步步图解iTol-给进化树做个美颜

系统发育进化树 (Phylogenetic tree)： 一般也叫系统进化树，进化树。是指以树状结构表示各个节点的进化关系，枝点可以是物种、同一物种的样本、基因等单元。

在细菌基因组和宏基因组（如肠道菌群）的研究中，系统进化树的构建都是生物信息分析中非常重要的一部分。

关于进化树的构建和绘制，目前已经有很多成熟的工具，比如Mega、clustalw等等。构树工具和参数的选择是一个非常复杂且长的故事了，今天这篇小文暂时不介绍。

今天笔者想用多图实操的方式和大家分享一个超级棒的工具iTol，让自己的进化树能够表达更多的信息。

iTol网址：https://itol.embl.de/

美化第一步：准备进化树nwk格式的输入文件

nwk文件可以通过多种软件获得，例如MEGA。为了演示，我们这里提供一个含有5个样本的测试文件。

(A,((B,C),(D,E))))

在iTol网站(https://itol.embl.de/upload.cgi)点击upload上传该nwk文件后，获得基本的tree图。

美化第二步：给进化分支增加颜色。

假设5个样本中，B和C为1组，D和E为另一组，我们希望通过颜色标注分组情况。

此时，我们可以准备如下文档

TREE_COLORSSEPARATOR TAB
DATAA  range  #a1d8b1  B  range  #edfcc2C  range  #edfcc2D  range  #f88aafE  range  #f88aaf# 注意DATA后面为需要我们根据自己的数据调整的部分。# 每一行为一行样本# 第一列为样本名称（nwk文件里的名称），第三列为颜色代码，可以根据自己的喜好随意修改。

将建立的文件的拖拽到iTol的进化树上，我们可以看到此时的tree已经拥有了色彩。

美化第三步：增加色条

假设A和B采样于同一个地区，C、D和E样本来源于另一个样本，我们希望在进化树上利用色条的方式标注。此时，我们可以按如下格式新建文件，并拖拽到进化树上。

DATASET_COLORSTRIPSEPARATOR TABDATASET_LABEL  COLORSTRIP
DATAA  redB  redC  blueD  blueE  blue# 注意DATA后面为需要我们根据自己的数据调整的部分。# 每一行为一行样本# 第一列为样本名称（nwk文件里的名称），第二列为颜色名称或颜色代码，可以根据自己的喜好随意修改。

美化第四步：将柱状图和Tree相结合

假设ABCDE五个样本的基因数目分别为100，200，300，400，500，我们希望在tree上进行标注。此时，我们可以准备如下文档，并将其拖拽到itol的tree上。

DATASET_SIMPLEBARSEPARATOR TABDATASET_LABEL  SIMPLEBARCOLOR  orangeMARGIN  5WIDTH  200
DATAA  100B  200C  300D  400E  500# 注意DATA后面为需要我们根据自己的数据调整的部分。# 每一行为一行样本# 第一列为样本名称（nwk文件里的名称），第二列为数值# 柱状图的颜色可以根据第4行的COLOR参数修改

美化第五步：增加特殊标记

假设有4个基因，我们希望在ABCDE5个样本上标注这4个基因的有无情况，我们可以通过增加特殊标记来实现。方法同样为准备如下文档，并拖拽到iTol的树上。

DATASET_BINARYSEPARATOR TABDATASET_LABEL  BINARY
FIELD_SHAPES  2  4  5  1FIELD_LABELS  gene1  gene2  gene3  gene4FIELD_COLORS  #ff0000  #00ff00  pink  #0000ff
DATAA  1  0  -1  0B  0  1  -1  0C  0  1  0  1D  1  0  0  1E  0  -1  1  -1# 基因的颜色和形状通过FIELD_COLORS和 FILED_SHAPES两个参数来控制# 注意DATA后面为需要我们根据自己的数据调整的部分。# 每一行为一行样本，每一列为1个基因。-1不显示。0代表空心图形。1代表实心图形。

美化第六步：增加指示箭头

假设我们发现有一个元素（比如毒力基因）从样本B转移到了样本E，此时我们希望能在tree上增加一个箭头来标记这种关系。我们同样的可以创建一个文件，然后拖拽到树上。

DATASET_CONNECTIONSEPARATOR TABDATASET_LABEL  CONNECTIONCURVE_ANGLE  -50

DATAB  E  1  pink  dashed# Data后为我们需要准备的部分。第一列为箭头起始样本，第二列为目标样本，第三列为width，第四列为颜色，第五列定义虚线或实线

iTol还提供了更多美化方式，比如增加heatmap、比对序列、箱式图、protein domains、更改名称、散点图、图形标记等等等等。同样也是可以通过修改文件后实现，这里仅展示美图。

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