المواد الأولية لخط أنابيب التلفيق هذا هي تسلسلات الحمض النووي ، والتي يمكن تنزيلها إما من المستودعات عبر الإنترنت (على سبيل المثال ، BOLD ، GenBank) أو إنشاؤها من تسلسل Sanger71. يسرد الجدول 1 والجدول 2 أرقام الانضمام لمجموعات البيانات التي تعرض نتائجها التمثيلية في هذه الورقة.
1. الخطوة التحضيرية للنهج القائمة على العتبة: محاذاة التسلسل
- تسلسلات التحميل في MEGA X72.
ملاحظة: يمكن تنزيل MEGA X من https://www.megasoftware.net/
- انقر فوق محاذاة لفتح قائمة منسدلة. انقر فوق تحرير / بناء المحاذاة وحدد إنشاء محاذاة جديدة. انقر فوق موافق لتأكيد هذا التحديد. حدد DNA كنوع بيانات للمحاذاة.
- مرر الماوس فوق علامة التبويب تحرير ، وحدد إدراج تسلسل من ملف. انتقل إلى الدليل الذي يحتوي على التسلسلات وحددها ليتم تحميلها في MEGA.
- قم بمحاذاة التسلسلات بالنقر فوق المحاذاة ، ثم محاذاة بواسطة ClustalW73. تابع الإعدادات الافتراضية وانقر فوق موافق.
- قم بتحرير التسلسلات يدويا عن طريق قص كلا الطرفين وتنظيف أي إدخالات أو حذف.
- لحذف الإدخالات ، انقر فوق القواعد و / أو المواضع المدرجة ، واضغط على حذف على لوحة المفاتيح.
- لتصحيح عمليات الحذف ، انقر فوق الموضع الذي يفترض أنه تم حذفه كما هو موضح ب "-". احذف "-" واكتب القاعدة المقصودة.
- ابحث عن الموضع الأول حيث تحتوي جميع التسلسلات على حرف. انقر فوق المربع الفارغ في رأس الصف للموضع على يسار الموضع المحدد ، واسحب حتى المواضع الزائدة لجميع التسلسلات حتى يتم تحديد نهاية البداية. اضغط على حذف للقص.
- كرر الخطوة 1.3.3 من خلال البحث عن الموضع الأخير حيث تحتوي جميع التسلسلات على حرف. انقر فوق المربع الفارغ في صف رأس الموضع على يمين الموضع المحدد ، واسحب حتى المواضع الزائدة لجميع التسلسلات حتى يتم تحديد نهاية المحطة الطرفية. اضغط على حذف.
ملاحظة: يوضح الشكل 2 أ محاذاة جيدة لتسلسل الحمض النووي. مجموعة البيانات النهائية عبارة عن مصفوفة من التسلسلات المتساوية الطول. وبالتالي ، فإن طول التسلسل ليس عاملا يؤثر على نتائج الدراسة. تعمل التسلسلات المرجعية كأساس للطول النهائي لمصفوفة المحاذاة.
- قم بترجمة التسلسل للتحقق من وجود كودونات توقف ، بالنظر إلى أن COI هو تسلسل ترميز البروتين.
- حدد جميع التسلسلات ، ثم انقر فوق علامة التبويب تسلسلات البروتين المترجمة .
- عند المطالبة، تحقق من الشفرة الجينية على أنها ميتوكوندرية لافقارية. إذا كانت الشفرة الجينية مختلفة ، فانقر فوق لا ، وستظهر قائمة تسمح للمرء بتحديد مربع الشفرة الجينية للميتوكوندريا اللافقارية .
- إذا كانت أكواد التوقف ، كما يشار إليها بعلامات النجمة في جسم المحاذاة ، موجودة لعمود كامل ، فانقر فوق تسلسلات الحمض النووي واحذف الموضع الأول لجميع التسلسلات.
- كرر الخطوة السابقة إذا كانت أكواد التوقف لا تزال موجودة في أي تسلسل.
- إذا كانت رموز الإيقاف لا تزال موجودة، فقم باستعادة المواضع المحذوفة مسبقا. حدد جميع التسلسلات ، ثم قم بتمرير الماوس فوق علامة التبويب "البيانات" وانقر فوق عكس.
- كرر الخطوة 1.4.1. إذا كانت أكواد الإيقاف لا تزال موجودة ، كرر الخطوتين 1.4.3 و 1.4.4.
ملاحظة: يوضح الشكل 2 ب محاذاة جيدة للكودونات.
- انقر فوق تسلسلات الحمض النووي ، واحفظ محاذاة التسلسل إلى .mas / x. قم بتصدير التسلسل إلى أنواع الملفات الأخرى ذات الصلة ، مثل ملف .meg وملف .fasta.
ملاحظة: تعمل بعض مناهج تحديد الأنواع الجزيئية بشكل أفضل بدون المجموعة الخارجية. وبالتالي ، فإن أحد الاعتبارات المحتملة هو إنشاء نسخة من ملف المحاذاة بدون المجموعة الخارجية.

الشكل 2: محاذاة التسلسل في MEGA X. (أ) محاذاة تسلسل الحمض النووي النهائي الذي تم تنظيفه يدويا و (ب) محاذاة تسلسل البروتين المترجم لمجموعة بيانات Byrrhinus التي لا تظهر أي عمليات إدراج أو حذف أو فجوات. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
2. التعيين حسب وحدة الحمض النووي للتصنيف في معرف الأنواع 1.8
ملاحظة: يمكن تنزيل معرف الأنواع من https://taxondna.sourceforge.net/
- افتح TaxonDNA. انقر فوق استيراد ، ثم انقر فوق FASTA. قم بتحميل المحاذاة بتنسيق .fasta.
- انقر فوق الوحدات النمطية ، وانقر فوق نظام المجموعة. اضبط الحد على 3٪. ثم تحقق من إنشاء معلومات حول نظام المجموعة الفردي (الشكل 3).
- انقر فوق إنشاء مجموعات الآن!. احفظ النتائج عن طريق التقاط لقطة شاشة.

الشكل 3: نافذة TaxonDNA في معرف الأنواع 1.8 توضح عتبة تحديد المستخدم 3٪ لترسيم الحدود. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
3. ترسيم بواسطة Kimura 2-parameter (K2P) في MEGA X
- في MEGA ، افتح ملف .meg بالنقر فوق ملف ، ثم افتح ملفا / جلسة. انقر فوق المسافة ، ثم انقر فوق حساب المسافات الزوجية. قم بتأكيد ملف .meg لترسيم الحدود.
- مرر الماوس فوق المربع الأصفر بجوار النموذج/الطريقة، ثم انقر على السهم الذي يظهر على يمين المربع.
- حدد نموذج Kimura 2-parameter من القائمة المنسدلة. انقر فوق "موافق " لتشغيل البرنامج. افتح نافذة إخراج البيانات (الشكل 4).
- انقر فوق ملف ، ثم تصدير / طباعة المسافات.
- افتح القائمة المنسدلة بجانب تنسيق الإخراج وحدد XL: مصنف Microsoft Excel. بالنسبة للمنازل العشرية، اختر 4.
- احفظ جدول البيانات الناتج في Microsoft Excel. استخدم التنسيق الشرطي لتمييز تلك التي تقل مسافتها عن 0.03 (أو 3٪).
ملاحظة: على عكس الأساليب الأخرى التي تمت مناقشتها في هذه المقالة، لا يوفر K2P التجميع على الفور لأنه يعتمد على الحد الذي يحدده المستخدم. يعمل خط الأنابيب هذا على افتراض أن العتبة هي 3٪ ، مما يعني أن أي زوج من التسلسلات التي تقل المسافة الجينية لها عن 3٪ تنتمي إلى نفس المجموعة الجزيئية.

الشكل 4: النافذة الناتجة في MEGA X توضح نتائج معلمة Kimura-2. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
4. الترسيم عن طريق تجميع الأنواع عن طريق التقسيم التلقائي (في أسرع وقت ممكن)
- انتقل إلى خادم الويب في أسرع وقت ممكن: https://bioinfo.mnhn.fr/abi/public/asap/asapweb.html
- قم بتحميل المحاذاة بالنقر فوق المربع البرتقالي المسمى اختر ملفا ... وتحديد ملف .fasta. بدلا من ذلك ، اسحب ملف .fasta إلى المربع البرتقالي. قم بالتمرير لأسفل ، وانقر فوق Go.
- لتنزيل التجميع ، انقر فوق القائمة للصف الذي يحتوي على أدنى درجة في أسرع وقت ممكن وأعلى رتبة p-val (الشكل 5).
ملاحظة: إخراج النتيجة هو ملف .txt ، والذي يقدم مجموعات فرعية من المجموعات الجزيئية.

الشكل 5: النافذة الناتجة في أسرع وقت ممكن توضح الحدود المحتملة. يتم قبول النتيجة الأولى (المربع الأزرق) بسبب أدنى درجة في أسرع وقت ممكن (المربع الأحمر) وأعلى رتبة P-val (المربع الأصفر). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
5. الخطوة التحضيرية للنهج القائمة على الاندماج: تقدير الأشجار
- افتح ملف .meg بالنقر فوق البيانات ، ثم افتح ملفا / جلسة. اختبر نموذج الاستبدال الأنسب.
- انقر فوق النماذج ، ثم ابحث عن أفضل نماذج الحمض النووي / البروتين (ML). قم بتأكيد ملف .meg للتحليل.
- انقر فوق موافق في قائمة تفضيلات التحليل (الشكل 6 أ). لاحظ أفضل نموذج باستخدام أقل قيمة BIC و AICc (الشكل 6 ب).
ملاحظة: عادة ما يكون هذا هو الأول في قائمة النماذج في النافذة الناتجة. ارجع إلى الأسماء الكاملة لأسماء النماذج المختصرة في الجزء السفلي من النافذة الناتجة.
- قم بإنشاء الشجرة.
- انقر فوق Phylogeny ثم قم ببناء / اختبار شجرة الاحتمالية القصوى.
- استخدم نموذج استبدال النيوكليوتيدات الأنسب. افعل ذلك عن طريق النقر على المربع الأصفر بجوار النموذج / الطريقة. حدد النموذج من القائمة المنسدلة.
- إذا كان نموذج استبدال النيوكليوتيدات الأنسب يحتوي على "+ G" أو "+ I" أو كليهما ، فانقر فوق المربع الموجود بجانب الأسعار بين المواقع وحدد المعلمات (G ، I ، G + I) من القائمة المنسدلة (الشكل 6 ج).
- ضمن اختبار نسالة ، انقر فوق المربع الموجود بجوار اختبار نسالة وحدد طريقة التمهيد من القائمة المنسدلة. انقر فوق المربع بجانب "لا. من النسخ المتماثلة للتمهيد" واكتب 1000 (الشكل 6 ج). انقر فوق موافق لتشغيل التحليل.
- بمجرد فتح نافذة تحتوي على الشجرة الناتجة (الشكل 6D)، احفظ جلسة الشجرة ك .mts/x. احفظ الإخراج كملف .nwk. احفظ الشجرة أيضا كملف صورة .png.

الشكل 6: تقدير الأشجار في MEGA X كخطوة تحضيرية للنهج القائمة على الاندماج. (أ) إعداد لتحديد أفضل نموذج لاستبدال النيوكليوتيدات. (ب) بالنسبة لمجموعة بيانات Byrrhinus ، فإن النموذج الأنسب هو GTR + I نظرا لأدنى قيم BIC و AICc (المربع الأحمر). (ج) عند تشغيل شجرة الاحتمالية القصوى، تم تعيين GTR (المربع الأصفر) + I (المربع الأزرق) كمعلمات. (د) شجرة التعلم الآلي الخام الناتجة لاستخدامها في التحليلات اللاحقة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
6. ترسيم الحدود بواسطة عمليات شجرة بواسون (PTP)
ملاحظة: ستؤدي الخطوات أدناه إلى نتائج PTP-ML و PTP-BI.
- انتقل إلى خادم الويب PTP: https://species.h-its.org/ptp/
- قم بتحميل ملف newick بالنقر فوق اختيار ملف. ضمن شجرتي ، حدد متجذر (الشكل 7 أ).
- أدخل معلمات التحليل. تحت رقم أجيال MCMC ، أدخل 100000. ضمن التخفيف ، أدخل 100. ضمن النسخ، أدخل 0.1. تحت البذور ، أدخل 123.
- أدخل المجموعة الخارجية عن طريق كتابة اسم التلميحات في المربع ضمن أسماء أصناف المجموعة الخارجية (إن وجدت). توجد تعليمات تنسيق الإدخال على يمين مربع الإدخال.
- أدخل عنوان البريد الإلكتروني في الحقل المقابل، ثم انقر فوق إرسال. في نافذة نتائج تحديد الأنواع PTP ، انقر هنا لفتح نافذة النتائج.
- ضمن حل الاحتمالية القصوى، قم بتنزيل نتائج PTP-ML بالنقر فوق تنزيل نتائج ترسيم الحدود (الشكل 7 ب).
- ضمن الحل المدعوم من Bayesian، قم بتنزيل نتائج PTP-BI بالنقر فوق تنزيل نتائج ترسيم الحدود.
ملاحظة: تشير النتائج إلى مجموعات من التسلسلات في الأقسام. سيتم تصنيفها على أنها أنواع مرقمة متبوعة بقيمة دعم ، حيث يكون 1.000 مثاليا.

الشكل 7: تحديد الأنواع الجزيئية بواسطة عمليات شجرة بواسون. (أ) نوافذ تعرض معلمات الإدخال. (ب) النافذة الناتجة في خادم PTP الشبكي، مع وصلة تحتوي على نتائج تعيين الحدود (المربع الأحمر). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
7. ترسيم الحدود عن طريق عمليات شجرة بواسون متعددة المعدلات (mPTP)
- انتقل إلى خادم الويب mPTP: https://mptp.h-its.org/#/tree
- قم بتحميل ملف newick عن طريق سحبه إلى المستطيل الرمادي أو النقر فوق المستطيل. بمجرد تحميل البيانات في نفس الصفحة ، انقر فوق متابعة لتحديد المجموعة الخارجية (الشكل 8 أ).
- في صفحة مواصفات المجموعة الخارجية ، حدد المجموعة الخارجية بالنقر فوق المربع الموجود بجوار تسميات الأصناف لعينات المجموعة الخارجية. انقر فوق خيار Crop Outgroup في الجزء السفلي من التسلسل. انقر فوق اختيار النموذج.
- انقر فوق MPTP ، ثم انقر فوق خيارات التصور. في صفحة خيارات المرئيات ، اقبل الإعدادات الافتراضية.
ملاحظة: بدلا من ذلك، يمكن ضبط الحجم الإجمالي للصورة عن طريق إدخال قيمة (بالبكسل) تحت عرض SVG. يمكن ضبط الخط والتباعد بين النص عن طريق إدخال الأحجام المطلوبة (بالبكسل) ضمن حجم خط SVG والمسافة بين النصائح والهامش الأيسر والهامش الأيمن والهامش العلوي والهامش السفلي.
- انقر فوق تفاصيل الاتصال. أدخل عنوان البريد الإلكتروني للرجوع إليه في المستقبل للنتائج (اختياري).
- انقر فوق نظرة عامة. تأكد من مراجعة عدد مدخلات الأصناف والمجموعات الخارجية المحددة.
- انقر فوق إرسال. انقر بزر الماوس الأيمن فوق الملفات الموجودة ضمن الملفات القابلة للتنزيل (الشكل 8 ب)، وحدد حفظ باسم... لحفظ النتائج.
ملاحظة: سيشير الملف النصي الناتج إلى العدد الإجمالي للأنواع المحددة في بداية النتائج. سيقدم بعد ذلك التسلسلات التي تقع تحت كل مجموعة. يتم ترتيب هذه المجموعات والتسلسلات المقابلة بشكل مشابه للشجرة التي تم إنشاؤها في ملف .svg. سيعرض ملف mPTP SVG تجميع التسلسلات. يتم تقديم المجموعات من خلال مجموعات من التسلسلات المتصلة بفروع حمراء على طول الشجرة. تشير كل مجموعة معزولة من الفروع الحمراء إلى MOTU الفردي.

الشكل 8: تحديد الأنواع الجزيئية من خلال عمليات شجرة بواسون متعددة المعدلات. (أ) النوافذ التي تعرض المعلومات المقروءة ب mPTP فيما يتعلق بالشجرة التي تم تحميلها. (ب) النافذة الناتجة في الخادم الشبكي mPTP، مع وصلة تحتوي على نتائج تعيين الحدود (المربع الأحمر). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
8. جيل MOTU
- افتح الشجرة باستخدام برنامج محرر الصور أو باستخدام PowerPoint.
- قم بإنشاء شريط لتمثيل نتائج كل نهج لتحديد الأنواع الجزيئية (انظر الشكل 9 والشكل 10 للعينات). تأكد من أن أي شريط واحد يتماشى مع التسلسلات التي يتضمنها في مجموعته الجزيئية.
- تحديد MOTU بأحد هذين النهجين74
- إذا أدت جميع الأساليب إلى نتائج متطابقة لمجموعة جزيئية معينة ، فقم بإقامة العنقود الجزيئي كMOTU بالإجماع.
- إذا تولدت معظم الأساليب نتائج متطابقة لمجموعة جزيئية معينة ، فقم بإقامة العنقود الجزيئي كMOTU بالأغلبية.