Published at 2020-04-17 11:36
Author：zhixy
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以下内容基于IQ-TREE 1.6.12
IQ-TREE主要由来自奥地利维也纳大学（Universität Wien）Bùi Quang Minh等开发。 提供包括windows（64/32位）、linux（64/32位）、以及macOS在内的多平台不同版本。
IQ-TREE有四大功能，在很大程度上解决了最大似然法建树软件、尤其是速度上的几个缺陷：
通过-s指定输入的序列比对文件，接受格式包括 PHYLIP/FASTA/NEXUS/CLUSTAL/MSF
[user@server ~]# iqtree -s example.phy
运行过程中IQ-TREE会调用ModelFinder进行模型选择，并在最优模型（最优标准默认为BIC，Bayesian Information Criterion） 的基础上进行进化树构建。最终将产生4个主要的结果文件：
此外还有3个次要临时文件，包括example.phy.bionj，example.phy.ckp.gz和example.phy.model.gz。
IQ-TREE针对蛋白质序列将对546个模型进行检验，针对DNA序列将对286个模型进行检验。模型检验受-m参数控制，
实际上上述基本用法相当于执行如下操作：
[user@server ~]# iqtree -s example.phy -m MFP
如仅执行模型选择，而不进行ML树搜索，须设置-m MF。输出结果将不再有example.phy.mldist，同时example.phy.treefile也不再存放ML树，
取而代之的是用于ModelFinder的树文件。
在设置-m MF（包括-m MFP）进行模型选择时，在常用模型基础上，加上了FreeRate model，所以模型就有546和286之多。
如果计算资源有限，像jModelTest, ProtTest那样在常规模型中选择，可执行：
[user@server ~]# iqtree -s example.phy -m TEST
类似地，设置-m TESTONLY将仅执行模型选择。
已知最优模型，或想根据特定模型构建ML树，仍须通过-m参数设置，规则为-m modelnameFIG[n]，其中关于碱基/氨基酸频率的F、不变位点的I
和离散Gamma模型（突变速率异质性）的G[n]（n默认为4），可组合使用。此外，FreeRate model的设置为-m modelnameR[n]。
Bootstrap自展分析是最常用的分支可靠性检验方法，但在ML树构建过程中，由于ML法本身速度较慢，加之Bootstrapping使得整个计算进程被大大拉长。 IQ-TREE团队开发了一个超快Bootstrap的方法，并在IQ-TREE中实现，用法如下：
[user@server ~]# iqtree -s example.phy -m TEST -bb 1000
Ultrafast bootstrap最少重复次数为1000。
快速Bootstrap与常规Bootstrap的在bootstrap value的解读上不同，模型冲突的情况下，快速Bootstrap会高估bootstrap value值。因此作者推荐加上
-bnni
或者沿用标准非参数Bootstrap分析，设置参数为-b 100，将执行Bootstrap ML tree consensus tree三步，-bc 100
将执行Bootstrap consensus tree二步，-bo 100将仅执行标准Bootstrapping。
如上所述，MLBootstrap分析是非常耗时的，为了加快运算，目前很多软件都支持多线程运算，IQ-TREE也不例外。
[user@server ~]# iqtree -s example.phy -m TEST -bb 1000 -nt 100
以上命令通过-nt设定了100个线程并行计算，或也可通过设置-nt AUTO让IQ-TREE自动选择。
IQ-tree运行过程会保存每一步成功运行的结果(建立checkpoint)。当程序中断重新运行时，IQ-TREE会接上一个checkpoint运行。这个对于大数据集是有很大好处的。如想从头开始，需要加上参数
-redo。
在Phylogenomics分析等分析中，针对比对序列中的不同区间（Partition），或基因组中的不同基因，IQ-TREE可有区别的设定不同的模型。
该方法通过-sp参数实现。
[user@server ~]# iqtree -sp supermatrix_partition.nex -nt 100 -bb 1000
所需的nexus文件示例如下：
#nexus
begin sets;
charset part1 = aln1.phy: *; #part1 对应基因/蛋白1的比对文件，以此类推
charset part2 = aln1.phy: *; # * 指定了alignment中的所有位点都用于计算，根据需要可选定其中的部分位点，如："aln1.phy: 1-100 250-384;"
charset part3 = aln2.phy: *;
charpartition mine = HKY:part1, GTRG:part2, WAGIG:part3; # 改行为每个part指定不同的模型。
end;
