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系统发育网络的软布线简约得分界限

种群与进化 2024-05-31 v1 组合数学

摘要

与系统发育树相比,系统发育网络更适合表示物种的复杂进化历史,这些历史包含网状进化事件,如杂交或基因横向转移。然而,由于系统发育网络复杂的结构特性,其重建仍然具有挑战性且计算成本高昂。例如,对于系统发育树可在多项式时间内求解的小简约问题,在软布线和亲本简约下,即使对于单个二元字符和结构受限的网络,在系统发育网络上也是NP难的。为了计算系统发育网络NN的简约得分,这两种简约概念考虑从NN中提取的不同指数大小的系统发育树集合,并推断该集合中所有树的最小简约得分。在本文中,我们问:所考虑树集合中包含的任何系统发育树的简约得分与简约得分等于NN简约得分的系统发育树之间的最大差异是多少?给定多态字符的无间隙序列比对和一个有根二元kk级系统发育网络,我们利用信息性blob的新概念证明,该差异以k+1k+1乘以NN的软布线简约得分为界。特别地,该差异与比对长度和字符状态数无关。我们证明,对于半有向网络,可以获得类似的软布线简约得分界限,而在亲本简约下,这种界限则不成立。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.19587,
  title  = {Bounding the softwired parsimony score of a phylogenetic network},
  author = {Janosch Döcker and Simone Linz and Kristina Wicke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.19587},
  year   = {2024}
}