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进化树处理和可视化工具Newick Utilities

1. Newick Utilities简介

2010年,來自瑞士生物信息学研究所(Swiss Institute of Bioinformatics)的Thomas Junier 和Evgeny Zdobnov共同开发了一套Linux Shell环境下对newick格式树文件的处理和编辑工具,名为Newick Utilities。

这是一套用于处理系统发育树的unix shell工具,其功能包括重置根(re-root)、提取子树、修剪、合并枝以及可视化。

1.1. Newick Utilities工具主要特点:

  1. 无需交互模式
  2. 一次运行可以批量处理多个树文件
  3. 能够处理大数据集的树文件
  4. 既可以读取也可以输出

1.2. Newick Utilities所有工具的功能:

  1. nw_clade: 提取由节点标签指定的子树
  2. nw_condense:简化树
  3. nw_display:显示树,作图
  4. nw_duration:将节点分化时间转换为持续时间
  5. nw_distance:展示节点间的遗传距离
  6. nw_gen:随机树生成器
  7. nw_indent:以缩行式显示树
  8. nw_labels:打印节点标签
  9. nw_match: 鉴定两棵树相同的拓扑结构
  10. nw_order:排序树
  11. nw_prune:根据标签删除分支
  12. nw_reroot:重置根
  13. nw_rename:标签重命名
  14. nw_stats:统计和显示树的属性
  15. nw_support:计算给定复制树的树的bootstrap支持率
  16. nw_topology:展示树的拓扑结构,忽略枝的信息
  17. nw_trim:将树的边缘设置在指定深度
  18. nw_ed:流编辑器(类似于sed、awk)
  19. nw_luaed:流编辑器(类似nw_ed),用Lua
  20. nw_sched:流编辑器(类似nw_luaed),用Scheme

2. Newick Utilities工具的使用

2.1. Newick Utilities工具的安装

conda install bioconda::newick_utils

2.2. 输入文件

输入的树文件必须是Newick格式,可以是多棵树的树文件。
并且在所有程序的命令中,输入树文件必须是第一个参数。

支持多种输入形式

nw_display tree.nwcat tree.nw | nw_display -nw_display - < tree.nw

3. Newick Utilities工具的具体操作

3.1. nw_clade:提取子树

  • nw_clade tree.nw Ipsea >subtree.nw:根据节点标签Ipsea提取子树
  • nw_clade -m tree.nw Melastoma Faurea Styloceras:根据末端的叶标签鉴定是否形成单系

3.2. nw_prune:根据标签删除分支,也可用于提取子树

提取部分支的子树时,使用nw_clade只能把需要提取的节点标签直接作为参数来提取,nw_prune提供了把节点标签保存到文件中,使用文件作为参数提取的功能。

nw_prune是根据节点标签删除分支,加上-v参数则是根据节点标签保留分支,所以用nw_prune来根据文件提取指定分支的子树更为便捷。

需要提取的分支标签保存在文件subtree.txt中,每个节点标签一行,从tree.nw中提取subtree.txt指定的子节点组成的树,保存为subtree.nw。

nw_prune -v tree.nw -f subtree.txt >subtree.nw

3.3. nw_reroot:重定根

nw_reroot tree.nw Cymbidium Ipsea | nw_display -s -:重定根,把Cymbidium和Ipsea共同作为外类群,并画出这棵树。

4. reference

  1. https://github.com/tjunier/newick_utils
  2. https://gensoft.pasteur.fr/docs/newick-utils/1.6/nwutils_tutorial.pdf
  3. https://www.jianshu.com/p/919e0cd34a0d

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