什么是比较基因组分析？

基因组的比较分析是对一个物种的多个个体基因组（种群内）或多个相似或差异很大的物种基因组（跨物种）的综合分析。通过跨物种基因组的比较分析，我们尝试解释如下问题：
1.这些物种的进化关系如何，是什么时候分化的？（进化树构建与分歧时间估算）
2.染色体片段如何重组、复制、进化？（共线性与WGD）
3.基因家族有哪些差异？（基因家族的鉴定、特异、收缩、扩张）
4.哪些基因受到正选择？（正选择分析）

基因家族聚类

基因家族指来自诸多物种的MRCA（最近共同祖先，Most Recent Common Ancestor ）的同一个始祖基因演化而来的一组基因。

• 直系同源（orthologs）：
  因物种形成而产生的同源基因

• 旁系同源（paralogs）
  因种内基因复制而产生的的同源基因

  
  

常用方法

• 推断两两物种的基因之间的成对关系得到ortholog group，然后通过结果整合，从而将同源性扩展到多个物种。

• 直接进行多物种分析，得到所有物种的最近共同祖先中的一个基因所产生的一组基因。

常用软件

OrthoMCL：OrthoMCL
聚类流程

MCL原理
1.将相似性矩阵转化为马尔科夫矩阵 N
2.扩张过程(Expansion)：即为矩阵 N 相乘，得到矩阵 M
3.膨胀过程(Inflation)：对随机矩阵(M)执行膨胀(Inflation)操作
4.重复2、3, 直至稳定

膨胀过程强化紧密的点，弱化松散的点，重复扩张、膨胀的过程，直至矩阵没有变化。

OrthoFinder：https://github.com/davidemms/OrthoFinder
它的主要功能是，找到了正交群和直系同源物，推断出所有正交群的根基因树，并识别那些基因树中的所有基因重复事件。它还为所分析的物种推断出有根的物种树，并将基因重复事件从基因树比对到物种树的分支中。

正交群中的所有基因都来自单个祖先基因。因此，正交群中的所有基因都有类似的序列和功能。由于基因重复和丢失在进化中经常发生，一对一的直系同源物很少见，通过分析orhtogroup所有直系同源的情况（一对一，多对一，多对多），我们可以分析所有的情况。

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