Species Tree Inference: A Guide to Methods and Applications
物种树推理：方法和应用指南
作者：Laura Kubatko and L. Lacey Knowles
出版：Academic Press
索书号：Q111/S741/2023/ Y
ISBN: 978-0-691-20760-5
藏书地点:武大外教中心
基因组数据的广泛可用性正在革新着我们对生物体进化关系的认识，同时也拓展了科研人员在系统发育框架中探索问题的范围。物种树推断已经聚集了当前领域的杰出学者，为多位点序列数据分析的最新实践提供了深刻的指导。
这本内容广泛而权威的书详细解释了新兴的方法，评估了它们的优势和挑战，为选择适用于特定情境的程序提供了宝贵的背景。基因组数据的多样性和演化过程的多样性导致了不同跨位点遗传模式的差异。它展示了如何运用实证研究，跨越一系列分类群、多样化时间框架以及导致基因组进化历史不同的过程，来应用这些方法。
物种树推断的关键创新在于全面接纳了基因组的异质性。它教会我们如何解决超越估计生物系统发育关系目标的问题，让学生和研究人员能够以更复杂的统计方式进行他们自己的研究，同时开拓科学发现的新方向。
估计一组生物之间的进化关系仍然是生物学领域内众多进化和生态研究的核心焦点。这些关系为检验这些领域的假设提供了基础。例如，不同的早期动物进化假设的支持，尤其是涉及复杂细胞类型如神经和肌肉细胞等进化的假设，都依赖于最早分化的动物谱系之间的系统发育关系。在解决这些问题时，栉水母的位置尤为重要，因为它们与双侧对称动物分享着复杂细胞类型。
自我们第一本有关物种树推断主题的编辑书面世以来的十多年里，推断物种差异历史的方法已经迅速演进。这一演进很大程度上受益于技术的不断进步，如全基因组测序等大规模遗传数据的收集，以及高性能计算能力的提升。这些发展催生了用于解决物种集合之间进化关系复杂问题的模型和算法的创新。
将基因树视为物种树内部进化的实体，Madisson很好地总结了这一框架，为统计学家提供了一个强大的模型，用于进行全基因组系统发育重建。基因组进化可以通过分层生成模型来理解，首先从基因进化模型定义的分布中采样，然后由物种树参数化；接着，从序列进化模型定义的分布中采样，由基因树和其他必要参数参数化。
在物种内部和物种之间影响的多个进化过程可能产生非树状的进化历史。这些过程包括混合、基因流、杂交、杂交物种形成、渗入以及水平基因转移。当这些过程中的任何一个发生时，进化历史更适合以网络而不是树状结构来表示。
通常，系统发育分析估计物种树以代表一组生物之间的进化关系。然而，物种树假设没有网状进化，而一些进化过程，如水平基因转移、杂交、杂交物种形成或渗入，会违反这一假设。近年来，系统发育网络方法迅速增长，这些方法可通过估计物种网络而不是物种树来表示网状进化。
物种树推断是生物学研究中的关键问题，涉及了对生物物种的演化关系和进化历史的推断。随着技术和数据的不断发展，物种树推断的分析和方法也不断发展。早期的方法主要基于形态学和生物地理学的研究，通过对物种形态和分布的比较来推断它们之间的进化关系。但随着分子生物学技术的兴起，物种树推断方法逐渐从形态学转向分子水平。最早的分子方法是基于蛋白质或DNA序列的距离矩阵法，即通过测量序列之间的差异程度来推断物种树。然而，距离矩阵法在一些情况下可能导致误导性的结果，因为序列之间的差异可能不仅仅是由进化距离引起的，还可能涉及其他因素，如基因转移和基因重组等。为了解决这个问题，出现了多种模型和方法，如最大似然法和贝叶斯法等。这些方法能够更准确地估计序列之间的进化距离，并将这些距离用于推断物种树。除了分子数据，物种树推断还可以利用基因组数据和大规模的比较基因组学方法。这些方法可以比较大量的基因和基因组数据，从而推断物种间的进化关系。此外，近年来，人工智能和机器学习等方法也开始应用于物种树推断领域。总之，随着数据量和技术的不断增加，物种树推断方法不断发展和完善，使我们能够更准确地推断物种之间的进化关系和演化历史。
物种树推断的未来充满了挑战和机遇。随着新技术的出现和数据的不断积累，我们将能够更深入地理解生命的进化历史。通过将基因组数据、分子数据和生态数据整合到一个统一的分析框架中，我们将能够获得更全面的进化信息。此外，随着计算能力的增强，我们将能够处理规模更大的数据集，从而更准确地估计物种树。同时，物种树推断方法的不断发展也将促进我们更好地理解生物多样性的起源和演化。因此，物种树推断将继续在生物学领域发挥重要作用，为我们揭示生命的奥秘提供更多见解。
《物种树推理：方法和应用指南》一书于2023年由Academic Press出版，作者是Laura Kubatko and L. Lacey Knowles。
《物种树推理：方法和应用指南》一书中，研究人员介绍了物种树推理的基本概念，重点是最近的技术发展，讨论的主题主要包括十四个章节。《物种树推理：方法和应用指南》一书从各个方面讲解了物种树推理的基础内容和研究方法，旨在为想要进一步研究物种树推理的研究人员提供简明易懂的介绍以及方法技术指导。
《物种树推理：方法和应用指南》一书作为物种树推理专业研究读物，观点新颖独到，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：
1、本书分为十四个章节，既讲解了物种树推理的基础知识，还讲解了深入研究物种树推理的应用范围，是一本应用性很强的书籍，对于想要学习研究物种树推理的研究人员来说是一本很有意义的指导书籍。
2、每个章节都是由相关领域的专业人士所撰写，因此，本书讲解既详细又专业，读者能够从中了解到物种树推理相关的专业知识以及最新的前沿进展。
总的说来，《物种树推理：方法和应用指南》一书为想要了解物种树推理的研究方法的人员提供了清晰的导读路径，作为物种树推理领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
关于作者：
Laura S. Kubatko是俄亥俄州立大学统计学和进化、生态学和有机生物学教授。L. Lacey Knowles是密歇根大学Robert B. Payne大学生态学和进化生物学教授和昆虫馆长。他们是《估计物种树：实践和理论方面》的共同编辑。
本书目录：
前言
致谢
贡献者名单
第一章物种树推理导论
L. lacey Knowvies和laura S. Kubatko
第二章大规模物种树估算
Erin Molloy和Tandy Warnow
第三章使用ASTRAL进行物种树估计:实际考虑
Siavash Mirarab
第四章利用站点格局频率估算物种树
David L. Swofford和Laura S. Kubatko
第五章使用PhyloNet进行系统发育网络分析的实践方面
曹真，刘新浩，How A. Ogilvie，闫智，Luay Nakhleh
第六章网络思维:新型推理工具和可扩展性挑战
Claudia Solis-Lemus
第二部分经验推断
第七章植物的系统基因组冲突
约瑟夫·E·沃克和斯蒂芬·a·史密斯
第八章lochroma中的杂交
丹尼尔·j·盖茨。戴安娜·皮森和斯泰西·d·史密斯
第九章Penstemon的杂交与多倍体
Paul D. Blischak, Coleen E. Thompson, Emiko M.
Waight，Laura S. Kubatko和Andrea D. Wotfe
第十章物种树推理中链接与非链接特征模型的比较
Kerry Cobb和Jamie R. Oaks
第三部分超越物种树
第十一章比较基因组学和系统发育学未完成的合成:来自不会飞的鸟类的例子
Alexandria A. DiGiacomo, Alison Cloutier, Phil
Grayson, Timothy B. Sackton和scott V.Edwards
第十二章异质性和不一致性下的系统发育分析
James B. Pease和Ellen I . Weinheiner
第十三章多物种在空间和时间上的聚合帕特里克·E·麦肯齐，德伦·a·r·伊顿
第十四章树集可视化、探索和应用
jeremy M. Brown, Gonevieve G. Mount, Kyie A. galvan,
James C. Wilgenbusch
参考书目
指数
林岚 武汉大学生命科学学院 博士研究生