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.nw或cat tree.nw | nw_display -或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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