Testing Congruence in Phylogenomic Analysis

Leigh, Jessica W.; Susko, Edward; Baumgärtner, Manuela; Roger, Andrew J.

doi:10.1080/10635150801910436

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“…For each gene, the concordance of individual exon trees was assessed with the software Concaterpillar v.1.7.2 (ref. 51), and we removed either individual exon alignments or all exon alignments for a given gene from the data set, depending on the number of congruent exon trees (Supplementary Note). To filter for genes with clock-like evolution, we estimated the coefficient of variation of rates of each gene with the software BEAST v.2.2.0 (ref.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Evolution of the immune system influences speciation rates in teleost fishes

et al. 2016

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With over 32,000 extant species 1 , teleost fishes comprise the majority of vertebrate species. Their taxonomic diversity is matched by extensive genetic and phenotypic variation, including novel immunological strategies. Although the functionality of the adaptive immune system has been considered to be conserved since its emergence in the ancestor of all jawed vertebrates 2,3 , fundamental modifications of the immune gene repertoire have recently been reported in teleosts [4][5][6][7] . One of the most dramatic changes has occurred in Atlantic cod (Gadus morhua), involving complete loss of the MHC II pathway that is otherwise responsible for the detection of bacterial pathogens in vertebrates 4 . Moreover, this loss is accompanied by a substantially enlarged repertoire of MHC I genes, which normally encode molecules for protection against viral pathogens. It has thus been hypothesized that the expanded MHC I repertoire of cod evolved as a compensatory mechanism, whereby broader MHC I functionality makes up for the initial loss of MHC II (refs. 4,6). However, the questions of how and when MHC II was lost relative to the MHC I expansion, and whether these genomic modifications are causally related, have so far remained unresolved.As key components of the vertebrate adaptive immune system, the complex MHC pathways and their functionality are now well characterized 8-10 , but less is known about the causes of MHC copy number variation, which poses an immunological tradeoff 11,12 . Although an increase in the number of MHC genes facilitates pathogen detection, it will also decrease the number of circulating T cells [13][14][15][16] , resulting in an immune system that can detect a large number of pathogens at the expense of being less efficient in removing them. The evolution of MHC copy numbers is therefore likely driven toward intermediate optima determined by a tradeoff between detection and elimination of pathogens-as suggested by selection for 5-10 copies inferred in case studies of fish 17,18 and birds 19 . Because pathogen load and the associated selective pressures vary between habitats, the optimal number of MHC copies depends on the environment [20][21][22] . As a result, interbreeding between different locally adapted populations is expected to produce hybrids with excess (above optimal) MHC diversity that are characterized by T cell deprivation and low fitness. This process would introduce postzygotic reproductive isolation and promote reinforcement of premating isolation between the populations. Consequently, MHC genes have been suggested to have an important role in speciation 22,23 , but, to our knowledge, this role has never been tested comparatively in a macroevolutionary context.Here we report comparative analyses of 76 teleost species, of which 66 were sequenced to produce partial draft genome assemblies, including 27 representatives of cod-like fishes within the order Gadiformes. First, we use phylogenomic analysis to resolve standing controversy regarding early-teleost divergences and to firmly ...

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Evolution of the immune system influences speciation rates in teleost fishes

et al. 2016

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“…Significant incongruences are annotated and returned to the user, together with the estimated species tree. Leigh et al (2008) proposed a method in which conflicts are measured in the likelihood framework. Genes are concatenated into supergenes and analysed jointly, only if congruent with each other.…”

Section: How Should We Analyse and Represent Phylogenomic Datasets Knmentioning

confidence: 99%

Dealing with incongruence in phylogenomic analyses

Galtier

Daubin

2008

Phil. Trans. R. Soc. B

213

201

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Incongruence between gene trees is the main challenge faced by phylogeneticists in the genomic era. Incongruence can occur for artefactual reasons, when we fail to recover the correct gene trees, or for biological reasons, when true gene trees are actually distinct from each other, and from the species tree. Horizontal gene transfers (HGTs) between genomes are an important process of bacterial evolution resulting in a substantial amount of phylogenetic conflicts between gene trees. We argue that the (bacterial) species tree is still a meaningful scientific concept even in the case of HGTs, and that reconstructing it is still a valid goal. We tentatively assess the amount of phylogenetic incongruence caused by HGTs in bacteria by comparing bacterial datasets to a metazoan dataset in which transfers are presumably very scarce or absent. We review existing phylogenomic methods and their ability to return to the user, both the vertical (speciation/extinction history) and horizontal (gene transfers) phylogenetic signals.

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“…Um argumento geral em favor da análise individual ou separada é que diferentes genes, na maioria das vezes, possuem diferentes níveis de lineage sorting, além de estarem sujeitos a eventos distintos de hibridização, duplicação gênica e perda diferencial, introgressão e transferência lateral (Leigh et al 2008). Em consequência disso, simulações computacionais indicam que uma filogenia obtida a partir da análise combinada de grupos de caracteres heterogêneos pode ser pior do que filogenias dos 23 ________________________________________________________INTRODUÇÃO mesmos grupos de dados analisados separadamente, uma vez que seria mais informativo obter uma reposta certa e outra errada a partir da análise separada, ao invés de uma única resposta errada a partir da análise simultânea (Bull et al 1993, Miyamoto & Fitch, 1995.…”

Section: Análise Individual Versus Análise Combinadaunclassified

“…Por outro lado, problemas com falso negativo também vêm sendo reportados em relação ao teste de congruência mais comumente usado, o ILD (Incongruence Length Difference test) (Farris et al, 1995) ou PHT (Partition Homogeneity Test), que por ser um teste baseado em parcimônia, é muito sensível às características evolutivas das partições analisadas, isto é, à variação das taxas evolutivas e das taxas de substituição entre os sítios (Darlu & Lecointre, 2002;Barker & Lutzoni, 2002;Leigh et al 2008).…”

Section: Análise Individual Versus Análise Combinadaunclassified

“…Bull et al (1993) sugerem que grupos de dados distintos, antes de serem combinados e analisados simultaneamente, devem ser submetidos a um teste estatístico de incongruência filogenética. Se a hipótese nula de congruência é aceita, os dados podem ser combinados, mas se a hipótese nula é rejeitada, os grupos de dados não devem ser combinados em uma análise que assuma homogeneidade de caracteres.No entanto, em muitos casos, grupos de dados heterogêneos são tratados como homogêneos, pois o nível de heterogeneidade observado no tamanho amostral considerado não é suficiente para rejeitar a hipótese nula (Bull et al 1993).Por outro lado, problemas com falso negativo também vêm sendo reportados em relação ao teste de congruência mais comumente usado, o ILD (Incongruence Length Difference test) (Farris et al, 1995) ou PHT (Partition Homogeneity Test), que por ser um teste baseado em parcimônia, é muito sensível às características evolutivas das partições analisadas, isto é, à variação das taxas evolutivas e das taxas de substituição entre os sítios (Darlu & Lecointre, 2002;Barker & Lutzoni, 2002;Leigh et al 2008).A simples comparação entre filogenias obtidas a partir da análise individual de dois grupos de dados distintos também permite identificar, rapidamente, a presença de heterogeneidade. Sendo assim, a análise separada tem sido utilizada para explorar possíveis incongruências entre diferentes grupos de dados (De Queiroz et al 1995, Huelsenbeck et al 1996.…”

unclassified

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Filogenia do Complexo Drosophila Buzzatii (Grupo Repleta): Inferências de Análises Multilocus Mitocondriais e Nucleares.

Ferreira¹

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Filogenia do complexoOrientador: Prof a . Dr a . Maura Helena Manfrin RIBEIRÃO PRETO 2011Autorizo a reprodução total ou parcial deste trabalho para fins de estudo, desde que citada a fonte. Dedico à minha companheira Caroline, com amor. FICHA CATALOGRÁFICA AGRADECIMENTOSEm especial à Prof a . Dr a . Maura Helena Manfrin (FFCLRP/USP), por ter confiado em meu potencial e me orientado de forma tão prestativa e paciente. Obrigado por todos os ensinamentos, pela motivação e, principalmente, pela amizade.Ao Prof. Dr. Fábio de Melo Sene (FMRP/USP), por todos os ensinamentos, idéias, discussões e, principalmente, pelas histórias compartilhadas nos cafés do laboratório.Ao Prof. Dr. Reinaldo O. A. A. de Brito (UFSCar), pela ajuda com o alinhamento das sequências e sugestões.Ao Prof. Dr. Iderval da Silva Junior Sobrinho (UFSCar), pelas discussões sobre estatística e seleção.Aos professores da banca examinadora, pela disponibilidade em analisar este trabalho.Às amigas Carla Bruniera e Dr a . Érica Cristina de Carvalho, pela fundamental ajuda nas análises filogenéticas.Aos amigos do laboratório, Paulo Epifânio, Mateus Henrique, Luís Bizzo, Camila Kokudai, Cintia Graziela, Gislaine Rodrigues e Taís Lavagnini, por estarem sempre dispostos a me ajudar e por tornarem a convivência no laboratório tão agradável. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pela bolsa de mestrado. À CAPES, FINEP, FAPESP, CNPq e USP que fornecem verbas para a manutenção do Laboratório de Genética Evolutiva.Ao Departamento de Genética da FMRP/USP, pela disponibilização de recursos.À toda a minha família, em especial aos meus pais, Manoel Ferreira Dionísio Jr.e Rosimeiry Ap. Fransak Davanso, ao meu padrasto, Carlos Roberto Davanso, e aos meus avós, Narciso Fransak, Olga Alves Fransak e Elza Peroni, por toda dedicação e por terem sempre me incentivado e investido em minha formação.À minha querida companheira Caroline dos Santos Rodrigues, pela paciência, carinho, apoio e dedicação. et al. 1996). Tal abordagem é essencial para o entendimento das relações filogenéticas, especialmente entre espécies de divergência recente, nas quais existe pouca divergência morfológica e genética, possibilitando a análise dos processos microevolutivos pelos quais a diversidade biológica é gerada em eventos de especiação (Machado & Hey, 2003). O complexo Drosophila buzzatiiO gênero Drosophila é dividido hierarquicamente em "subgêneros", "grupos", "subgrupos", "complexos" e "clusters" de espécies. Embora não reconhecida pelo Código Internacional de Nomenclatura Zoológica, essa classificação é amplamente utilizada em estudos envolvendo espécies desse gênero (Bächli, 2010 Marcadores molecularesAnálises usando múltiplas fontes de informação têm se multiplicado em estudos de evolução. Uma das razões para este fato é que quanto mais aprendemos sobre o processo evolutivo, torna-se evidente que diferentes conjuntos de dados não são equivalentes (Huelsenbeck et al. 1996;Avise, 2009 .1. Citocromo oxidase I e IIO DNA mitocondrial apresenta muitas carac...

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Testing Congruence in Phylogenomic Analysis

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