×

分支长度有助于在系统发育网络中定位树吗? (英语) Zbl 1352.92103号

摘要:进化生物学中越来越多地使用系统发生网络来表示物种经历过网状事件的历史,例如水平基因转移、杂交物种形成和重组。在这种情况下出现的最基本的问题之一是,所有物种中具有一个拷贝的基因的进化是否可以用一个给定的网络来解释。用数学术语来说,这通常被解释为以下方式:给定的系统发育树是否包含在给定的系统发生网络中?最近这个树木围堵这个问题已经从计算的角度进行了广泛的研究,但大多数研究只关注系统发育的拓扑结构,忽略了进化分析通常推断出的一条信息:分支长度。这些测量了沿着系统发育的每个分支发生的变化量(例如核苷酸替换)。在这里,我们研究了树的一些版本明确说明分支长度的包含问题。我们表明,尽管长度信息有可能更精确地定位网络中的树,但该问题在最一般的形式下计算起来很困难。值得注意的是,对于一些生物相关性的特殊情况,我们提供了有效解决该问题的算法。这包括复杂度有限的网络,对于这种情况,可以在网络所包含的树中恢复,这些树的拓扑与输入树相同,是分支长度最接近的树。

MSC公司:

92D15型 与进化有关的问题
05C90年 图论的应用

软件:

Phylo网络
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Abbott R、Albach D、Ansell S、Arntzen J、Baird S、Bierne N、Boughman J、Brelsford A、Buerkle C、Buggs R等人(2013)《杂交和物种形成》。进化生物学杂志26(2):229-246·文件编号:10.1111/j.1420-9101.2012.02599.x
[2] Bapteste E、van Iersel L、Janke A、Kelchner S、Kelk S、McInerney JO、Morrison DA、Nakhleh L、Steel M、Stougie L等人(2013)《网络:扩展进化思维》。趋势Genet 29(8):439-441·doi:10.1016/j.tig.2013.05.007
[3] Baroni M、Semple C、Steel M(2006)《实时混血儿》。系统生物学55(1):46-56·网址:10.1080/10635150500431197
[4] Bordewich M,Tokac N(2016)一种从轴间距离重建超度量树儿童网络的算法。离散应用数学。doi:10.1016/j.dam.2016.05.011·Zbl 1344.05134号
[5] Boto L(2010)《进化中的水平基因转移:事实与挑战》。Proc R Soc B生物科学277(1683):819-827·doi:10.1098/rspb.2009.1679
[6] Cardona G,Llabrés M,RossellóF,Valiente G(2008)一类树兄弟系统发育网络的距离度量。生物信息学24(13):1481-1488·doi:10.1093/bioinformatics/btn231
[7] Chan HL,Jansson J,Lam TW,Yiu SM(2006)《从距离矩阵重建超分辨损伤的系统发育网络》。生物信息计算生物学杂志4(04):807-832·Zbl 1156.92324号 ·doi:10.1142/S0219720006002211
[8] Choy C,Jansson J,Sadakane K,Sung WK(2005)计算系统发育网络的最大一致性。Theor Comput Sci计算机科学335(1):93-107·Zbl 1091.68057号 ·doi:10.1016/j.tcs.cs.0412.012
[9] Cordue P、Linz S、Semple C(2014),两次显示树的系统发育网络。《公牛数学生物学》76(10):2664-2679·兹比尔1330.92085 ·文件编号:10.1007/s11538-014-0032-x
[10] Cormen TH,Leiserson CE,Rivest RL,Stein C(2001)算法简介。麻省理工学院出版社,剑桥·Zbl 1047.68161号
[11] 杜立德WF(1999)系统发育分类和通用树。科学284:2124-2128·doi:10.1126/science.284.5423.2124
[12] Downey RG,Fellows MR(2013),参数化复杂性基础,第4卷。柏林施普林格·Zbl 1358.68006号 ·doi:10.1007/978-1-4471-5559-1
[13] Doyon JP、Scornavaca C、Gorbunov KY、Szöllösi GJ、Ranwez V、Berry V(2011)基因/物种树与损失、重复和转移的简约协调的有效算法。摘自:第八届RECOMB比较基因组学卫星研讨会论文集(RECOMB-CG’10),LNCS,第6398卷,第93-108页。施普林格
[14] Gambette P,Berry V,Paul C(2009),k级系统发育网络的结构。包含:CPM09,LNCS,第5577卷,第289-300页。施普林格·Zbl 1247.92018年9月
[15] Garey MR,Johnson DS(1975)资源约束下多处理器调度的复杂性结果。SIAM J计算4(4):397-411·Zbl 0365.90076号 ·数字对象标识代码:10.1137/0204035
[16] Garey MR、Johnson DS(1979)《计算机与棘手》。W.H.Freeman and Co.《NP-完全性理论指南,数学科学丛书》·Zbl 0411.68039号
[17] Gramm J、Nickelsen A、Tantau T(2008)《系统发育学中的固定参数算法》。计算J 51(1):79-101·doi:10.1093/comjnl/bxm049
[18] Gusfield D(2014)重组学:祖先重组图和显式系统发育网络的算法。麻省理工学院出版社,剑桥·Zbl 1316.92001号
[19] Hotopp JCD(2011)细菌和动物之间的水平基因转移。趋势Genet 27(4):157-163·doi:10.1016/j.tig.2011.01.005
[20] Huber KT,van Iersel L,Moulton V,Wu T(2015)推断网状进化史需要多少信息?系统生物学64(1):102-111·doi:10.1093/sysbio/yu076
[21] Huson DH、Rupp R、Scornavaca C(2010)《系统发育网络:概念、算法和应用》。剑桥大学出版社·doi:10.1017/CBO9780511974076
[22] Huson DH,Scornavaca C(2011)《系统发育网络组合方法调查》。基因组生物进化3:23-35·doi:10.1093/gbe/evq077
[23] Jansson J,Sung WK(2006)从一组密集的有根三胞胎推断出一级系统发育网络。计算机科学理论363(1):60-68·Zbl 1110.68032号 ·doi:10.1016/j.tcs.2006.06.022
[24] Kanj IA,Nakhleh L,Than C,Xia G(2008)看到网络中的树木和树枝很难。计算机科学理论401(1):153-164·Zbl 1147.68059号 ·doi:10.1016/j.tcs.2008.04.019
[25] Kubatko LS(2009)通过模型选择识别合并中的杂交事件。系统生物学58(5):478-488·doi:10.1093/sysbio/syp055
[26] Mallet J(2007)《杂交物种形成》。性质446(7133):279-283·doi:10.1038/nature05706
[27] Meng C,Kubatko LS(2009)使用基因树不一致性检测不完全谱系排序中的杂交物种形成:一个模型。Theor Popul生物75(1):35-45·Zbl 1210.92023号 ·doi:10.1016/j.tpb.2008.10.004
[28] Morrison DA(2011)《系统发育网络导论》。RJR制作
[29] Nolte AW,Tautz D(2010)了解杂交物种形成的开始。趋势Genet 26(2):54-58·doi:10.1016/j.tig.2009.12.001
[30] Pardi F,Scornavaca C(2015)《重构系统发育网络:不区分无法区分的物种》。公共科学图书馆计算生物学11(4):e1004135·doi:10.1371/journal.pcbi.1004135
[31] Posada D,Crandall KA,Holmes EC(2002),进化基因组学中的重组。《基因年鉴》36(1):75-97·doi:10.1146/annurev.genet.36.040202.111115
[32] Rambaut A、Posada D、Crandall K、Holmes E(2004)《艾滋病毒进化的原因和后果》。Nat Rev Genet 5(1):52-61·doi:10.1038/nrg1246
[33] van Iersel L(2009)算法、单倍型和系统发育网络。埃因霍温理工大学博士论文
[34] van Iersel L,Moulton V(2014)Trinets编码树-子和二级系统发育网络。数学生物学杂志68(7):1707-1729·Zbl 1339.92008号
[35] van Iersel L,Semple C,Steel M(2010)《在系统发育网络中定位树》。Inf Process Lett 110(23):1037-1043·Zbl 1379.68184号
[36] Vuilleumier S,Bonhoeffer S(2015)重组对HIV进化史的贡献。当前艾滋病毒感染者10(2):84-89·doi:10.1097/COH.00000000000137
[37] Warnow TJ(1994)《树木相容性和进化历史推断》。J算法16(3):388-407·Zbl 0804.68103号 ·doi:10.1006/jagm.1994.1018
[38] Yu Y,Degnan JH,Nakhleh L(2012)基因树拓扑在系统发育网络中的概率及其在杂交检测中的应用。公共科学图书馆基因8(4):e1002660·doi:10.1371/journal.pgen.1002660
[39] Yu Y,Dong J,Liu KJ,Nakhleh L(2014)网状进化历史的最大似然推断。PNAS 111(46):16448-16453·doi:10.1073/pnas.1407950111
[40] Zhaxybayeva O,Doolittle WF(2011)《横向基因转移》。当前生物21(7):R242-R246·doi:10.1016/j.cub.2011.01.045
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。