Inferring duplications, losses, transfers and incomplete lineage sorting with nonbinary species trees.
Inferring duplications, losses, transfers and incomplete lineage sorting with nonbinary species trees.
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DOI：
10.1093/bioinformatics/bts386
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发表时间：
2012-09-15
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Durand D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Stolzer M;Lai H;Xu M;Sathaye D;Vernot B;Durand D
动机：基因复制（D）、转移（T）、丢失（L）和不完全谱系分类（I）对基因家族的进化和新功能的出现至关重要。这些事件的历史可以通过基因树和物种树的比较来推断，这一过程称为和解，但目前的和解算法仅对这些进化过程的一个子集进行建模。结果：我们提出了一个算法，以协调一个二叉基因树与非二叉物种树下的DTLI简约准则。这是第一个和解算法，以捕捉所有四个进化过程驱动树不一致和第一个调和非二进制物种树的转移模型。我们的算法推断出所有的最优解和报告完整的，时间上可行的事件历史，给每个事件发生的基因和物种谱系。它是固定参数易处理的，当最大物种出度固定时具有多时间复杂度。我们的算法的原核和真核生物数据的应用表明，使用一个不完整的事件模型推断的事件和由此产生的生物学结论有实质性的影响。可用性：我们的算法已经在Notung中实现，Notung是一个免费的系统发育协调软件包，可在http://www.cs.cmu.edu/~durand/Notung上获得。联系方式：mstolzer@andrew.cmu.edu
Motivation: Gene duplication (D), transfer (T), loss (L) and incomplete lineage sorting (I) are crucial to the evolution of gene families and the emergence of novel functions. The history of these events can be inferred via comparison of gene and species trees, a process called reconciliation, yet current reconciliation algorithms model only a subset of these evolutionary processes. Results: We present an algorithm to reconcile a binary gene tree with a nonbinary species tree under a DTLI parsimony criterion. This is the first reconciliation algorithm to capture all four evolutionary processes driving tree incongruence and the first to reconcile non-binary species trees with a transfer model. Our algorithm infers all optimal solutions and reports complete, temporally feasible event histories, giving the gene and species lineages in which each event occurred. It is fixed-parameter tractable, with polytime complexity when the maximum species outdegree is fixed. Application of our algorithms to prokaryotic and eukaryotic data show that use of an incomplete event model has substantial impact on the events inferred and resulting biological conclusions. Availability: Our algorithms have been implemented in Notung, a freely available phylogenetic reconciliation software package, available at http://www.cs.cmu.edu/~durand/Notung. Contact: mstolzer@andrew.cmu.edu
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作者：
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