PhyML31使用手册

前言：PhyML是一款ML法建树的老牌软件，相比RaxML针对核苷酸替换模型只支持GTR模型而言，PhyML在支持的核苷酸模型上可谓是比较多（因为可以自定义模型），本文重点介绍PhyML单线程版本的使用及各参数含义，掌握了单线程版本的使用，多线程版本就变得轻而易举了。

注意：PhyML3.1和3.3有点不同，后面会提到，本文以3.1版本示例。

参考文献：《P h y M L - M a n u a l》PhyML-3.1_manual.pdf

一.建树前先选进化模型

1.jmodeltest(核苷酸)/prottest(氨基酸)

假定我们的数据是核苷酸序列，并通过jmodeltest依照AICc标准计算得到的最佳模型如下：

2.上述结果解读

核苷酸替换模型：TrNef

替换模型代号：010020

变异速率模型：Gamma(G)

R(a)即Rate [AC]；R(b)即Rate [AG]；R(c)即Rate [AT]；R(d)即Rate [CG]；R(e)即Rate [CT]；R(f)即Rate [GT]

Gamma变异速率的shape值（或叫alpha值）：0.2900

这里需要注意的是，在不同软件里，模型的名字有时会不一样，但是其实是同一个模型，需要互相比对不同软件里的模型叫法，最好的方法是去了解该模型的“别称”，然后读你所使用的建树软件的说明书，找到对应模型的代号。

二.PhyML参数设置

1.如何定义外群（outgroup）

在需要设定为外群的序列的名称后面加上符号“*”，软件会将它自动设定为外群序列。

2.输入文件

运行PhyML后，输入序列文件（.phylip格式的文件）所在的路径。

3. 按“Enter”键进入参数设置

4.首先进入的是第一页的参数设置

这一页我们常需要调节的是序列的类型和排列方式，默认是DNA和交叉式（interleaved）排列。本文示例由于我使用的数据是顺序排列式（sequential），故需要进行调整。

调整的方法为在鼠标光标处输入参数前[ ]里的字母（大小写都行），如下：

之后按回车键，可见[I]部分的参数改变了，会发现[I]项后的interleaved变为sequential。

5.输入“+”进入下一页

同样再按回车键，第二页参数如下：

（1）设置进化模型

由于我们示例数据的最佳替换模型是TrNef，我们通过多次在鼠标光标处输入“M”再按“回车键”不断调整模型，会发现没有我们想要的TrNef模型。因为PhyML默认的模型只有HKY85、F84、TN93和GTR，其他的需要我们手动输入。怎么手动设置替换模型？

在光标处不断输入M，直到转换模型为Custom，如下图：

在光标处输入K（设置[K]项，即模型设置）

按回车键后会出现下面：

模型代号输入完毕后，再按回车键，进入模型的参数设置

根据给出的提示，依次输入上述jmodeltest测得的三个Rate值（每输一个按一次回车键）

输入结束后按回车键，如下：

（2）设置Gamma

注意，本文中的示例数据因为通过jmodeltest测得变异速率为Gamma，所以才进行Gamma的设置，如果没有则将[G]后的参数设置为no。

（3）设置Gamma的shape（alpha）值

同样，只有当你的数据测得为Gamma变异速率时，才进行shape的设置（请注意这句话）。

光标处输入“a”，按回车键

选择“N”

输入alpha值

关于[C]选项“Number of substitution rate categories”（nCat值）的确定，请参考我的另外一篇文章“Mybayes使用要点”这里不再重复。

6.再次输入“+”进入下一页

这一页的参数基本不需要调节，如果为了追求准确性，可以输入“s”将[S]后的参数设置为Best of NNI and SPR，需要注意的是，后期软件运行速度也会变慢。

同样，按“+”进入下一页。

7.最后一页的参数设置

（1）光标输入处输入b，可设置分析的bootstrap值，一般设置为1000.

此时你会发现[A]选择自动设置为no，需要注意的是[B]和[A]两者只能选择一种。

如果你需要选择[A]，可以通过在光标处输入a来进行调节。

8.开始运行

（1）所以参数设置完毕后，光标处输入y,开始构建ML树。

（2） 最终结果生成4个文件，其中cesi_zzj.phy_phyml_tree.txt是最终的最佳ML树，文件cesi_zzj.phy_phyml_stats.txt是运行的日志记录。

二.多线程运行PhyML3.1（适合服务器linux系统）

1.最简单的代码示例

需要注意的是，先要进入phyml执行程序所在的目录，再在命令终端敲代码。

上图这条代码意思是：以2个线程运行phyml，并设置自举值为100，其他所有参数选择默认值。

bootstrap replicates的数量必须是mpirun命令所需CPU数量的倍数。

2.各参数速查

注意：下面这些参数对于单线程版Phyml同样适用，意思是单线程版本的Phyml也可以不按照上面的一步步输入参数，可以像使用多线程版本一样用一条命令代码一次性搞定。

注：以下所有图片点击放大更清晰。

特别注意事项：PhyML版本3.0和版本3.1无法构建祖先序列， 即--ancestral这个参数选项无法用。输出的树文件有自举值。

PhyML版本3.3可以构建祖先序列，但是输出的树文件没有自举值，这是该版本最大的bug。

以上笔者已经亲自调试过，希望大家不要再踩坑。

故推荐使用phyml3.1，软件压缩包见下：（windows版本+linux版本）

PhyML-3.1.zip

服务器多线程运行phyml3.1调用命令示例：（前提是服务器有安装mpi程序）

$mpirun-np 10./PhyML-3.1_linux64-i /home/gong/桌面/zzj.phy-q-m GTR-b 1000-a 0.4110-s SPR --rand_start 5--print_site_lnl --print_trace

服务器单线程运行phyml3.1调用命令示例：

$./PhyML-3.1_linux64-i /home/gong/桌面/zzj.phy-q-m GTR-b 1000-a 0.4110-s SPR --rand_start 5--print_site_lnl --print_trace

这些参数的含义上面图片都有，不再复述，比如模型以及GAMMA的alpha值等取决于你的序列。

另外附上phyml版本3.3的linux版本包：

phyml3.3-master.zip

如果你想预测你的这些序列的祖先序列，这个版本还是用得到的。

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