多序列比对，进化树分析，保守性，密码子偏好性分(1)

• 前言：假如类鼻疽杆菌中发现有一个感兴趣的gene，想查看此gene在各类鼻疽菌株甚至原核生物和真核生物中是否也表达此gene。若表达，各菌株之间序列差异大不大，进而看其保守型，密码子的使用是否有所偏好。

以BopA蛋白为例

第一部分：下载所需物种的BopA蛋白序列（多物种）

1下载query BopA蛋白序列

1.1 第一种方式

打开https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein，输入BopA，search

image1.png

然后直接复制，或Run BLAST,或send to

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1.2 下载BopA蛋白序列:第二种方式

• 1 打开https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/
• 2 输入BopA，search，结果中选中第一个k96243标准株

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• 3 点击下图中的GeneBank

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• 4 点击YP_111530.1或直接复制序列

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• 5 点击进入,Run BLAST。或复制序列。

image7.png

2 BLAST（nr protein sequeces database）

2.1 条件设置如下

image8.png

2.2 结果如下

image9.png

一般情况下，按下面这个步骤1234导出即可。

image10.png

但是现在这个情况，按上面这样是不可能的，因为完全看不出物种信息，做进化树没什么意义。

所以需要稍微麻烦一些，具体如下： 点击image9中的[Taxonomy reports]

image11.png

上图中的Accesion即为蛋白的登录号，左边中括号内为物种，可见非常多重复，继续往下看，可见

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• 可以看到物种及对应的accession ID，我们的目的是得到有物种名和蛋白序列的fasta文件。 对上图来说，只需要得到ACCESSION ID，再搜索一次protein database即可
• 需要注意的是，只需要得到每一个物种的第一个Accession ID
• 这些ID，应该可以用python爬取相应数据。但是假如你需要的物种少，可以直接复制这些ID。
• 假如需要几十甚至100多个物种，逐个复制粘贴会很麻烦，这里我采取excel来做，大概需要几分钟时间。 具体步骤为，excel导入数据-Organism Report部分-替换部分数据-分列-去重复。最终得到如图image14（部分）。

image13.png

image14.png

2.3 提取上述Accession ID的protein fasta序列

注意，NCBI一次提取不能超过100个accession ID，上述138，所以分两次提取

image15.png

或者

image16

最终得到下列文件

image17.png

下面可以进行进化树制作了，但是之前需要进行一下改变，那就是fasta文件说明部分只保留物种名即可，也就是说，只保留[ ]里面的内容。内容少的话可以手动编辑，我这里100多，所以用一个脚本进行。

$ awk -F '[][]' '{if ($0~/>/) {print ">"$2} else {print $0}}' BopAsequence.fasta > BopAoutput.fasta
$ less BopAoutput.fasta

结果如下，这样就可以进行多序列比对及进化树分析了

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第二部分 多序列比对

MEGAX软件下载地址,安装

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找到上面文件，打开

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默认参数，OK，多序列比对完成。下面site输入氨基酸位置可以选择查看自己想看的序列，保存文件。

第三部分进化树分析

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默认参数，关于gap和extention罚分方法，可以自行google。 物种太多，我选择环形展示。明显看出thailandensis，mallei，peudomallei在其中的分布，各自成一cluster。也就说BopA具有进化意义。

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