Ultrafast approximation for phylogenetic bootstrap.
Ultrafast approximation for phylogenetic bootstrap.
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DOI：
10.1093/molbev/mst024
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发表时间：
2013-05
影响因子：
10.7
通讯作者：
von Haeseler A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Minh BQ;Nguyen MA;von Haeseler A
非参数Bootstrap是系统发育分析中广泛使用的一种工具，用于评估系统发育树的分支支持度。然而，随着数据量的快速增长，这项任务仍然是一个计算瓶颈。最近，为了加快自举速度，引入了RAxML快速自举(RBS)和类Shimodaira-Hasegawa近似似然比检验等近似方法。在这里，我们建议了一种超快的Bootstrap近似方法(UFBoot)来计算基于最大似然(ML)的树中系统发育群的支持度。为了实现这一点，我们将重采样估计对数似然方法与一种简单但有效的候选树收集方案相结合。我们还提出了一种停止规则，该规则通过评估分支支持值的收敛来自动确定何时停止收集候选树。与RAxML RBS相比，UFBoot在真实DNA和氨基酸比对方面的平均速度分别提高了3.1(范围：0.66-33.3)到10.2(范围：1.32-41.4)。此外，我们的大量模拟表明，UFBoot对适度的模型违规具有健壮性，并且与保守的标准Bootstrap相比，所获得的支持值似乎是相对公正的。这为引导支持提供了更直接的解释。我们提供了一个高效且易于使用的软件(可在http://www.cibiv.at/software/iqtree)上获得)，以执行带有ML树推理的UFBoot分析。
Nonparametric bootstrap has been a widely used tool in phylogenetic analysis to assess the clade support of phylogenetic trees. However, with the rapidly growing amount of data, this task remains a computational bottleneck. Recently, approximation methods such as the RAxML rapid bootstrap (RBS) and the Shimodaira–Hasegawa-like approximate likelihood ratio test have been introduced to speed up the bootstrap. Here, we suggest an ultrafast bootstrap approximation approach (UFBoot) to compute the support of phylogenetic groups in maximum likelihood (ML) based trees. To achieve this, we combine the resampling estimated log-likelihood method with a simple but effective collection scheme of candidate trees. We also propose a stopping rule that assesses the convergence of branch support values to automatically determine when to stop collecting candidate trees. UFBoot achieves a median speed up of 3.1 (range: 0.66–33.3) to 10.2 (range: 1.32–41.4) compared with RAxML RBS for real DNA and amino acid alignments, respectively. Moreover, our extensive simulations show that UFBoot is robust against moderate model violations and the support values obtained appear to be relatively unbiased compared with the conservative standard bootstrap. This provides a more direct interpretation of the bootstrap support. We offer an efficient and easy-to-use software (available at http://www.cibiv.at/software/iqtree) to perform the UFBoot analysis with ML tree inference.
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