一、什么是進化樹二、進化樹的構(gòu)成1. 根 (Root)2. 結(jié)點 (Node)3. 進化支 (Branch)4. 外群5. 進化分支長度6. 距離標(biāo)尺7. Bootstrap value三、進化樹評估1. Bootstrap檢驗2. 重復(fù)取樣值3. Bootstrap value 閾值4. Bootstrap value 與分支四、幾種進化樹圖1.經(jīng)典樹圖（Traditional）Rectangle Tree2.圈圖（Circle Tree）3.輻射樹（Radiation Tree）
系統(tǒng)發(fā)育進化樹 (Phylogenetic tree)： 一般也叫系統(tǒng)進化樹，進化樹。它可以利用樹狀分支圖形來表示各物種或基因間的親緣關(guān)系。
建進化樹的過程，用術(shù)語講：
分支系統(tǒng)發(fā)育分析 (Molecular phylogenetic analysis)： 是用來研究物種或序列進化和系統(tǒng)分類的一種方法。一般研究對象是堿基序列或氨基酸序列，通過數(shù)理統(tǒng)計算法來計算生物間進化關(guān)系。最后，根據(jù)計算結(jié)果，可視化為系統(tǒng)進化樹。
我們模擬一個項目，使用人和鼠的各兩個基因做進化樹，結(jié)果如下：
可以看到上面有一堆標(biāo)注，下面來看看它們代表什么意義：
所有分支的共同祖先叫做根
根據(jù)有無根可分為：
有根樹：上面的圖就是有根樹，可以從樹中找到共同的祖先。
無根樹：顧名思義，沒有根，也就找不到共同的祖先。比如后邊會提到的 Straight Tree
每個結(jié)點代表一個分類單元，物種上可以是屬，種群等，基因上可以是基因家族，同源物等。
這里需要注意，有的人會把 node 翻譯為節(jié)點，但是節(jié)點與結(jié)點有著不一樣的含義：
節(jié)點：通常被認(rèn)為是一個實體，比如互聯(lián)網(wǎng)上的每臺計算機，蛋白互作網(wǎng)絡(luò)的每個蛋白質(zhì)。
結(jié)點：只是一個交叉點，指交匯點，并不代表一個實體或事物
但是，也有另外一種解釋：
這種解釋將 node 分為 外部節(jié)點與內(nèi)部節(jié)點：
外部節(jié)點又叫葉節(jié)點，也就是最外層的人基因1，人基因2等，代表參與分析的序列樣本
內(nèi)部節(jié)點，也就是我們使用藍色標(biāo)注的位置，代表假定祖先。
也叫分支，指兩種及以上的生物或序列組成的進化關(guān)系。
可以利用這個來看同源。比如，上圖中人基因1與人基因2可能是旁系同源基因，而人基因1與鼠基因1可能是直系同源基因。
與分析序列相關(guān)的生物序列，但是具有較遠的親緣關(guān)系。
也叫遺傳變異度，進化距離。一般會標(biāo)注在分支線上，代表進化支變化的程度，越短代表差異越小，進化距離越近。比如人基因1與人基因2的遺傳變異度為 0.21 0.22=0.43。 遺傳變異度實際代表基因組序列中每個位點堿基的替換頻率，計算方法也很簡單：變異度=變異堿基數(shù)/總堿基數(shù)(%)。我們常見的形式，通常以0-1的小數(shù)來表示，代表100個堿基位點的變異度大小。
我們可以從水平方向上的分支及長度，看到進化譜系隨著時間的變化，進化分支長度越長代表著該分支對應(yīng)的物種或基因的變化越大。比如，對應(yīng)上圖，我們可以描述為人基因1相對其他基因在進化時間上更早，而且在進化時間上鼠基因2最晚。
有意思的是，根據(jù)基因序列相似度與進化時間假說對這種進化距離進行轉(zhuǎn)換，就可以得到分子鐘。比如，用它分析病毒進化樹，甚至可以推斷出初代病毒產(chǎn)生的時間點。
生物或序列間差異數(shù)值的單位長度，相當(dāng)于進化樹的比例尺。
一般會標(biāo)注在結(jié)點，用來評估該分支的可信度。
Bootstrap value 對于我們后續(xù)分析比較重要，尤其在進化樹評估中。
對于進化樹評估一般會使用 Bootstrap 進行檢驗。
Bootstrap檢驗，自舉法檢驗，也叫自展，自助法。其實就是放回式抽樣統(tǒng)計法的一種，通過對數(shù)據(jù)集多次重復(fù)取樣，構(gòu)建多個進化樹，用來檢查給定樹的分枝可信度。
那么重復(fù)取樣的次數(shù)會在建樹時設(shè)置，現(xiàn)在一般文章要求Bootstrap 取樣值 >1000。
雖然根據(jù)嚴(yán)格的統(tǒng)計學(xué)概念，自展值需要要大于95%才較為可信。
然而在實際應(yīng)用中，我們一般認(rèn)為結(jié)點的 Bootstrap value > 70，這個分支就是可靠的。特別是微生物等相似度比較大的分類中，一般大于50%就認(rèn)為可信（小于50%不會顯示）。
如果低 Bootstrap value 更靠近分支末端，代表相似度太高而很難區(qū)分
如果低 Bootstrap value 更靠近根，代表相似度太低
優(yōu)點很明顯，就是可以清晰的展示出樣本間進化距離和進化分支。缺點就是展示出來效果不炫。
有時候也可以這樣顯示，相對來說，更酷一點：
Straight Tree
再酷一點：
Curved Tree
本質(zhì)上是將樹圖極坐標(biāo)化。這種圖，可以說是進化樹最炫的一種展示，而且在分析樣本數(shù)量大的時候，效果更佳。但是，致命缺點是可讀性不好，比如很難橫向?qū)Ρ冗M化距離。因此，適用于展示差異較大的物種或基因樣本。
這種圖用于根不確定的進化樹構(gòu)建。它可以將相似度高的樣本序列聚集在一起。因此，更適合做親緣關(guān)系近的物種或差異小的基因樣本。
