MEGA软件功能介绍

DrZhang

MAGA是进化分析的最常用软件，最大的优势是专业且免费！

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Trace Data File Viewer/Editor（跟踪数据文件查看器/编辑器）

使用此功能，您可以查看和编辑DNA自动测序仪生成的ABI和Staden文件格式的数据。显示的序列可以直接添加到Alignment Explorer（对齐浏览器）中，或发送到 Web 浏览器用来做BLAST。
菜单如下：

Data menu（数据菜单）

Open File in New Window（在新窗口打开文件）
Open File（在当前窗口打开/编辑一个文件）
Save File（保存文件为Staden格式）
Print（打印当前数据，不包括遮蔽区域）
Add to Alignment Explorer（添加到对齐浏览器）
Export FASTA File（导出FASTA文件）
Exit（关闭当前窗口）
Edit menu（编辑菜单）
Undo（重做）
Copy（复制）
Mask Upstream（遮蔽或取消遮蔽光标左侧的部分）
Mask Downstream（遮蔽或取消遮蔽光标右侧的部分）
Reverse Complement（反向补充整个序列）
Search menu（检索菜单）
Find（查找指定的序列）
Find Next（查找下一个）
Find Previous（查找上一个）
Next N（到下一个不确定的核苷酸）
Find in File（构建Contig的时候使用，在另一个指定文件中查找）
Do BLAST Search（选中或全部序列的BLAST）

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Web Browser and Data Miner（浏览器和数据挖掘）

MEGA集成了全功能的浏览器用于数据检索和网页浏览。其中最与众不同的功能是Add To Alignment按钮，按下这个按钮，MEGA会把当前NCBI页面显示的序列加入到Alignment Explorer（对齐浏览器），在对齐序列的最下面加入一个新序列。目前支持NCBI网站上的GeneBank格式和FASTA格式。

要从NCBI的Blast导入，您需要在按下Add To Alignment按钮时在屏幕上显示序列。在初始结果页面上的"Description"部分，你可以勾选你需要提取的序列，然后点击该部分顶部标有"GenBank"的链接。

这将显示所选序列的列表，在本页，你会看到"Summary"字样，点击后选择"GenBank (full)"或"FASTA (text)"。
页面加载完成后，点击Add To Alignment按钮。

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Text Editor

文本编辑器用于创建和编辑ASCII文本。如果MEGA打开的文件无法识别格式，则会自动调用。在这种情况下，您应该进行适当的更改并保存数据文件。Text File Editor（文本编辑器）和Format converter（格式转换器）具有很多功能：

Large files（大文件，几乎没有限制的打开）
General purpose（一般目的，用于编辑ASCII文本）
Undo/ReDo（撤销和重做）
Search/Replace（搜索和替换）
Clipboard（剪贴板，实现复制、剪切、粘贴功能）
Normal and Column blocks（普通和列块，用于）
Drag/Drop（拖拽）
Printing（打印）

文本编辑器包含了菜单栏、工具栏和状态栏。

Menu bar（菜单栏）

File menu（包括打开、关闭、保存、另存、打印等功能）
Edit menu（各种基本的编辑操作）
Search menu（查找、替换或到指定行）
Display menu（调整窗口中文本的视觉显示）
Utilities menu（有特殊功能的工具）
- Merge Multiple Lines（用于非常多的单行合并成一个超级宽的行）
- Remove Spaces/Digits（删除基因序列的空格/数字）
- Insert Spaces Every 3（每隔3个字符/密码子加一个空格）
- Insert Spaces Every 10（每隔10个字符加一个空格）
- Reverse Complement（反向补充，只针对ATCGU互补，其他字符不变）
- Convert to Mega Format（转换为MEGA格式，支持CLUSTAL、NEXUS、PHYLIP、GCG、FASTA、PIR、NBRF、MSF、IG、XML）

Toolbar（工具栏，包括频繁使用的快捷方式）

Status Bar（显示当前状态）

Hotkeys and Shortcut keys（热键和快捷键）

<Alt>+F（打开菜单）
<Ctrl>+N（新建）
<Ctrl>+S（保存）
<Alt>+F+C（关闭文件）

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Alignment Explorer（对齐浏览器）

对齐浏览器提供两个选项：（1）手动对齐；（2）使用内置的CLUSTALW或Muscle方法精确和快速的对齐。对齐浏览器也提供浏览Web数据库的工具，例如使用NCBI的查询或BLAST搜索，并提取需要的序列到对齐浏览器中。

主要的菜单包括：数据、编辑、搜索、对齐、显示、Web、序列器和帮助。

对于输入的氨基酸序列，对齐浏览器只提供了一个视图。DNA序列包括了DNA序列网格和翻译蛋白质序列网格，这两个序列包含在两个标签里面。行代表序列，而列代表位点。*表示所有的位点的碱基一致。

Aligning Sequences（对齐序列）

打开Alignment Explorer，单击Align→Edit/Build Alignment
选择Create New Alignment，然后点击OK，在弹出的对话框中选择"DNA"
在Alignment Explorer的主菜单，选择Data→Open→Retrieve sequences from File，选择例子文件夹中的"hsp20.fas"
选择ClustalW或Muscle算法对齐，点击Edit→Select All全选序列，
（1）ClustalW是用于DNA或蛋白质的通用多序列比对程序。您可以通过访问其网站(http://www.ebi.ac.uk/clustalw/)了解有关 ClustalW 的更多信息。选择Alignment→Align by ClustalW
（2）MUSCLE是用于产生氨基酸和核苷酸序列的多重比对的程序。Alignment→Align by MUSCLE
保存，Data→Save Session，给个文件名，如"hsp20_Align.fas"
关闭，Data→Exit Aln Explorer

Obtaining Sequence Data from the Internet (GenBank)（从互联网获取数据）

Align→Edit/Build Alignment
Create New Alignment选择"DNA"
Web→Query Genbank
上NCBI，搜索"Nucleotide"，在结果中，选择"FASTA (Text)"
然后选中你要导入的序列，单击Add to Alignment

Aligning Coding Sequences via Protein Sequences（比对蛋白质）

Translated Protein Sequences可以把DNA转成氨基酸序列，然后选择Alignment→Align by ClustalW或者直接用氨基酸序列，选择ClustalW

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About Muscle（关于Muscle方法）

Muscle是一个程序，用于氨基酸和核苷酸的比对。与将T-Coffee、MAFFT和CLUSTALW相比，在所有测试中都达到了最高和并列最高的准确性。当不加"精炼"地使用时，其准确度与T-Coffee或MAFFT相同，并且在比对三个中的大序列时是最快的。

Edgar, Robert C. (2004), MUSCLE: multiple sequence alignment with high accuracy and high throughput, Nucleic Acids Research 32(5), 1792-97 (http://nar.oxfordjournals.org/cgi/content/full/32/5/1792?ijkey=48Nmt1tta0fMg&keytype=ref)

Muscle Options (DNA)（DNA的Muscle选项）

该功能用于DNA的对齐。

Presets（预设）

None（不使用任何预设）
Large Alignment（当你有数千个位点甚至更多时，默认比对会很慢，这个设置会将最大迭代设为2）
Fast Speed（最快速度获得结果，但是牺牲一定的准确性）
Refining Alignment（"精炼"对齐，对于已经对齐的结果，可以进行该优化）
Gap Opening Penalty （Gap的开放性惩罚，增加此值将降低Gap的频率。）
Gap Extension Penalty（Gap拓展罚分，增加该值将使Gap变短。端Gap不会受到惩罚。）
Max Memory in MB（最大使用内存，默认是物理内存量，可以把虚拟内存量加入）
Max Iterations（最大迭代数）
Clustering Method (Iteration 1,2)（前两次迭代中使用的聚类方法）
Cluster Method (Other Iterations)（在前两次迭代之后迭代中使用的聚类方法）
Max Diagonal Length（对角线最大长度）
Other Commands（附加其他参数到先前的参数中）

MUSCLE Options (Protein)（蛋白质的Muscle选项）

用于氨基酸的对齐。

Presets（预设）

None（无预设）
Large Alignment（当你有数千个位点甚至更多时，默认比对会很慢，这个设置会将最大迭代设为2）
Fast Speed（最快速度获得结果，但是牺牲一定的准确性）
Refining Alignment（"精炼"对齐，对于已经对齐的结果，可以进行该优化）
Gap Opening Penalty （Gap的开放性惩罚，增加此值将降低Gap的频率。）
Gap Extension Penalty（Gap拓展罚分，增加该值将使Gap变短。端Gap不会受到惩罚。）
Max Memory in MB（最大使用内存，默认是物理内存量，可以把虚拟内存量加入）
Max Iterations（最大迭代数）
Clustering Method (Iteration 1,2)（前两次迭代中使用的聚类方法）
Cluster Method (Other Iterations)（在前两次迭代之后迭代中使用的聚类方法）
Max Diagonal Length（对角线最大长度）
Other Commands（附加其他参数到先前的参数中）

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About ClustalW（关于ClustalW）

ClustalW是广泛使用的同源DNA或核苷酸比对系统。多序列比对，ClustalX使用渐进式比对方案。这种情况下，相似性最高的序列首先被对齐，然后更远的序列组逐渐对齐知道整个序列完成。启发式需要消耗更大的内存和时间。ClustalW在实践中表现非常出色。该方法先基于成对序列比较得分构建一个初略的矩阵，使用DNA和蛋白质序列的成对比对参数计算这些分数，然后利用"neighbor-joining"法根据"中根"创建向导树，用于全局比对（也提供了Newick format的向导树）。这些向导树主要用于插入缺失的进化粗略模板。这通常提供接近最优的结果，特别是当数据集包含具有不同发散度的序列时，因此引导树对噪声较不敏感。
Higgins D., Thompson J., Gibson T. Thompson J. D., Higgins D. G., Gibson T. J. CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Res. 22:4673-4680. (1994)

ClustalW Options (DNA)（ClustalW选项 DNA）

Gap Opening Penalty （Gap的开放性惩罚，增加此值将降低Gap的频率。）
Gap Extension Penalty（Gap拓展罚分，增加该值将使Gap变短。端Gap不会受到惩罚。）
DNA Weight Matrix（匹配和不匹配的权重矩阵，包括IUB模糊代码）
Transition Weight（当嘌呤被嘌呤取代或嘧啶被嘧啶取代时发生跃迁。转换权重从0到1，0表示不匹配，1表示给与转换得分。距离相关序列推荐0，紧密相关序列推荐赋予较高分数）
Use Negative Matrix（使用阴性矩阵，负值有意义时推荐使用，否则会被自动转换为正值）
Delay Divergent Cutoff(%)（延迟发散临界值，延迟最远相关序列的比对，直到最密切相关序列已经比对。该设置显示延迟添加序列所需的同一性百分比水平。相同性低于该水平的序列将在稍后进行比对）
Keep Predefined Gaps（保持预定义Gap，勾选时，任何序列有Gap的比对位置将被忽略）
Specify Guide Tree（指定向导树，默认Newick format，否则Neighbor-Join tree）

Clustal Options (Protein)（ClustalW选项核苷酸）

Gap Opening Penalty （Gap的开放性惩罚，增加此值将降低Gap的频率。）
Gap Extension Penalty（Gap拓展罚分，增加该值将使Gap变短。端Gap不会受到惩罚。）
DNA Weight Matrix（匹配和不匹配的权重矩阵，包括IUB模糊代码）
Transition Weight（当嘌呤被嘌呤取代或嘧啶被嘧啶取代时发生跃迁。转换权重从0到1，0表示不匹配，1表示给与转换得分。距离相关序列推荐0，紧密相关序列推荐赋予较高分数）
Use Negative Matrix（使用阴性矩阵，负值有意义时推荐使用，否则会被自动转换为正值）
Delay Divergent Cutoff(%)（延迟发散临界值，延迟最远相关序列的比对，直到最密切相关序列已经比对。该设置显示延迟添加序列所需的同一性百分比水平。相同性低于该水平的序列将在稍后进行比对）
Keep Predefined Gaps（保持预定义Gap，勾选时，任何序列有Gap的比对位置将被忽略）
Specify Guide Tree（指定向导树，默认Newick format，否则Neighbor-Join tree）

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About BLAST（关于BLAST）

BLAST是广泛使用的比对工具，用于在数据库中查找与查询序列的匹配项。BLAST旨在寻找局部比对，即查询序列和数据库序列之间高度相似性的最大区域（允许插入缺失）。BLAST可以用启发算法快速执行匹配。BLAST版本可用于蛋白质和DNA序列，并可通过Web浏览器在MEGA中访问。
Altschul, S.F., Gish, W., Miller, W., Myers, E.W. & Lipman, D.J. (1990) "Basic local alignment search tool." J. Mol. Biol. 215:403-410.

Using BLAST Within MEGA（使用BLAST）

Align→Do BLAST Search（打开一个NCBI网页执行BLAST）

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Nucleotide Pair Frequencies（核苷酸对频率）

Statistics→Nucleotide Pair Frequencies
可以计算核苷酸单项或双向。如果设置的基因或者结构域，则会相应的计算。

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Codon Usage（密码子使用）

Statistics→Codon Usage
计算所有序列每个密码子的使用百分比。

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Pattern tests（模式检验）

计算模式差异指数（差异指数）和计算组成距离（成对序列组成距离）是与置换模式同质性检验相关的两个检验统计量。

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Models for estimating distances（估计距离的模型）

一对序列之间的进化距离通常通过它们之间发生的核苷酸（或氨基酸）取代的数量来衡量。进化距离是分子进化的基础，用于系统发育重建和发散时间的估计。包括核苷酸替换、同义-非同义替换和氨基酸替换。此外，MAGA也用解析公式和 bootstrap方法计算估计值的标准误。

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No. of differences (Nucleotide)（核苷酸差异数量）

该数量不包括存在gap的数量。
d：转换+颠换：不同核苷酸位点的数量。
s：仅转换：具有转换差异的核苷酸位点数量。
v：仅颠换：具有颠换差异的核苷酸位点数量。
R = s/v：转换/颠换比。
L：有效公共位点的数量：比较位点的数量。

Var(d)=n_d(L-n_d)/L
Var(s)=s(L-s)/L
Var(v)=v(L-v)/L
Var(R)=[c_{1}^{2}P+c_2^{2}Q-(c_1P+c_2Q)^{2}]/L
这里
c_1=1/s
c_2=-s/v^{2}
P和Q分别是转换和颠换的比例。

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p-distance (Nucleotide)（核苷酸的P距离）

该距离是两个被比较序列不同的核苷酸位点的比例(p)。通过将核苷酸差异数除以比较的核苷酸总数获得。它不会对相同位点的多重取代做任何更正，取代率偏差（转换和颠换率的差异）或位点的进化率差异。
d：转换+颠换：不同核苷酸位点的数量。
s：仅转换：具有转换差异的核苷酸位点数量。
v：仅颠换：具有颠换差异的核苷酸位点数量。
R = s/v：转换/颠换比。
L：有效公共位点的数量：比较位点的数量。
p_1, n_d/L, p(1-p)/L
s_1, p, s(1-sd)/L
v, Q, v(1-v)/L
R, P/Q, [c_1^{2}P+c_2^{2}Q-(c_1P+c_2Q)^{2}]/L
这里
c_1=1/s
c_2=-s/v^{2}
P和Q分别是转换和颠换的比例。

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Jukes-Cantor distance（Jukes-Cantor距离）

四个碱基取代是相同的，即无论转换还是颠换，取代率都相同。
　A T C G
A - α α α
T α - α α
C α α - α
G α α α -
ｄ：转换＋颠换：每个位点核苷酸取代的数量。
L：有效公共位点数：比较的位点数。
距离公式：
d=-\frac{3}{4}log_e(1-\frac{4}{3}p)
其中ｐ是具有不同核苷酸的位点。
方差公式：
Var(d)=p(1-p)/[(1-\frac{4}{3}p)^{2}L]