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Title: Caracterización y evaluación de la concatenación de secuencias génicas implementadas en inferencia filogenética basada en distancias
Title in english: Characterization and Evaluation of the Concatenation of Genes Sequences Implemented in Phylogenetic Inference Based on Distances
Author: Juan David Henao
Date: 13-May-2015
Abstract: Estudios de filogenia molecular en especies del género \textit{Fusarium} han adquirido importancia en los últimos años debido a que han aportado nuevos conocimientos hasta el punto de arrojar evidencias de posibles nuevas especies. Uno de los métodos más ampliamente utilizados para el desarrollo de estos estudios es la implementación del algoritmo Neighbor-joining debido a que requiere bajos costos computacionales para su ejecución. Estudios realizados en el laboratorio de Fitopatología Molecular de la Universidad Militar Nueva Granada demostraron que al permutar una concatenación de secuencias para el desarrollo de árboles filogenéticos basados en este algoritmo su topología final cambiaba. Por tal motivo el propósito de este estudio fue determinar las causas asociadas a este fenómeno, puesto que la permutación de secuencias no debe ser un motivo para el origen de topologías múltiples. Para ello se escogieron 5 secuencias pertenecientes a los genes de Beta-tubulina, Calmodulina, Factor de Elongación, Histona 3 y la subunidad 18S ribosomal, dichas secuencias fueron extraídas de la base de datos del GenBank para 12 especies del género \textit{Fusarium}. A partir de los alineamientos se generaron tres tipos de secuencias: 1) secuencias con los indels completos, 2) secuencias con los indels eliminados y 3) secuencias editadas en el servidor GBlocks. Los árboles obtenidos y analizados sugieren que la causa principal de la obtención de diferentes topologías es debido al cambio de la información biológica dado en cada pseudoreplica del Bootstrap y un segundo motivo subyacente es la implementación del modelo evolutivo en cada repetición del método de soporte de ramas. Adicionalmente la presencia de indels puede generar árboles filogenéticos mejor soportados que aquellas secuencias donde dichas posiciones fueron eliminadas y ademas sugieren que el uso de secuencias editadas por medio del servidor GBlocks no son recomendables para la construcción de arboles filogenéticos usando el algoritmo Neighbor-joining.
Abstract: Studies about molecular phylogeny of the species of genus \textit{Fusarium} has obtained relevance in the past years due to the contributions of new knowledge even in the hypothesis about new species of this genus. Neighbor-joining is one of the most useful algorithms due to the few computational power required to construct a phylogenetic tree, but into the Molecular Phytopathology Lab in Nueva Granada Military University have discovered in different tests, when the sequences in a concatenated constructed are permuted, the topology of the tree show another clades. For this reason, the purpose of this study was identify the main causes associated with change in the topology when a concatenation is permuted. Thus, five sequences of 12 species were extracted from GenBank database corresponding to the genes Beta-tubulin, Calmodulin, Elongation Factor 1-alpha, Histone 3 and 18S ribosomal subunit. From the alignments, three forms of concatenated were constructed: 1) concatenated with indels, 2) concatenated without indels and 3) concatenated edited with GBlocks server. For each of them was constructed a phylogenetic tree using the MEGA5 software using Maximum Composite Likelihood evolutionary model and 1000 repeats of Bootstrap method. Analyzed the phylogenetic trees, the results have suggested that main cause of changes in the topologies are due to biological information altered by Bootstrap method and a second reason is the application of the evolutionary model in each pseudo-reply. Furthermore, the presence of indels could construct phylogenetic trees best supported than concatenated without indels and the use of concatenations edited in GBlocks server are not recommended to create a phylogenetic tree using Neighbor-joining algorithm.
Keywords AGROVOC: FUSARIUM
FILOGENIA
GENES
Appears in Collections:Biología Aplicada

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