写在前面
当我们关注某个基因时，在计划对其开始基因功能研究之前，往往需要先做「基因家族分析」，原因有几：
- 通过演化树分会初步判断基因可能功能；
- 是确定其是否有替补队员（如此敲除就得一起敲除）；
- 保险起见查看基因的编码序列是否完整，必要时进行基因结构注释矫正。
事实上，这些基本是每一个做分子生物学实验的人所必须掌握的技能。有趣的是，TBtools和GSAman就可以在这些事项上帮许多人介绍数天乃至数十天的时间。
但是，很多时候我们关注到一个基因，关注到对应的某个基因家族，能看到的也就只有这个物种内部的情况，比如成员多少，分支集合。做得细致一些，可能跑跑两三个物种的共线性分析，往往不能说明多少问题。
「抛开 演化 谈 生物学 就是 耍流氓」。从物种演化的尺度上看问题，往往能给我们提供更多有趣的东西。我们可以看看，对家族成员的扩张到底是仅仅发生在当前物种？还是发生在当前物种与近源物种的共同祖先？我们关注的成员，到底是新产生的？还是近源物种丢失了？这一切，需要从物种演化的尺度看基因的获得与缺失。
有分析经验的朋友可能会说，哦吼，那不就是跑一下 cafe? 这个对也不对，因为cafe的关注单元是「一个基因家族」，分析的是几乎所有基因家族在演化尺度上的扩展与搜索，实际上这个与湿实验的朋友关注的并不在一个尺度，因为我们关注的是「一个基因」（归属与某一个家族），分析的是这个基因到底是什么时候出现或者在哪里丢失。后者，其实有一款软件叫做 notung。这块软件不是非常容易使用，理解原理比较简单，但是操作起来非常繁琐，尤其是文件准备上。
然而，我发现我不时就需要用，那么不如就给他鼓捣鼓捣做成 TBtools 插件，如此就每次都可以轻松点点，搞定分析。
基因在演化尺度上的获得与丢失分析
注意：需要用 TBtools v1.126 或者更高版本
直接从插件商店，即可安装「Gene Gain & Lost Analysis」
PS: 暂时没想清楚要不要公开释放，让朋友先补了一个授权限制，示情况再定
打开插件后，可以发现一共是三个模式
- One Step: 一键化模式，用户只需要填入需要的文件，点击 Start 等待开始即可；
- Just Prepare: 一键化模式中蛋白序列的进化树构建需要时间，调用的是 IQ-Tree，但是一些时候我们想用其他方法，比如 raxml 建树，那么就只需要用这个功能进行文件准备，建立好进化树之后，再用最后一个模式即可
- Invoke Directly：有些时候，我们可能自己准备好了一颗物种树和一棵基因树，这个时候可以直接分析。当然，其实这两个准备都不是很方便，ID对应也有一些坑，推荐用 Just Prepare 准备文件再去建树。
此处，我们只介绍最多人可能会感兴趣的「One Step」模式。
一键分析基因在物种演化尺度的获得与缺失
首先查看界面
示例文件如下，我们的目的是看看 生长调节因子 转录因子 GRF 在几个被子植物中的获得与缺失情况
# 有需要的可以自行下载
https://tbtools.cowtransfer.com/s/971bfd66bd5d49
简单查看文件内容，比如「species_tree.txt」，事实上，如果是做植物的话，逻辑上可以基于物种双名直接用 TBtools 获取到物种演化树。
至于蛋白序列（！注意，每个文件只存放该家族的成员即可），另外，注意每个基因一个蛋白序列就好，可变剪切不要置入
于是，接下来操作分享简单，直接拖拽或者选择文件置入即可
点击 Start 之后等待即可。注意到，这个主要跟蛋白家族大小有关，如果家族成员真的多，比如一个物种100个，那么5个物种就是500个蛋白序列，如此建树自然会比50个蛋白序列来得更慢。总之就是等待....考虑用 demo data 跑跑看看，大概是30min，视电脑的具体性能有不同，再对应跑自己的数据。运行结束后会自动弹出两个窗口：
（1）从物种角度的 GRF 成员的扩张与收缩情况
可以看到一些物种一直在收缩，另一些物种可能一直在扩张。其中甜橙有一定扩张。菠萝则呈现明显持续收缩，这与我们之前发表的论文结果一致（Yi et al., 2023）。不过，这个分析比我们发表的结果更靠谱一些，因为我们从本文的分析，我们可以观测到具体是共同祖先节点有扩张，还是当前物种相对于近源物种的特异扩张。
（2）从基因角度的 GRF 成员的获得与丢失情况
当我们知道分支是扩展还是收缩的时候，我们会开始考量，到底是哪些成员那些分支扩张了？另外是，那些我们看不到的基因已经消失在历史的长河？所以，还有基因树的分析结果。
总的来说，这两个都有用处。对应文件和图片都自动保存到输出结果目录，方便后续分析。
写在最后
感觉不错，我相信，这个功能应该会帮助到不少朋友从演化尺度去看基因的获得与丢失，体会生信数据分析的有趣之处。
单纯的数字大小比较，停留在一维；而从演化尺度来比较，那么就是二维；加入再结合网络，就是三维。与大伙共勉！
