病毒关系很重要？

基因序列比对可以帮助识别不同病毒之间的变异，从而估计它们之间的亲缘关系。

在基因序列比对中，缺失数据会对结果产生什么影响？

缺失数据可能会影响比对结果，但一些算法可以考虑这些缺失数据，并尽量减少其对最终分析结果的影响。

表型树是如何基于基因序列构建的？

表型树是基于病毒基因序列比对结果构建的，通过分析各病毒的基因变异来绘制出它们的进化关系。

表型树中枝条的长度代表什么含义？

枝条的长度代表基因距离，较长的枝条表示病毒之间的基因差异较大，也意味着它们可能在进化上存在较长时间的分化。

如何根据表型树估算病毒分化的时间？

通过测量枝条的长度，并结合病毒突变速率的估算，可以大致推测出病毒分化的时间。

树的“叶子”和“节点”分别指的是什么？

树的“叶子”指的是已知病毒序列，通常是已采样的病毒；而“节点”是树内部的分支点，代表共同的祖先。

树的“节点”如何帮助我们了解病毒的祖先？

节点代表了病毒的共同祖先，通过分析这些节点可以推测出不同病毒群体的祖先状态。

如何评估表型树中节点的位置是否准确？

可以通过引导法（Bootstrapping）或后验概率值来评估节点位置的统计置信度，高置信度表示节点位置可靠，低置信度则表示结果可能是偶然的。

除了矩形格式，表型树还可以以哪些格式展示？

表型树除了矩形格式外，还可以以其他格式展示，不同的展示格式有助于更直观地理解树的结构。