A first step towards computing all hybridization networks for two rooted binary phylogenetic trees
最近，相当大的努力已经投入到开发快速算法来重建一个有根系统发育网络，解释两个有根系统发育树，并具有最小数目的杂交顶点。由于解决这个问题的标准方法是组合的，因此重建的网络很少是唯一的。因此，从生物学的角度来看，不仅要计算一个网络，而且要计算所有可能的网络。在本文中，我们提出了第一个算法-称为allMAAFs-，计算所有的最大无环协议森林的两个有根二元系统发育树在同一组类群接近这一目标的第一步。
2011-09-15 q-bio.PE
Inferring metric trees from weighted quartets via an intertaxon distance
一个度量系统发育树有关的类群的集合，分别为三个和四个类群的所有子集诱导加权有根三元组和加权四元组。新的分类单元间距离的定义，可以从这些权重计算，并显示完全适合相同的树拓扑结构，但与边缘权重重新缩放的某些因素依赖于相关的分裂大小。这些距离是类似的度量树最近推出的拓扑树，是基于诱导的非加权根三元组和四元组。这里介绍的距离导致新的统计上一致的方法推断一个度量物种树的拓扑基因树的集合下产生的多物种合并模型的不完全谱系排序。模拟提供了对其潜力的深入了解。
2020-02-11 q-bio.PE
A tree metric using structure and length to capture distinct phylogenetic signals
系统发育树是理解进化的核心工具。它们通常从序列数据推断，并通过时间捕获进化关系。能够比较来自不同数据源（例如来自相同生物体的几个基因）和不同推理方法的树是至关重要的。我们提出了一个新的度量的强大的，定量比较的根，标记的树。它可以清晰地可视化树空间，给出树之间有意义的比较，并可以检测树的后验分布中的树拓扑的不同岛屿。这使得选择支持良好的摘要树成为可能。我们展示了我们对登革热病原体的方法。
2015-09-11 q-bio.PE
Distributions of topological tree metrics between a species tree and a gene tree
为了对给定的一组系统发育基因树进行统计分析，我们经常使用两棵树之间的距离度量。在基于统计距离的基因树不一致性分析方法中，确定“生物学上有意义的”和“统计上均匀分布的”树间距离是一个关键。因此，本文研究了两棵树之间的三个树距离度量：边差、路径差和精确的$K$间隔共物种形成距离的分布：首先，我们研究了两棵随机无根树之间的三个树距离的分布，这三个树距离是由$n$叶子组成的（$n \geq 4$）;在此基础上，我们重点研究了在聚合过程中，具有$n$叶片的固定根物种树和具有$n$叶片的随机基因树之间的三个树距离的分布根据树种树。我们展示了一些理论结果，以及模拟研究这些分布。
2016-02-04 q-bio.PE
A characterization of minimum spanning tree-like metric spaces
近年来，最小生成树（MST）问题因其与使用数据点之间的距离自动构建模型的相关性而引起了生物学的兴趣。尽管越来越多的MST算法用于这一目的，拟合优度的MST的数据往往是难以捉摸的，因为没有定量的标准已经制定来衡量它的动机，我们提供了一个必要和充分条件，以确保度量空间上的n个点可以表示为一个完全标记树上的n个顶点，从而确定MST何时保持有限度量空间中的点之间的所有成对距离。
2015-10-30 cs.DM q-bio.PE q-bio.QM
A Fast Algorithm for Computing Geodesic Distances in Tree Space
比较和计算系统发育树之间的距离是重要的生物学问题，特别是对于边长起重要作用的模型。两棵具有边长的系统发育树之间的测地线距离度量是Billera、Holmes和Vogtmann引入的连续树空间中它们之间的最短路径的长度。这棵树空间提供了一个强大的工具，用于研究和比较系统发育树，无论是在表现出一个自然的距离措施，并在提供一个类似于欧几里德的结构，解决优化问题的树。一个重要的公开问题是找到一个多项式时间算法来寻找测地线在树空间。本文给出了这样一个算法，它从一个简单的初始路径开始，经过一系列连续的较短路径，直到获得测地线。
2009-11-05 cs.CG cs.DM math.MG
Computing the probability of gene trees concordant with the species tree in the multispecies coalescent
多物种合并的过程模型的系谱关系的基因从几个物种中采样，使有用的预测现象，如不一致的基因树和物种之间的亲缘关系，由于不完整的谱系排序。相反，大量基因树的知识可以告诉我们物种进化的几个方面，例如它的拓扑结构和祖先种群的大小。在这种情况下，一个基本的开放问题是如何有效地计算基因树拓扑结构的概率，给定的物种遗传。虽然已经提出了一些算法来完成这项任务，但它们要么产生近似的结果，要么当它们是精确的时，它们不能扩展到大数据集。在本文中，我们提出了一些进展，准确和有效的计算概率的基因树拓扑结构。我们提供了一个新的算法，给定一个物种树和每个物种的基因采样数，计算的概率，基因树拓扑结构将是一致的物种树。此外，我们提供了一个算法，计算任何特定的基因树拓扑结构与物种树一致的概率。这两种算法都在多项式时间内运行，并已在Python中实现。实验表明，他们能够在几分钟到几小时内分析数千个基因样本的数据集。
2020-12-09 cs.DS q-bio.PE
Computing Geodesic Distances in Tree Space
我们提出了两个算法计算系统发育树在树空间中的测地线距离，介绍了Billera，Holmes，和Vogtmann（2001）。我们证明了两棵树之间的最短路径的可能组合类型可以用一个偏序集来紧表示。我们通过将问题转化为寻找通过欧几里得空间的某个区域的最短路径来计算沿着每个候选路径的最短距离。特别地，我们证明了存在一个线性时间算法，用于找到包含在R^k的子空间中的R ^k的全正正交线中的一个点和全负正交线中的一个点之间的最短路径，该子空间由前i个坐标非正且其余坐标非负的所有正交线组成，0 <= i <= k。
2011-06-07 cs.CG cs.DM math.CO
Cophenetic metrics for phylogenetic trees, after Sokal and Rohlf
系统发育树比较指标是进化研究中的重要工具，因此系统发育树比较指标的定义是系统发育学中一个有趣的问题。50年前，在《Taxon》杂志上发表的一篇论文中，Sokal和Rohlf提出了定量测量一对系统发育树之间的差异的方法，首先用它们的同表值的半矩阵对它们进行编码，然后比较这些矩阵。从那时起，这一思想已被多次用于定义系统发育树之间的相异度量，但据我们所知，没有适当的度量加权系统发育树嵌套分类群的基础上，这一思想已正式定义和研究。实际上，单靠不同分类群对的同表值不足以选出带加权弧或嵌套分类群的系统发育树。在本文中，我们定义了一个家庭的同表度量比较系统发育树在同一组的分类单位，通过编码他们的向量的同表值对分类单位和深度的单一分类单位，然后计算相应的向量的差异的$L^p$范数。然后，我们研究，无论是分析或数值，他们的一些基本属性：邻居，直径，分布，以及他们的秩相互关联和与其他指标。
2013-01-20 q-bio.PE
A partial order and cluster-similarity metric on rooted phylogenetic trees
根的系统发育树是系统发育分析的许多领域不可或缺的。最近引入了树相似性度量，以限制距离分布的偏斜，并确保相邻的树具有相似的层次结构。在本文中，我们引入了一个新的集群相似性度量根系统发育树空间，有一个相关的本地操作，允许轻松计算的邻域，一个特质，是理想的MCMC计算。度量定义的Hasse图上的距离诱导的根系统发育树，本身基于树之间的层次保持映射的概念上的偏序。我们介绍的偏序是一个细化的层次结构上的著名的细化顺序。偏序映射和层次保持映射两者也可以是独立感兴趣的。
2019-11-25 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
On the complexity of computing MP distance between binary phylogenetic trees
在植物遗传学领域，人们对量化两棵树的相异性的距离度量有很大的兴趣。最近，提出了一种新的距离度量：最大简约（MP）距离。这是基于所考虑的两棵树上单个字符的简约性得分的差异，目标是找到最大化这种差异的字符。在这里，我们表明，两个\emph{binary}系统发育树的MP距离的计算是NP-难的。这是一个非常重要的扩展较早的NP-硬度证明两个多分叉系统发育树，它是特别相关的突出的二叉树在遗传学文献。作为推论的主要硬度结果，我们表明，MP距离的计算也很难二叉树，如果可用的状态数是有界的。事实上，通过一个不同的减少，我们表明，这是困难的，即使只有两个国家。最后，作为第一个回应，这个硬度，我们给出了一个简单的线性规划（ILP）制定，这是能够计算MP距离正是小树（和较大的树木时，只有少量的字符状态），这是用来计算验证所需的硬度证明几个辅助结果。
2015-01-18 cs.CE cs.DS math.CO
Tropical Density Estimation of Phylogenetic Trees
本文提出用热带几何中的热带度量对系统发育树空间上的基因树分布进行非参数核密度估计，以识别离群基因树，并通过模拟和 Apicomplexa 数据证明其比 BHV 度量方法计算更快、精度更高。
2023-07-11 q-bio.PE
Computing a Relevant Set of Nonbinary Maximum Acyclic Agreement Forests
有几种方法可以重建有根系统发育网络，解释有根二元系统发育树给出的不同进化历史。然而，在实践中，由于基础数据的信息不足，系统发育树通常不能完全解析，因此，这些方法通常不能应用于生物学数据。在这项工作中，我们提出了第一个算法-称为allMulMAAFs -，使所有相关的非二进制最大无环协议森林的计算两个有根（非二进制）系统发育树上的同一组类群接近这一目标的第一个重要步骤。请注意，我们的算法是免费软件Hybroscale的一部分，该软件计算重叠分类群上一组有根（非二进制）系统发育树的最小杂交网络。
2015-12-17 cs.DS q-bio.PE
The complexity of comparing multiply-labelled trees by extending phylogenetic-tree metrics
多标记树（英语：Multilabelled tree）是一种根树，其中每个叶子都被某个集合中的元素标记，但其中不止一个叶子可以被该集合中的同一元素标记。在基因组遗传学中，这种树被用于地理学研究，以研究基因家族的进化，也用于构建系统发育网络的方法。一个多标签树，其中没有重复的叶子标签被称为一个系统发育树，和一个其中每个标签是相同的也被称为树形。在本文中，我们考虑的复杂性计算度量的多树，得到的系统发育树的度量扩展。特别是，通过限制我们的注意树的形状，我们表明，计算度量扩展的MUL树是NP完全的两个著名的度量系统发育树，即路径差和罗宾逊Foulds距离。我们还表明，Robinson Foulds距离的扩展是固定参数听话的距离参数。的路径距离复杂性的结果，使我们也可以回答一个开放的问题，解决二次分配问题的复杂性，两个矩阵是罗宾逊相似性和罗宾逊相异性，我们证明是NP-完全的。我们的结论是考虑最大协议子树（MAST）的距离系统发育树的多树。虽然它的扩展到MUL-trees可以在多项式时间内计算，我们表明，计算其自然推广到两个以上的MUL-trees是NP-完全的，虽然固定参数听话的最大程度时，给定的树的数量是有界的。
2018-03-15 cs.DS math.CO q-bio.PE
Reconstructing Trees from Subtree Weights
树度量定理为相异矩阵是树度量提供了充要条件，并已成为遗传学中许多基于距离的重建方法的基础。我们的主要结果是树度量定理的推广到更一般的相异度映射。特别是，我们证明了一个树与n叶是重建的m叶子树的权重，提供n \geq 2 m-1。
2003-11-11 math.CO q-bio.PE
A tight kernel for computing the tree bisection and reconnection distance between two phylogenetic trees
2001年，Allen和Steel指出，如果将子树和链约简规则应用于两个无根系统发育树，约简后的树将最多有28 k个分类群，其中k是两棵树之间的TBR（Tree Bisection and Reconnection）距离。在这里，我们重新分析艾伦和钢的内核化算法，并证明减少的情况下，实际上将有最多15 k-9类群。此外，我们表明，通过描述一个家庭的情况下，减少后，正好有15 K-9类群，这个新的界限是紧的。这些实例也没有共同的集群，这表明第三种常见的缩减规则，集群缩减，在最坏的情况下不能进一步减少内核的大小。为了实现这些结果，我们引入和使用“无根发电机”，这是类似物的有根结构，已经出现在系统发育网络文献。使用类似的论证，我们表明，对于两个有根树的最小杂交问题，9 k-2是一个紧界（当子树和链减少规则已被应用）和9 k-4是一个紧界（当，另外，集群减少已被应用）的类群数，其中k是两棵树的杂交数。
2019-07-16 cs.DS math.CO q-bio.PE
Tree Topologies along a Tropical Line Segment
具有极大代数的热带几何已被应用于树空间上的统计学习模型，因为具有树空间上的热带度量的几何具有一些很好的性质，例如热带度量的凸性。热带几何在树空间中的应用面临的挑战之一是难以用热带度量解释统计模型的结果。本文研究了树空间上两棵系统树之间沿一条具有热带度量的内禀测地线--热带线段的树拓扑的组合学，并给出了两棵树之间热带线段的一些性质.具体来说，我们表明，概率热带线段的两个随机选择的树木通过原点如果叶数大于4，则（星型树）为零，并且我们还表明，如果两棵给定的树仅相差一个最近邻交换（NNI）移动，则它们之间的热带线段中的树的树拓扑是具有可能的零分支长度的这两个给定树之一的相同树拓扑。
2021-10-30 math.CO q-bio.PE
