A short note on the tractability of constructing phylogenetic networks from clusters
在文献[2]中证明了Cass算法是一个从簇构造<=2级网络的多项式时间算法。在这里，我们展示了，对于每个k>=0，一个多项式时间的算法，从集群中构建k级系统发育网络。不像卡斯的算法方案在这里给出的只是理论上的兴趣。然而，它确实加强了有效的多项式时间算法（也许还有固定参数的易处理算法）存在的希望。
2009-12-22 q-bio.PE
Constructing a Minimum-Level Phylogenetic Network from a Dense Triplet Set in Polynomial Time
对于给定的物种集合$\mathcal{L}$和$\mathcal{L}$上的三联体集合$\mathcal{T}$，人们想要构建与$\mathcal{T}$一致的系统发育网络，即其代表$\mathcal{T}$的所有三联体。网络的层次被定义为它的双连通分支中混合顶点的最大数目。当$\mathcal{T}$是稠密的时，存在多项式时间算法来构造层级$0,1,2$网络（Aho等人，81; Jansson等人，04; Iersel等人，08）。对于更高的水平，Iersel等人（2008）使用简单网络的多项式时间算法获得了部分答案。在本文中，我们详细介绍了第一个完整的答案一般情况下，解决了一个问题提出的Jansson等人。2004年：对于任何$k$固定，它是可能的，以构建一个最低级别的$k$网络与$\mathcal{T}$一致，如果有任何，在时间$O(|\mathcal{T}|^{k+1}n^{\lfloor\frac{4k}{3}\rfloor+1})$。这是我们在CPM'2009上提交的初步版本的改进结果。
2011-06-23 q-bio.PE
Phylogenetic tree constructing algorithms fit for grid computing with SVD
Erikkson表明，奇异值分解（SVD）的聚类决定了一个分区的系统发育树是一个分裂。本文在他工作的基础上，提出了一种新的适用于网格计算的统计一致性算法，通过计算具有较小固定行数的节点的奇异值来构造系统发育树。
2006-11-04 q-bio.PE q-bio.QM
TripNet: A Method for Constructing Phylogenetic Networks from Triplets
我们提出了TripNet，一种从三胞胎构建系统发育网络的方法。我们将介绍我们的方法背后的动机及其理论和经验的理由。为了证明TripNet的准确性和效率，我们进行了两次模拟，并将该方法应用于五个已发布的数据集：Kreitman的数据，一组来自乌得勒支真菌生物多样性中心的真实酵母数据的三联体，110个高度重组沙门氏菌多位点序列分型序列的集合，和新西兰毛茛属拟侧金盏花组（Ranunculussect.Pseudadonis）高山毛茛的nrDNA ITS和cpDNAJSA序列分析。最后，我们将我们的结果与其他作者使用其他方法已经获得的结果进行了比较。TripNet、数据集和补充文件可在www.bioinf.cs.ipm.ir/softwares/tripnet上免费下载。
2011-04-25 cs.CE q-bio.PE q-bio.QM
Trinets encode tree-child and level-2 phylogenetic networks
系统发生网络概括了进化树，通常用于表示经历网状进化过程（如杂交、重组和横向基因转移）的物种的进化历史。最近，人们对尝试开发从三联体（即三个物种的有根树）构建有根系统发育网络的方法产生了极大的兴趣。然而，尽管三联体确定或编码有根系统发育树，但它们通常不编码有根系统发育网络，这是任何此类方法的潜在问题。受这一事实的启发，Huber和Moulton最近引入了trinitial，作为有根三元组对网络的自然扩展。特别是，他们表明，1级系统发育网络是由它们的tradition编码的，并且还强调所有"可恢复的"有根系统发育网络都是由它们的tradition编码的。在这里，我们证明了可恢复的二进制2级网络和二叉树子网络也是由它们的trunk编码的。要做到这一点，我们证明了两个分解定理的基础上traditional持有所有可恢复的二元根系统发育网络。我们的研究结果提供了一些额外的证据支持的猜想，traditional编码所有可恢复的根系统发育网络，也可能导致新的方法来构建系统发育网络从traditional。
2012-10-01 math.CO q-bio.PE
New Algorithms on Rooted Triplet Consistency
进化树（系统发育树）是一种二元的、有根的、无序的树，它模拟了当前生活的物种的进化历史，其中叶子按物种标记。在本文中，我们研究的问题，找到最大的共识进化树，从一组给定的根三元组。有根的三联体是在三片叶子上的系统发育树，显示了相应的三个物种的进化关系。已知上述问题是APX难题。我们提出了两个新的启发式算法。对于给定的n个物种上的m个三元组的集合，FastTree算法的运行时间为O（mn^2），这比任何其他先前已知的算法都快，尽管结果不太令人满意。BPMTR算法的运行时间为O（mn^3），平均而言，它比任何其他已知的近似算法都要好。
2013-04-01 q-bio.PE
Encoding and Constructing 1-Nested Phylogenetic Networks with Trinets
系统发生网络是系统发育树的推广，在生物学中用于表示网状或非树状进化。最近，已经开发了几种算法，其目的是使用{ \em三联体}从生物学数据构建系统发育网络，即在给定物种集合的3元素子集上的二元系统发育树。然而，这种方法的一个基本问题是，由系统发育网络显示的三联体不一定唯一地确定或{ \em编码}网络。在这里，我们提出了另一种方法来编码和构建系统发育网络，它使用系统发育网络的3元素子集的一组，或{ \em traplets}，而不是三胞胎。更具体地说，我们表明，对于一个特殊的，研究良好的类型的系统发育网络称为1-嵌套网络，由1-嵌套网络显示的tradition总是编码的网络。我们还提出了一个有效的算法来决定是否一个{ \em密集}集的trench（即一个包含一个trinet的每一个3元素子集的集合）可以显示1-嵌套网络或没有，如果是这样，构造网络。此外，我们讨论了一些潜在的新方向，这种新的方法开辟了构建和比较系统发育网络。
2011-10-04 cs.DS q-bio.PE
An algorithm for constructing principal geodesics in phylogenetic treespace
大多数系统发育分析的结果是一个样本的树，但总结和可视化这些样本可能是具有挑战性的。共识树通常提供关于样本的有限信息，因此已经开发出诸如共识网络、聚类和多维缩放等方法并应用于树样本。本文描述了一种构造主测地线或穿过树空间的线的随机算法，它类似于标准主成分分析中的第一主成分。主测地线总结了树的样本的最可变的特征，在树的拓扑结构和分支长度方面，它可以被可视化为平滑变化的树的动画。该算法通过参数空间进行随机搜索，以最小化数据点的平方投影距离之和。这个过程的目的是确定全球最优的主测地线，虽然收敛到局部最优测地线是可能的。该方法是通过构建实验和模拟数据集的主测地线来说明的，展示了可以获得的树木样本的洞察力，以及该方法如何改进以前发表的方法。可以从www.ncl.ac.uk/~ntmwn/geophytter免费获得一个名为GeoPhytter的Java软件包，用于构建和可视化主要测地线。
2014-09-02 q-bio.PE
Progress on Constructing Phylogenetic Networks for Languages
本研究针对WERN 2006语言演化模型下系统发育网络能否估计的遗留问题，证明在温和额外约束下网络拓扑具统计可识别性，提出推断算法，为语言系统发育网络实际估计提供理论与方法支撑。
2023-10-09 q-bio.PE stat.AP
Constructing minimal phylogenetic networks from softwired clusters is fixed parameter tractable
在这里，我们表明，给定一组分类群X上的一组聚类C，其中|X| =n，可以在时间f（k）.poly（n）中确定是否存在一个在软件意义上代表C中所有聚类的level <= k网络（即每个双连通分量的网状数至多为k的网络），如果是这样，则可以构造这样的网络。这扩展了Kelk，Scornavaca and Van Iersel（2011）的“On the elusiveness of clusters”的多项式时间结果。通过将“level-k generator”的概念推广到一般网络，我们将这个固定参数的易处理性结果推广到k不是指网络的水平而是指整个网络的网状数的问题。
2011-08-18 cs.CC q-bio.PE
Towards the fixed parameter tractability of constructing minimal phylogenetic networks from arbitrary sets of nonbinary trees
一段时间以来，在一组分类群X上给定一组不一定是二元（即“非二元”）的树T，是否有可能在时间f（r）.poly（m）中确定是否存在一个系统发育网络，该网络显示T中的所有树，其中r是指网络的网状数，m= |X| + |T|。在这里，我们表明，如果以下条件之一或两者成立，则这一点成立：（1）|T|受r的函数约束;（2）T中节点的最大度受r的函数约束。这些充分条件吸收和显着扩展已知的特殊情况下，即当所有的树在T是二叉的，或T恰好包含两个nonbinary树。我们相信这一结果是一个重要的一步解决问题的任意大和复杂的一组非二叉树。为了完整性，我们证明了这个问题在多项式时间内是可以解决的。
2012-08-02 cs.CC q-bio.PE
An algorithm for reconstructing level-2 phylogenetic networks from trinets
物种之间相互杂交或交换遗传物质的进化历史可以用叶标记的有向图来表示，称为系统发育网络。在系统发育网络的新兴领域中的一个主要挑战是开发通过将小网络合并成单个大网络来构建此类网络的算法。系统发育网络的层次是衡量其偏离树的一个尺度;网络的层次越高，它变得越不像树。已经开发了用于从小网络构建第1级网络的各种算法。然而，1级网络可能无法捕获某些数据集的复杂性。在本文中，我们提出了一个多项式时间的算法，用于从一组3叶网络或树中构造一个有根的二进制2级系统发育网络。此外，我们证明了该算法将正确地重建这样的网络，如果它是给定的网络中的所有trunk作为输入。该算法在时间上运行$O(t\cdot n+n^4)$，其中$t$是输入树的数目，$n$是叶的数目。我们还表明，有一个根本性的障碍，从traditional构建3级网络，因此需要开发新的方法来构建3级和更高级别的网络。
2021-09-23 cs.DS q-bio.PE
Constructing Phylogenetic Networks via Cherry Picking and Machine Learning
University of Trieste（的里雅斯特大学）；Delft Institute of Applied Mathematics（代尔夫特应用数学研究所）；CWI（荷兰国家数学与计算机科学研究中心）；Vrije Universiteit（自由大学）；INRIA-Erable（法国国家信息与自动化研究所Erable团队）
本文应用“挑选樱桃”理论框架设计高效启发式方法，结合机器学习模型和随机算法，将多棵系统发育树合并为单个网络，解决了现有方法计算成本高且适用范围受限的问题，并在实际规模数据集上表现出优良性能。
2023-03-31 cs.LG q-bio.PE
Quantum Simulation of Phylogenetic Trees
利用保迹映射的方法，提出了在系统发生树中构造生物多分类群概率张量的量子模拟方法，描述了具有多个行走者的量子行走演化系统.应用于各种拓扑结构的树的基本系统发育模型进行模拟以下适当的退相干量子线路。利用状态可观测对偶性和测量理论，在对似然算子可观测量进行操作的量子剪枝映射方面，提供了生物特征对齐序列的统计推断的量子模拟。
2011-05-09 q-bio.PE quant-ph
A Note on Encodings of Phylogenetic Networks of Bounded Level
由于需要更好的模型来阐明生命多样性是如何进化的，系统发育网络现在已经加入了系统发育树的行列，成为遗传学研究的中心。像系统发育树一样，这样的网络规范地分别诱导系统发育树、聚类和三联体的集合。因此，这并不奇怪，许多网络的方法，旨在重建一个系统发育网络从这样的集合。与研究得很好的完美共生问题相关，下面的问题在这种情况下具有根本的重要性：上述集合之一何时编码（即唯一描述）诱导它的网络？在本说明中，我们提出了一个完整的答案，这个问题的特殊情况下，1级（系统发育）网络的特征，这些1级网络的编码在上述集合之一（或等同于所有）存在。考虑到这种类型的网络构成了k级网络的丰富层次结构的第一层，k是非负整数，很自然地会想，我们的论证是否可以扩展到该层次结构中更高k值的成员。通过举例，我们表明，情况并非如此。
2009-06-23 math.CO q-bio.PE
Graph-based method for constructing consensus trees
本文扩展了基于图的PrimConsTree方法，通过整合拓扑信息、边频率、进化支频率和分支长度构建更稳健全面的系统发育共识树，弥补了传统方法忽略分支长度的不足。
2025-08-12 cs.DS q-bio.PE
CVTree for 16S rRNA: Constructing Taxonomy-Compatible All-Species Living Tree Effectively and Efficiently
本研究将CVTree两种方法应用于16S rRNA序列，构建了分类学兼容的全物种生命树，证明其速度比传统比对方法快1至3个数量级且分类一致性高，甚至优于部分多序列比对方法。
2025-05-12 physics.bio-ph q-bio.PE
Reconstructing phylogenetic level-1 networks from nondense binet and trinet sets
Bendi和Trendi分别是具有两片和三片叶子的系统发育网络。在这里，我们考虑的问题，决定是否存在一个二进制1级系统发育网络显示一个给定的一组$\mathcal{T}$的二进制binets或trenches在一组$X$的类群，并构建这样的网络，只要它存在。我们表明，这是NP难的traditional，但多项式时间可解的binets。此外，我们表明，这个问题仍然是多项式时间可解的输入组成的binets和traditional，只要在traditional周期的大小为3。最后，我们提出了一个$O(3^{|X|} poly(|X|))$时间算法的一般集的binets和trenches。后两种算法一般化到包含具有任意多个叶子的第一级网络的实例，从而提供了一些用于从一组有根系统发育网络计算网络的第一超网络算法。
2014-11-25 cs.DS q-bio.PE
A Space of Phylogenetic Networks
计算生物学中的一个经典问题是在给定n个物种之间的一组距离的情况下构建系统发育树。在大多数情况下，树结构过于约束。我们考虑一个圆形分裂网络，一个推广的树，其中多个平行的边缘表示分歧。引入了这种网络的几何空间，形成了Billera，Holmes和Vogtmann关于树空间的工作的自然扩张。我们探讨这个空间的性质，并显示一个自然的嵌入的实模空间的紧化曲线。
2016-07-23 cs.DM math.AT math.CO
Planar Rooted Phylogenetic Networks
有根系统发生网络是一个有向无环图，只有一个根，其汇对应于一组物种。由于这种网络对于表示经历了网状进化的物种的进化是有用的，因此人们对开发构建它们的理论和算法产生了极大的兴趣。然而，与进化树不同，这些网络可能是高度非平面的，这使得它们难以可视化和解释。在这里，我们研究平面有根系统发育网络的属性和算法，以决定是否有根网络具有某些特殊的平面性属性。特别是，我们介绍了三个自然子类的平面有根系统发育网络，并表明它们形成了一个层次结构。此外，对于著名的level-k网络，我们表明，level-1，-2，-3网络总是外，终端，向上平面，分别，和level-4网络不一定是平面的。最后，我们证明了一个正规网络是终端平面的当且仅当它是金字塔的。我们的研究结果利用高度发达的领域的平面有向图，我们相信，系统发育网络和平面图之间的联系应该证明是有用的，在未来开发新的方法来构建和可视化系统发育网络。
2022-06-27 math.CO q-bio.PE
A Practical Fixed-Parameter Algorithm for Constructing Tree-Child Networks from Multiple Binary Trees
我们提出了第一个固定参数的算法，用于构建一个树的孩子的系统发育网络，显示任意数量的二进制输入树，并在所有这样的网络中具有最小的网状数量。该算法采用最近引入的樱桃采摘序列框架，在$O((8k)^k \mathrm{poly}(n, t))$时间内运行，其中$n$为每棵树的叶子数，$t$为树的个数，$k$为所构建网络的网状数.此外，我们提供了一个有效的并行实现的算法，并表明它可以处理高达$100$输入树在一个标准的台式计算机，从而提供了一个重大的改进，以前的系统发育网络建设方法。
2019-07-19 cs.DM math.CO q-bio.PE
Leaf-reconstructibility of phylogenetic networks
进化生物学中的一个重要问题是重建一组$X$物种的进化历史。这段历史通常被表示为一个系统发育网络，即一个连通图，其叶子由$X$中的元素标记（例如，进化树），它通常也是二元的，即所有顶点的度都是1或3。在遗传学中用于在$X$上构建系统发育网络的常用方法包括从$X$的子集上的网络构建系统发育网络。在这里，我们考虑的问题，哪些（无根）的系统发育网络是叶重建，即网络可以唯一地重建从一组网络从它删除一个单一的叶（其$X$ -甲板）。这个问题与图论中著名的重构猜想密切相关，但正如我们将展示的那样，它提出了独特的挑战。我们发现，一些大类的系统发育网络是重建从他们的$X$ -甲板。这包括系统发生树、包含至少一个非平凡割边的二元网络和二元4级网络（网络的级别衡量它离树有多远）。我们还表明，对于固定的$k$，几乎所有的二进制水平的$k$系统发育网络是叶重建。作为我们的结果的应用，我们表明，一个3级网络$N$可以重建从它的quarnet，即4叶网络，诱导$N$在一定的递归方式。我们的研究结果导致几个有趣的开放问题，我们讨论，包括猜想，所有系统发育网络至少有五个叶叶重建。
2017-01-31 math.CO q-bio.PE
Arboreal networks and their underlying trees
针对水平基因转移推断中生态位差异问题，研究树状网络的组合结构，通过研究其底层树实现编码，为构建此类网络提供答案。
2025-03-28 q-bio.PE
Defining a phylogenetic tree with the minimum number of small-state characters
本文研究用最少小状态字符唯一确定系统发育树的问题，确定 3 状态最小叶子阈值为 8，并证明 n≥16 时 ⌈(n-3)/4⌉ 个 5 状态字符足以唯一确定任意树。
2025-08-21 math.CO q-bio.PE
Constructing the Molecular Tree of Life using Assembly Theory and Mass Spectrometry
本文提出基于组装理论和质谱的生化无关方法，通过联合组装空间构建分子系统发育树，无需识别分子身份即可判定生物成因、分类并追踪菌落谱系。
2025-07-20 q-bio.PE
A Simple Linear-Time Algorithm for the Common Refinement of Rooted Phylogenetic Trees on a Common Leaf Set
背景超树问题，即，寻找一组有根树的公共精化的任务是数学遗传学中的一个重要课题。已知公共叶集$L$的特殊情况在线性时间内是可解的。现有的方法使用其他输入树的信息来细化一个输入树，然后测试结果是否同构。结果提出了一种线性时间算法LinCR，用于构造具有公共叶集的$k$输入树的公共精化$T$，该算法以自底向上的方式显式地计算$T$的父函数.结论LinCR比其他渐近最优算法更容易实现，并且在经验比较中优于替代方案。空房的LinCR在Python中的实现可以在https://github.com/david-schaller/tralda上免费获得。
2021-09-24 cs.CC cs.DS math.CO
Satisfying ternary permutation constraints by multiple linear orders or phylogenetic trees
三元置换约束满足问题（CSP）由对称群S_3的子集Pi指定。这样的问题的一个实例由一组变量V和一组约束C组成，其中每个约束是来自V的不同元素的有序三元组。目标是在V上构造线性顺序α，使得对于C中的每个约束（a，b，c），由α引起的a，b，c的顺序在Pi中。排除对称性和平凡的情况下，有11个这样的问题，其复杂性是众所周知的。在这里，我们考虑问题的变体，表示为2-Pi，其中我们可以构造两个线性阶α和β，每个约束需要至少满足其中之一。我们给出了一个完整的复杂性分类的所有11个2-Pi的问题，观察到，在开关从一个到两个线性订单的复杂性景观的变化相当突然，硬度证明变得相当复杂。然后，我们专注于11个问题之一，特别是，这是密切相关的“2-毛毛虫兼容性”的问题，在遗传学文献。我们表明，这种特殊的CSP仍然很难在三个线性订单，也在生物相关的情况下，当我们交换三个线性订单的三个系统发育树，产生的“3树兼容性”的问题。由于这个问题的生物相关性，我们也给出了极值的结果，在最坏的情况下，满足一组根三重约束n叶标签的最小数量的树。
2014-10-09 cs.CC q-bio.PE
When two trees go to war
有根系统发育网络通常是通过将树、簇、三联体或特征组合成一个单一的网络来构建的，在某种定义明确的意义上，这个网络同时代表了所有这些。我们回顾这四种模式，并探讨它们是如何相关的。一般来说，所选的模型会影响所需的最小网状化事件数量。然而，当从两个二叉树获得输入数据时，我们证明了最小网格数与模型无关。表示树、三联体、簇（在软件意义上）和字符（具有不受限制的多重交叉重组）所需的网格数都是相等的。此外，我们表明，这些结果也持有时，而不是网状的数量，但所构建的网络的水平最小化。我们使用这些统一的结果来解决一些复杂的问题，已经在该领域开放了一段时间。我们还给出了明确的例子表明，已经从三个二叉树的模型开始发散的数据。
2010-04-29 q-bio.PE
Binets: fundamental building blocks for phylogenetic networks
系统发生网络是生物学家用来表示经历了网状进化的生物进化的进化树的概括。从本质上讲，系统发育网络是一个有向无环图，它有一个唯一的根，其中的叶子由一组给定的物种标记。最近，一些方法已经被开发出来，从2-和3-leaved网络，这被称为binets和trademark，分别网络的集合构建系统发育网络。在这里，我们更深入地研究binets集合的属性，binets是系统发育网络可以分解的最简单的网络类型之一。更具体地说，我们表明，如果一个集合的1级binets是兼容的一些二进制网络，那么它也是兼容的二进制1级网络。我们的证明是基于有用的结构的最低稳定的祖先在网络中的结果。此外，我们表明，虽然binets不确定的网络的拓扑结构，他们确定的网络中的网状，这是它的最重要的参数之一的数量。我们还考虑有关binets的算法问题。我们表明，决定是否任意一组binets是兼容的一些网络至少是众所周知的图形同构问题一样难。然而，如果我们仅限于1级binet，则可以在多项式时间内决定是否存在显示所有binet的二进制网络。我们还表明，找到一个网络，显示最大数量的binets是NP-难的，但存在一个简单的多项式时间1/3近似算法这个问题。希望这些结果将最终有助于开发新的方法，用于从较小的网络集合构建系统发育网络。
2017-01-31 cs.DS math.CO q-bio.PE
Tree-metrizable HGT networks
系统发育树通常通过使用标记树的叶子的分类群的集合上的度量来构建。虽然有多种方法可以使用给定的度量构建树，但只有当该度量满足布尼曼于1971年建立的所谓“四点条件”时，此类树才会显示该度量。虽然这个条件保证了一个唯一的树将显示度量，这意味着任何两个叶子之间的距离可以通过添加叶子之间路径上的弧的距离来找到，但它并不排除系统发育网络也可能显示度量的可能性。这种可能性最近被指出，“树度量”网络-显示一个树度量-与一个单一的网状的特点。在本文中，我们表明，在HGT（水平基因转移）网络的情况下，实际上有树度网络包含许多网状结构。
2019-08-23 math.CO q-bio.PE
Adventures in Invariant Theory
我们提供了一个介绍枚举和构造不变量的群表示通过字符的方法。通过我们最近的工作中产生的两个案例研究，这个问题的背景：纠缠措施，用于表征复合量子系统的状态空间的结构;和马尔可夫不变量，一个强大的替代参数估计密集的方法在分子遗传学的统计推断。
2013-07-24 math.GR math.ST q-bio.PE
