Inst. Cavanilles de biodiversidad y biología evolutiva

Genética EvolutivaIÑAKI COMAS, ANDRÉS MOYA,

FERNANDO GONZÁLEZ-CANDELAS

Filogenia de especies

Métodos filogenómicos

Filogenética vs. Filogenómica

Bfl proteoma

583 prot.

árbol guía

BLAST<21 homólogos21 homólogos

árbol génicoconcatenados árbol génico

ÁRBOL SPP. CONSENSO FILOMA SUPERÁRBOL

Rprα-proteob.Rickettsia prowazekii

Rsoβ-proteob.Ralstonia solanacearum

NmeMβ-proteob.Neisseria meningitidis MC58

NmeZβ-proteob.Neisseria meningitidis Z2491

Styγ-proteob.Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhi

StyLγ-proteob.Salmonella typhimurium LT2

Vchγ-proteob.Vibrio cholerae

Wbrγ-proteob.Wigglesworthia glossinidia brevipalpis

Xcaγ-proteob.Xanthomonas axonopodis pv. citri str. 306

Xciγ-proteob.Xanthomonas campestris pv. campestris str. ATCC 33913

Xfaγ-proteob.Xylella fastidiosa

Ypeγ-proteob.Yersinia pestis KIM

Pmuγ-proteob.Pasteurella multocida

Paeγ-proteob.Pseudomonas aeruginosa

γ-proteob.

γ-proteob.

γ-proteob.

γ-proteob.

γ-proteob.

γ-proteob.

γ-proteob.

HinHaemophilus influenzae Rd

EcoOEscherichia coli O157:H7 EDL933

EcoK12Escherichia coli K12

BapAPSBuchnera sp. APS

BapSgBuchnera aphidicola str. Sg (Schizaphisgraminum)

BapbpiBuchnera aphidicola (Baizongia pistaciae)

BflBlochmannia floridanusGENOMASANOTADAS: 579

DESCONOCIDAS: 4

ÁRBOL DE ESPECIES GUÍA

0.1

RprXfa

XcaXci

PaeVch

HinPmuYpeStyStyL

EcoK12EcoO

WbrBfl

BapbpiBapSg

BapAPSNmeM

Rso

100/1.0

96/1.0

96/1.0

98/1.098/1.0

79/1.0

66/1.0

98/1.0

100/1.0

100/1.0

100/1.0

94/1.0

100/1.0

98/1.0

100/1.0

100/1.0

99/1.0

Xanthomonadales

Pseudomonadales

Vibrionales

Pasteurellales

Enterobacteriales

Rickettsiales

Burkholderiales

Neisseriales

α−PROTEOBAC

100/1.0

γ−PROTEOBAC

β−PROTEOBAC

NmeZ

Concatenado de 60 genes relacionados con la traducción: 8067 aa.

JTT + F + 8G. +INV.

Nm

eM

Nm

eZ

Rso

BapSg

BapAPS

Bapbpi

Wbr

Bfl

Ype

EcoK12EcoO

Sty

StyL

Hin

Pmu

Vch

Pae

Xfa

Xca

Xci

Rpr

Rso

BapbpiW

brYpePm

uVc

h

Pae

Xfa

Rpr

Bfl579 prot.

1º BLAST

mejor hit de cada

representante

2º BLAST

resto de spp. de cada grupo

Nm

eM

Nm

eZ

Rso

BapSg

BapAPS

Bapbpi

Wbr

Bfl

Ype

EcoK12EcoO

Sty

StyL

Hin

Pmu

Vch

Pae

Xfa

Xca

Xci

Rpr

set1

set2set3

set4

set5

set6

set7

set8

set9

Bfl579 prot.

1º BLAST

mejor hit de cada

set2º BLAST

resto de spp. de cada set

Obtención secuencias Alineamiento de las secuencias sin selección previa

Obtención filogenia

2º

3º

1º

ANÁLISIS DEL INFORME DE BLAST

ANÁLISIS DE ANOTACIÓN

ANÁLISIS DE ALINEAMIENTO

ANÁLISIS DE FILOGENIA

ANÁLISIS DE CLUSTERS EN

MICROBIAL GENOME DATABASE

4º Post-análisis:

PROTEOMA Blochmannia floridanus

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

379

GENES

200

GENES COMUNES

Gen2

sp1

sp2

sp3

sp4

Gen3

sp1

sp2

sp3

sp4

Concat

sp1

sp2

sp3

sp4

Gen1

sp1

sp2

sp3

sp4

Árbol Gen1

Árbol Gen2

Árbol Gen3

concatenadosconsensos

1 11 3 2

StyL

Sty

EcoO

EcoK12

Bf l

Wbr

BapAPS

BapSg

Ype

Vch

Pmu

Hin

NmeZ

NmeM

Rso

Pae

Xfa

Xci

Xca

0 .1

EcoK12

EcoO

StyL

Sty

Ype

Wbr

Bfl rpoC

Bapbpi

BapAPS

BapSg

Pmu

Hin

Vch

Pae

Xfa

Xci

Xca

Rso

NmeZ

NmeM

Rpr

0 .1

Árboles de genes obtenidos por ML

de PHYML (JTT+8G+F+Inv)

Número insuficiente de sitios informativos

Transferencia génica horizontal

Variabilidad de las tasas de evolución entre linajes

Otras “fuerzas” evolutivas

200 GENES

COMUNES

60

AZAR

CONCATENADO+

TREE-PUZZLE

X

100

RprXfaXca

100

100

PaeVchPmuHin

100

YpeEcoK12EcoO

100

StyLSty100

100

100

BapbpiBapAPS

BapSg100

100

Bfl

Wbr95

100

100

83

100

81

Monofilia

endosimbiontes

Xci

98

RsoNmeMNmeZ100

100

Problemas

Xanthomonadales

Árboles de concatenados

obtenidos por ML de TREEPUZZLE

(JTT+8G+F+INV)

Bfl

579 prot.200 árboles

génicos

21 SPP.

379 árboles

génicos

4-20 SPP.

CONSENSO

TRADICIONALSUPERÁRBOL

Método de consenso que combina la información de múltiples árboles para

construir un único árbol

F B G D

DBACF G E

T1T3

T2

T1 + T2 + T3 = SUPERÁRBOL

F C B D E

F C A B D

Rpr

Vch

Bapbpi

BapSg

BapAPS

Wbr

BflYpe

EcoO

EcoK12

StyL

StyPmu

Hin

Pae

Xfa

Xca

Xci

Rso

NmeZ

NmeM

48

61,5

8857,5

4233

6390,5

90,589

21,5

96,5

34,590

9324,5

67,597,5

CONSENSO

BapAPS

BapSg

Bapbpi

Bfl

WbrYpeEcoK12

EcoO

StyL

Sty

PmuHin

VchPae

Xca

Xci

Xfa

Rso

NmeZ

NmeM

Rpr

100

100100

100

100

100100

100

100

100

99

100

100100

86100

100

100

SUPERÁRBOL

PROGRAMA CLANN (algoritmo MRP)

PROGRAMA CONSENSE (PHYLIP)

CONCATENADO 200 GENES: 52029 AA.

SUPERÁRBOL: 579 ÁRBOLES GÉNICOS

EcoK12EcoOStyStyLYpeBflWbr

BapbpiBapAPSBapSgHinPmuVchPaeXfaXcaXciRso

NmeMNmeZ

RprMRPEcoK12

EcoOSty

StyLYpeBfl

WbrBapbpi

BapAPS

BapSgHinPmuVchPaeXfaXca

XciRsoNmeM

NmeZ

Rpr

100/100/87

100/58/81

100/100/100100/100/99

100/100/100

100/100/100

100/100/100100/100/100

100/100/100

100/100/100

100/78/88100/100/98

100/100/94

100/100/88

100/100/69

100/100/95

100/100/90

100/100/80

PHYML/PAUP/TP

100

100

100100

100100

100100

100100

10097

100

100100

100100

!¡

APLICACIÓNVENTAJAPROBLEMAMÉTODO

COMBINACIÓN DE ÁRBOLES DE MÚLTIPLES FUENTES

GENERACIÓN DE GRANDES ÁRBOLES FILOGENÉTICOS

NO NECESITA DE GENES PRESENTES EN TODAS LAS ESPECIES

RELACIÓN INDIRECTA CON LAS SECUENCIAS

SUPERÁRBOLES

INFERENCIA DEL ÁRBOL DE ESPECIES

ALTA EFICACIA

ALTO SOPORTE

GENES PRESENTES EN TODAS LAS ESPECIES

MODELO DE EVOLUCIÓN ÚNICO

CONCATENACIÓN

ANÁLISIS DEL PARECIDO DE LOS ÁRBOLES

RESUMEN FRECUENCIA DE GRUPOS

DETECCIÓN DE ZONAS CONFLICTIVAS

GENES PRESENTES EN TODAS LAS ESPECIES

RELACIÓN INDIRECTA CON LAS SECUENCIAS

CONSENSOÁRBOLESGÉNICOS

EVALUACIONES INICIALESRAPIDEZ

BAJA EFICACIA43 / 579 =7.4 %

ÁRBOLESGÉNICOS