【3.5.4】使用 RAxML 构建进化树

(未测试)

1. RAxML 简介

• RAxML (Random Axelerated Maximum Likelikhood) 能使用多线程或并行化使用最大似然法构建进化树。
• 网页版工具：http://epa.h-its.org/raxml/submit_single_gene
• 参考文献：RAxML version 8: a tool for phylogenetic analysis and post-analysis of large phylogenies

2. RAxML 下载与安装

$ wget https://github.com/stamatak/standard-RAxML/archive/v8.2.12.tar.gz -O ~/software/RAxML-v8.2.12.tar.gz
$ tar zxf ~/software/RAxML-v8.2.12.tar.gz -C /opt/biosoft/
$ mv /opt/biosoft/standard-RAxML-8.2.12/ /opt/biosoft/RAxML-8.2.12/
$ cd /opt/biosoft/RAxML-8.2.12/
$ make -f Makefile.SSE3.PTHREADS.gcc -j 4
$ rm *.o
$ make -f Makefile.AVX.PTHREADS.gcc -j 4
$ rm *.o
$ source ~/.bashrc.mpich
$ make -f Makefile.SSE3.HYBRID.gcc -j 4
$ rm *.o
$ make -f Makefile.AVX.HYBRID.gcc -j 4
$ rm *.o
$ chmod 755 /opt/biosoft/RAxML-8.2.12/usefulScripts/*
$ echo 'PATH=$PATH:/opt/biosoft/RAxML-8.2.12/' >> ~/.bashrc
$ source ~/.bashrc

2. RAxML 的使用

RaxML 软件包中带有一个 PDF 格式的 Manual 文档，介绍得非常详细。

2.1 RaxML 版本的选择

Sequential 版本适合于中小型的数据； PThreads 版本适合于长序列或多条序列；MPI 版本适合于较大(100~1000) bootstraps 的运行。

2.2 常用例子与参数

常用例子：

简单快速方式

$ raxmlHPC ­-f a ­-x 12345 ­-p 12345 ­-# 100 ­-m PROTGAMMALGX ­-s ex.phy ­-n ex -T 20

并行化软件支持，能最快速计算。并行化20个任务，每个任务使用8线程，能使用全部160线程计算资源：
$ /opt/sysoft/mpich2-1.5/bin/mpirun -np 20 raxmlHPC ­-f a ­-x 12345 ­-p 12345 ­-# 100 ­-m PROTGAMMALGX ­-s ex.phy ­-n ex -T 8

RAxML 的参数非常多，设置非常复杂，上述常用例子的参数为：

-f a
此参数用于选择 RAxML 运算的算法。可以设定的值非常之多。 a 表示执行快速 Bootstrap 分析并搜索最佳得分的 ML 树。
-x 12345
指定一个 int 数作为随机种子，以启用快速 Bootstrap 算法。
-p 12345
指定一个随机数作为 parsimony inferences 的种子。
-# 100
指定 bootstrap 的次数。
-m PROTGAMMALGX
指定核苷酸或氨基酸替代模型。PROTGAMMALGX 的解释： "PROT" 表示氨基酸替代模型； GAMMA 表示使用 GAMMA 模型； X 表示使用最大似然法估计碱基频率。
-s ex.phy
指定输入文件。phy 格式的多序列比对结果。软件包中包含一个程序来将 fasta 格式转换为 phy 格式。
-n ex
输出文件的后缀为 .ex 。
-T 20
指定多线程运行的 CPUs 。

2.3 结果文件

RAxML_bootstrap.ex           bootstrapped trees
RAxML_bestTree.ex            最佳得分 ML 树
RAxML_bipartitions.ex        有 bootstrap 分值支持的最佳得分树，分值在 node 上。
RAxML_bipartionsBranchLabels.ex 有 bootstrap 分值支持的最佳得分树, 分值在 branch 上。FigTree不能识别此文件。

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参考资料

• http://www.chenlianfu.com/?p=2225