PAUP使用及Model Test

PAUP简单使用过程

作者：admin 文章来源： 点击数： 666 更新时间：2010-11-30 10:45:00

这个主要是我根据以往师兄的毕业论文，文献中的，软件说明书，在网上搜索得到的以及我自己在使用中的一些注意事项，总结汇编了一下，如有雷同，请诸位高抬贵手哦，不要追究版权责任！

软件自带的“快速开始指南（Quick Start Tutorial）”只提供了简单的进化树构建程序。本文根据附带的命令帮助文件，对软件的使用方法进行了摸索，总结出一套简便可靠的处理步骤：

1. 软件启动和数据执行：PAUP*软件启动后即弹出一个对话框要求输入一个比对后*.nex文件，并且可以让用户选择“Edit”和“Execute”两种不同的模式。前者是对比对序列矩阵进行修改，后者则直接将矩阵调入内存待处理，并且显示这个数据设置的一些信息，如这个矩阵的维数和数据类型、数据来源等。

执行命令：选择File > Execute “文件名.nex”

2. 开始日志记录：在PAUP*决议的任何时候都可以开始和停止日志记录。

开始记录：选择File >Log Output to Disk……

如果要停止日志记录，则可以再次执行这个命令。

3. 显示数据详细信息：PAUP*的cstatus命令将显示关于当前元素状态的总结（如类型，权重等等）。如果打开记录，显示在屏幕上的总结信息也会被保存在日志文件中。如果仅仅显示简明信息，也可以选择去显示分类（tstatus命令）和全部数据矩阵，即使用showmatrix命令。

4. 定义树根：可以在最后用TreeView软件显示的时候再定义树根，也可以在数据读

入后即设置树根，命令为：

Outgroup 序列名1 序列名2序列名3……

其中的“序列名”是指FASTA文件打开后开头部分“>”之后的序列代号。

5. 设定查找树的标准：PAUP*具有不同的最佳标准来分析数据的优点。这些标准由最大简约法、最大似然法和距离法等，相应的命令为：

set criterion = parsimony/likrlihood/distance

每个标准都有自己的长处和限制，其中的最大简约法和距离法是两种常用的方法。

6. 定义查找策略：PAUP*提供了两个基本类方法来查找最优树。它们是精确查找方法和启发式方法，前者保证找到最优树，但是却可能需要大量的计算时间来分析大批量的数据设置，后者不一定找到最优树，但是一般需要较少的计算时间，是比较实用的系统树的搜索方法，本研究根据计算机内存大小设定每轮搜索的最大尝试次数是1000次，相应命令为：hsearch addseq = random nreps ="1000；

该命令执行以后，程序将占用计算机的资源开始搜索，其间不要执行其他任何命令，以免造成内存冲突或程序自动关闭。

7. 显示和描述树：根据屏幕上的输出结果，有一个单树正在内存中，可以通过showtrees显示出来，但只显示分类次序的一个简图，其中可以显示分支长度等有关信息，相应命令为：

Showtree；

Describetrees 1/plot ="phylogram" brlens="yes

8. 保存结果：PAUP*能够用几种不同的格式来保存树，这些格式有PICT（只适用于Mac），Nexus，Freqpars，Phylip和Hennig86等，一般把树的格式保存为Nexus格式，操作命令为

savetrees file="文件名.tre root="yes" brlens="yes" savebootp="brlens" from="1"

to="搜索得到的树的最大数目；

最大简约树的构建方法：

作者构建的是葡柄霉属分子进化树，使用的是最大简约法。这颗树分别通过TBR（tree bisection-reconnection）交换算法的启发式搜索（heuristic search）得到，multitrees 参数选用（默认），同时进行1000次Bootstrap自举法检验。相等简约树的非强制性拓扑结构树形用PAUP*软件中的Kishino-Hasegawa似然性检测来进行比较，最佳拓扑结构（最小-nl）被选用，批处理命令如下：

Begin paup；

Execute stem.nex; (打开比对文件stem.nex)

Outgroup Alternaria_tenuissima Alternaria_alternata Alternaria_longipes

Lewia_infectoria Ulocladium_atrum Ulocladium_botrytis Ulocladium_alternariae Bipolaris_sorghicola Pyrenophora japonica Cochliobolus sativus Setosphaeria minor;（设立外群）

Cstatus；

Set criterion="parsimony；

Hsearch addseq="random" nreps="1000;

Describetrees 1/plot="phylogram" brlens="yes;

Savetrees file="stem.tre.root=yes" brlens="yes" savebootp="brlens" from="1"

to="1623;（保存所有树）

Pscores all/khtest="yes" single="all" scorefile="pscorefile" ci="yes" ri="yes"

re="yes" hi="yes；（Kishino-Hasegawa似然性检测，选最小-InL）

Savetrees file="stem_best.tre" root="yes" brlens="yes" savebootp="brlens"

from="1" to="1；（保存最小-InL树）

Bootstrap nreps="1000" brlens="yes" treefile="boot_stem.tre

Search=heuristic/addseq=random；（对最短树进行自举法验证，并保存树）

距离树的构建方法：

也可以是使用PAUP*软件中的邻近结合法（neighbor-joining，即NJ）构建距离树。我们的基因序列通过HKY85、JC、K2P和F84等不同碱基替代模型的启发式搜索（heuristic search）得到，multitrees参数选用默认设置，同时进行1000次bootstrap自举法检验。相等简约树的非强制性拓扑树形用PAUP*软件中的Kishino-Hasegawa似然性检测来进行比较，最佳拓扑结构（最小-nl）被选用，批处理命令如下：

Begin paup；

Execute ulo.nex;(打开比对文件ulo.nex)

Outgroup Exserohilum_pedicellatum Pleospora_herbarum Pleospora_tarda Stemphylium_callistephi Stemphylium_vesicarium;(设立外群)

Cstatus;

Set criterion="distance;

Dset distance="hky85;(设立为hky85矩阵模型，该模型是Hasegava，Kishno和Yano在1985年提出的：不等碱基频率，不等转换/颠换率)

Showdist；（显示距离矩阵）

Nj brlens="yes" treefile="ulo.tre；（NJ法查找所有树）

Savetrees file="ulo.tre" root="yes" brlens="yes" savebootp="brlens" from="1"

to="4；（保存所有树）

Dset objective="lsfit" power="2；（设立LSFIT标准）

Hsearch；（建立最小平方树）

Describetrees 1/plot="phylogram" brlens="yes；

Dscore all/objective="lsfit" power="0" scorefile="dscoresfile；（最小平方树检测）Savetrees file="ulo_best.tre" root="yes" brlens="yes" savebootp="brlens" from="1" to="1;（保存最小平方树）

Boorstrap nreps="1000" brlens="yes" treefile="boot_ulo.tre" search="nj；（对最小平方树进行自举检验法验证，并保存树）

树的显示和结果分析：

PAUP*得到的分子系统树用Roderic D.M.编写的TreeView X软件显示，并将Bootstrap产生的自举系数加入到树中，并将树形保存为图像文件（*.emf），该文件可以被Microsoft Word直接调用。TreeViewX软件可以对树进行一系列的处理，包括不同模式（聚类或者分类）显示树形，定义和取消树根，更改支序位置，更改树形，放大局部图像，将树保存为文本文件等。

下面还有一个更简要的说明：关于三种建树方法：

PAUP软件使用简要说明

1.数据输入格式

将需要分析的一组DNA数据经Clustal软件比对分析后，将其比对结果的*.aln文件用Mega软件打开并转换为Mega格式（File-〉Convert To Mega Format），转换结果会以*.meg文件存在与*.aln同一目录下，再用DNAsp软件将*.meg文件转换为PAUP格式（File-〉

Save/Export Date As，以NEXUS File Format保存）即可。

2.MP法分析

先启动PAUP软件，选择相应数据文件，然后在命令行内依次键入

outgroup_外群名回车

Bootstrap_nreps=1000_keepall 回车

Describetree 回车

Savetrees_from=1 to="1000" 回车

3.NJ法分析

先启动PAUP软件，选择相应数据文件，然后在命令行内依次键入

outgroup_外群名回车

Set_criterion=distance 回车

Bootstrap_search=nj_nreps=1000_keepall 回车

contree 回车

Savetrees_from=1_to=1000 回车

4.ML法分析

先启动PAUP软件，选择相应数据文件，然后在命令行内依次键入

outgroup_外群名回车

Set_criterion=likelihood 回车

Bootstrap_nreps=100_keepall 回车

contree 回车

Savetrees_from=1_to=100 回车

注：外群名指的是分析数据中外群的代号；

下划线“_”表示键入一个空格；

结果以*.tre格式存在分析数据的同一文件夹内，用Treeview软件打开。

现在知道系统进化的越来越多了，随便弄几条序列，建一棵树，凑活几句就发表了，还很得意。其实这就是一篇垃圾！现在能建树的软件很多，只要有序列，傻子都可以建树，但是你知道你建的树是否可靠？使用的方法是否正确？我看不见得吧！

建树最首先的一个条件是，检测你的序列是否存在重排，是否替换已经饱和，如果是的话，说明你获得的这些基因的可靠度很有问题，用这些基因得到的进化树肯定是不可靠的。

那么确定基因可以用之后呢，最重要的就是使用ModelTest检测这些序列最适合的是那个Model。现行的ModelTest是2005的版本，ModelTest3.7。但是这个版本，是DOS环境下运行的，对于电脑水平一般的，使用起来不是很方便。有人做了一个MrMTgui软件，可以把ModelTest转化成界面操作。另外，ModelTest的运行，还需要PAUP来计算这组序列在所用Model下的似然值，然后ModelTest才能根据这些似然值来判断，那个Model是最合适的。

1、把序列使用ClustalX 1.83进行比对，然后保存成PAUP识别的格式Nexus，然后导入至PAUP。

2、导入序列之后，在Modeltest的文件夹中，有一个paupblock的文件夹，里面有一个

文件叫

“modelblockPAUPb10”，然后在paup软件中，file，open，就可以执行这个命令了。就是paup用ML

计算不同model下的似然值。如果序列比较多，且长的话，需要计算一阵呢！

3、运行完这步之后，在paupblock文件夹中，会生成一个名为“model.scores”的文件。

4、安装MrMTgui，完成之后，打开界面，在下面会有MT path和PAUP path两个按钮，然后打开，找到

Modeltest和paup所在的文件夹，双击他们的安装程序，就可以连接上两个软件了。

5、然后点击左边的按钮“select file”，找到“model.scores”，之后，点击按钮

“Modeltest！！”，然后就会出现运行结果了。

6、会出现两个运行结果，一个是hLRT得出的结果，另一个是AIC给出的结果。

Likelihood settings

from best-fit model (TVM+G) selected by AIC in Modeltest 3.7 on Tue May 26 09:57:45

2009]

BEGIN PAUP;

Lset Base="(0.4370" 0.1035 0.1546) Nst="6 " Rmat="(0.2914" 3.9607 2.9280 0.8550 3.9607)

Rates=gamma Shape="1.5528 " Pinvar="0;

Begin paup后面的一段命令是在paup中运行，来执行这个模型的命令，一般人，我不告诉他们的。

总之，大功告成！凡事建进化树之前啊，不用Modeltest检测，建的树都是垃圾！你自己想想吧！

哈哈！