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云之南

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专业背景:计算机科学 研究方向与兴趣: JavaEE-Web软件开发, 生物信息学, 数据挖掘与机器学习, 智能信息系统 目前工作: 基因组, 转录组, NGS高通量数据分析, 生物数据挖掘, 植物系统发育和比较进化基因组学

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最大简约法 Maximum parsimony  

2011-01-16 21:21:18|  分类: 进化与系统学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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最大简约法(Maximum parsimony)是一种常使用于系统发生学分析的方法,根据离散型性状包括形态学性状和分子序列(DNA,蛋白质等)的变异程度,构建生物的系统发育树,并分析生物物种之间的演化关系。在最大简约法的概念下,生物演化应该遵循简约性原则,所需变异次数最少(演化步数最少)的演化树可能为最符合自然情况的系统树。在具体的操作中,分为非加权最大简约分析(或称为同等加权)和加权最大简约分析,后者是根据性状本身的演化规律(比如DNA不同位点进化速率不同)而对其进行不同的加权处理。
  在最大简约分析中,只有在两个以上分类单元中存在差异的性状或位点才能为构建系统发育树提供有效的信息,对于DNA序列来说,这样的位点称为简约性信息位点(parsimony-informative site)。对于简约性信息位点,至少要在两个以上分类单元中存在差异,并且至少要有两个以上不同的状态。因此,数据集中在所有分类单元中状态恒定的位点和只出现一次的变异的位点都是非简约性信息位点。
  对一组数据的分析可能得到多棵同等简约树,即这些系统树具有同样的演化步数,在后续的分析中应构建这些同等简约树的合意树,并侧重分析保持率较高的分支。另外,加权简约性分析在某种程度上可以提高最大简约法的效力,并可能更真实的反应生物的自然演化过程。由于趋同演化现象的存在,最大简约法有时会使得原本具有不同进化过程的生物被归为一支,因此,一般而言,最大简约法大多使用于相近物种之间演化关系的分析。
  最大简约法是进化生物学研究中重要的分析方法,其原则对于处理复杂的生物演化过程有重要意义,但在具体应用时,只有充分理解所要分析的数据集特性和最大简约法的原理和操作,才能保证分析的科学性和客观性。
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