Using PhyloSuite for easy timetree annotation

亮点:

  • 时间树一键美化:无论结果来自 PhyloSuite MDGUI、MCMCtree、BEAST、r8s 或其它软件,只要树文件为标准时间树格式,即可导入本功能模块进行美化。
  • 动植物等常规时间树可自动根据分化时间标注地址年代信息;病毒时间树可自动标注年份坐标。
  • 提供 iTOL 和 TVBOT 两种可视化方案。
  • 支持生成时间树美化所需的原始注释配置文件,便于用户灵活调整注释样式与细节。同时,在网络受限或浏览器调用失败时,也可作为手动注释与可视化的替代方案。

引用:

1
Dong Zhao, Tong Ye, Fangluan Gao, Ivan Jakovlić, Qiong La, Yindong Tong, Xiang Liu, Rui Song, Fei Liu, Zhong-min Lian, Hong Zou, Wen-Xiang Li, Gui-Tang Wang, Benhe Zeng, Dong Zhang, PhyloSuite v2: The Development of an All-in-One, Efficient and Visualization-Oriented Suite for Molecular Dating Analysis and Other Advanced Features. iMeta, 2025. e70095. DOI: https://doi.org/10.1002/imt2.70095.

1. 功能概述

Annotate timetree in TVBOT/iTOL 是 PhyloSuite v2.1 新开发的时间树美化与注释功能模块。该模块可以接受绝大多数软件生成的时间树文件,并自动完成 iTOL 或 TVBOT 时间树注释的所有流程。用户既可以通过 PhyloSuite 自动打开网页完成时间树注释,也可以在网络或浏览器调用异常时,仅生成本地注释文件后进行手工注释。

本教程将依次介绍:

  1. 如何导入时间树;
  2. 如何设置时间树美化参数;
  3. 如何实现 iTOL 或 TVBOT 一键美化;
  4. 如何手工美化;
  5. 如何美化病毒时间树;
  6. FAQ

2. 导入时间树

时间树可以通过三种方式导入本模块。对于 PhyloSuite 生成的 MDGUI 结果,推荐使用右键导入或分析完成后的自动导入;对于 BEAST、r8s 或服务器上运行得到的外部时间树,推荐使用拖拽导入。

2.1 拖拽导入

该方式适用于直接导入时间树文件,支持 PhyloSuite 生成的时间树,也兼容 BEAST、r8s、TreeTime 等其他软件生成的时间树文件。

图 1.通过菜单栏入口打开模块并拖拽导入时间树
图 1. 拖拽导入时间树

操作步骤:

  1. 在 PhyloSuite 顶部Phylogeny菜单栏选择:Timetree → iTOL/TVBOT
  2. 将时间树文件拖拽至界面中的 Timetree 输入框。
  3. 成功导入后Output会被自动设置为时间树文件所在目录,用户可通过右边的设置按钮进行修改。

Tips:时间树文件应为标准的Newick格式。

2.2 右键 MDGUI 结果文件夹导入

该方式适用于已经在 PhyloSuite 中完成 MDGUI 分子定年分析的情况。

图 2. 右键单击 MDGUI 结果文件夹并选择 “Import to TVBOT/iTOL”
图 2. 右键一键导入时间树

操作步骤:

  1. 在 PhyloSuite 左侧或主界面的工作区文件夹中找到 MDGUI 输出文件夹,例如 MDGUI_results/r1,右键单击该结果文件夹。
  2. 在弹出的菜单中选择 Import to TVBOT/iTOL
  3. 软件会自动读取该结果中的时间树文件,并打开 Annotate timetree in TVBOT/iTOL 参数设置界面。

2.3 MDGUI 运行结束后自动导入

当 MDGUI 分析正常结束后,PhyloSuite 会弹出提示窗口,询问是否将结果导入 iTOL 或 TVBOT 进行美化。

图 3. MDGUI 分析结束后的结果导入弹窗
图 3. MDGUI 分析结束一键导入

操作步骤:

  1. 在 MDGUI 运行结束后弹出的提示窗口中选择 Import the timetree to TVBOT/iTOL
  2. 时间树文件被自动导入输入框。
  3. 参数设置见第3节。

3. 参数设置

图 4. Annotate timetree in TVBOT/iTOL 参数设置界面
图 4. Annotate timetree in TVBOT/iTOL 参数设置界面

3.1 树类型(Tree type)

  • Time-calibrated tree:默认选项,适用于动物、植物、真菌、细菌等常规分子定年时间树。
  • Viral time tree:适用于病毒时间树。勾选后,时间轴会以年份形式显示,而不会显示侏罗纪、白垩纪等地质年代。

重要提示:如果分析对象是病毒数据,请务必勾选 Viral time tree,否则时间轴可能会显示不适合病毒数据的地质年代信息。

3.2 时间单位(Time unit)与地质时间标尺(Time scale)

  • Time unit:用于设置常规时间树的基本时间单位,可选择 1 MYA10 MYA100 MYA,其中1 MYA为一百万年。
  • Time scale:用于添加地质时间标尺/地质年代,可选择 EpochPeriodEraEon

可以根据树的时间跨度选择合适的时间单位和地质时间标尺。例如,较浅/年轻的时间树可使用 EpochPeriod,较深/古老的时间树可使用 EraEon

Tips:当勾选 Viral time tree 后,地质时间标尺不再适用,病毒树会使用年份坐标轴。

3.3 病毒树专用参数:int year 与 Tick number

  • int year:将时间轴标签显示为整数年份,例如 20192020。该选项适合时间跨度较短的病毒树,可避免出现 2019.5 等小数年份。
  • Tick number:控制时间轴刻度数量。数值越大,刻度越密集;数值越小,刻度越稀疏。

3.4 颜色选项(Colors)

图 5. Colors 下拉菜单
图 5. Colors 下拉菜单

下拉菜单提供以下颜色预设方案:

  • Molecular dating
  • PhyloSuite color 1
  • PhyloSuite color 2
  • PhyloSuite color 3
  • PhyloSuite color 4
  • PhyloSuite color 5
  • PhyloSuite color 6

选择任意预设后,PhyloSuite 会自动为后续生成的 iTOL 或 TVBOT 注释文件应用对应配色。用户可以使用右侧的设置按钮修改颜色,也可以选择在 iTOL 或 TVBOT 网页端做进一步调整。

3.5 美化工具选择(Program)

  • TVBOT:国产新一代系统发育树美化工具,简单易用、功能丰富,适合快速完成时间树可视化与美化。
  • iTOL:国际上广泛流行的系统发育树美化工具,功能强大、美化类型丰富,适合复杂注释和发表级图件制作。

3.6 仅生成注释文件(Only generate annotation files)

勾选该选项后,PhyloSuite 不会自动打开浏览器,而是只在本地生成可上传至 iTOL 或 TVBOT 的注释文件。

  • 选择 TVBOT:通常生成一个 JSON 文件:timetree_tvbot.json
  • 选择 iTOL:生成一个 iTOL_files 文件夹,其中包含 .nwk 树文件和多个 .txt 注释文件,例如:
    • tree_for_itol.nwk
    • itol_timescale_Eon.txt
    • itol_timescale_Era.txt
    • itol_timescale_Period.txt
    • itol_timescale_Epoch.txt
    • itol_shading_Epoch.txt

Tips:如果浏览器无法自动打开、网络连接不稳定,或网页自动注释失败,建议勾选 Only generate annotation files 选项并按照第 5 节的教程进行手工注释。


4. 一键时间树美化

完成参数设置后,点击界面中的 TVBOTiTOL 按钮。正常情况下,PhyloSuite 会自动调用浏览器并将时间树及注释信息导入对应网页平台,随后网页中会显示已经美化完成的时间树,该过程通常需要0.5-3分钟。

4.1 自动打开 TVBOT 并美化时间树

操作步骤:

  1. 根据本教程第3节教程设置好参数后,点击 TVBOT 按钮。
  2. 浏览器会自动打开 TVBOT 页面,并显示经 PhyloSuite 注释完成的时间树。
图 6. TVBOT 自动打开后的时间树美化结果示例
图 6. TVBOT 自动打开后的时间树美化结果示例

正常显示后,用户可以继续在 TVBOT 页面中调整树形布局、标签、颜色、字体和图例,并导出 PNG、SVG 或 PDF 格式图片。

4.2 自动打开 iTOL 并美化时间树

操作步骤:

  1. 点击 iTOL 按钮。
  2. 浏览器会自动打开 iTOL 页面,并显示已经加载时间标尺和注释信息的时间树。
图 7. iTOL iTOL 自动打开后的时间树美化结果示例
图 7. iTOL 自动打开后的时间树美化结果示例

正常显示后,用户可以继续使用 iTOL 的图层、颜色、字体、节点标签和导出功能进一步优化图形。

重要提示:如果已经通过 TVBOT 或 iTOL 按钮打开网页,再次点击按钮可能会刷新或覆盖当前网页内容。请在重新运行前保存当前图形或导出结果。


5. 利用注释文件手工注释时间树

如果点击 TVBOT 或 iTOL 后浏览器无法打开,或网页无法自动加载结果,可进行手工注释。

5.1 生成本地注释文件

图 8. 勾选 Only generate annotation files 选项
图 8. 勾选 Only generate annotation files 选项

操作步骤:

  1. Annotate timetree in TVBOT/iTOL 界面中勾选 Only generate annotation files
  2. 在参数界面进行参数设置,详见第3节。
  3. 点击 TVBOTiTOL 按钮,PhyloSuite 不会打开浏览器,而是在Output设置的结果文件夹中生成对应注释文件。

生成结果包括:

  • TVBOT:一个 JSON 文件: timetree_tvbot.json
  • iTOL:一个 iTOL_files 文件夹,其中包含 .nwk 树文件和多个 .txt 注释文件。

5.2 TVBOT 手工注释

Step 1. 打开 TVBOT 网站

在浏览器中打开:

1
https://www.chiplot.online/normalTree.html
图 9. TVBOT 网页首页
图 9. TVBOT 网页首页

Step 2. 导入JSON注释文件

在TVBOT 页面右侧的 Restore drawing state 一栏点击 select-file按钮,选择 PhyloSuite 生成的 TVBOT 注释文件timetree_tvbot.json,稍等片刻即可完成时间树美化。

图 10.  TVBOT 中导入 PhyloSuite 生成的 JSON 注释文件
图 10. 在TVBOT 中加载 PhyloSuite 生成的 JSON 注释文件

Step 3. 导出图片

导入 JSON 注释文件后,可根据需求在 TVBOT 右侧参数面板中继续调整树图效果。如果需要添加新的注释信息,也可以根据 TVBOT 注释规则继续添加新的注释图层,具体方法可参考 TVBOT 官方教程:https://1996xjm.github.io/tvbot/ 。调整完成后,可在 TVBOT 右侧面板的 export 选项中导出图片。

图 11. TVBOT 中调整后的时间树美化效果
图 11. TVBOT 时间树美化效果

5.3 iTOL 手工注释

Step 1. 打开 iTOL 网站

在浏览器中打开:

1
https://itol.embl.de/upload.cgi
图 12. iTOL 网页首页
图 12. iTOL 树导入页面

Step 2. 上传树文件

在 iTOL 上传页面,导入 PhyloSuite 生成的iTOL_files文件夹下的tree_for_itol.nwk树文件。

图 13. 在 iTOL 中上传时间树文件
图 13. 在 iTOL 中上传时间树文件

Step 3. 上传注释文件

树文件成功显示后,拖拽 PhyloSuite 生成的 .txt 注释文件到iTOL页面即可完成注释。

可从以下文件中选择文件进行注释:

1
2
3
4
5
itol_timescale_Eon.txt
itol_timescale_Era.txt
itol_timescale_Period.txt
itol_timescale_Epoch.txt
itol_shading_Epoch.txt
图 14. 在 iTOL 中上传 PhyloSuite 生成的注释文件
图 14. 在 iTOL 中拖拽导入 PhyloSuite 生成的注释文件

Step 4. 导出图片

上传树文件和注释文件后,可根据需求在 iTOL 的控制面板中继续调整树图效果,例如树形布局、画布比例、分支长度、标签字体、标签位置、注释图层、颜色和图例等。如果需要添加新的注释信息,也可以根据 iTOL 注释规则继续上传或编辑新的 dataset,具体方法可参考 iTOL 官方帮助文档:https://itol.embl.de/help.cgi 。调整完成后,可在 iTOL 页面中的 Export 选项中导出图片。

图 15. ITOL 中调整后的时间树美化效果
图 15. ITOL 时间树美化效果

6. 病毒时间树美化

病毒时间树与常规动植物时间树不同,其时间轴通常以年份为单位。因此,在美化病毒时间树时,必须勾选 Viral time tree 选项。

6.1 病毒树自动美化流程

操作步骤:

  1. 导入病毒时间树文件,例如 BEAST 或 TreeTime 生成的 .tre / .nwk 文件。
  2. 在参数界面中勾选 Viral time tree
  3. 勾选 int year,使时间轴显示为整数年份。
  4. 设置 Tick number,例如 8
  5. 选择美化工具:TVBOTiTOL后生成病毒时间树美化图。
图 16. 病毒时间树参数设置示例
图 16. 病毒时间树参数设置示例

6.2 病毒时间树在 TVBOT 中的显示与调整

选择 TVBOT 后,PhyloSuite 会自动打开 TVBOT 页面并加载病毒时间树。正常情况下,病毒树的横坐标应显示为年份,例如 201920202021,而不会显示 Jurassic、Cretaceous、Mesozoic 等地质年代信息。

图 17. TVBOT 中病毒时间树美化结果示例
图 17. TVBOT 中病毒时间树美化结果示例

注意:在 TVBOT 自动加载病毒时间树时,页面下方有时可能会显示地质年代色带。这是 TVBOT 网页端的显示刷新问题。遇到这种情况时,只需要在 TVBOT 右侧参数面板中任意调整一个参数,例如轻微修改 canvas 的 width、height,或调整 leaves 的字体大小,页面刷新后地质年代色带即可消失,病毒树会恢复为正确的年份坐标轴显示。

6.3 病毒时间树在 iTOL 中的显示与调整

选择 iTOL 后,PhyloSuite 会自动打开 iTOL 页面并加载病毒时间树及对应注释信息。与 TVBOT 类似,iTOL 中的病毒时间树也应以年份作为时间轴,而不是显示地质年代。

图 18. iTOL 中病毒时间树美化结果示例
图 18. iTOL 中病毒时间树美化结果示例

7. 常见问题与故障处理

7.1 点击 TVBOT 或 iTOL 后浏览器无法打开

可能原因:

  • 网络无法访问 TVBOT 或 iTOL 服务器;
  • 系统默认浏览器配置异常;
  • 防火墙或杀毒软件阻止浏览器调用;
  • PhyloSuite 未能找到可用浏览器。

解决方案:

  1. 等待数分钟后重新尝试。
  2. 检查网络是否能正常访问 TVBOT 或 iTOL。
  3. 通过 Settings → Plugins 安装内置 Chrome,见 7.2 节。
  4. 如果仍无法解决,使用第 5 节的手工注释方法。

7.2 通过 Plugins 安装 Chrome 浏览器

图 19. 在 Settings → Plugins 中安装 Chrome 插件
图 19. 在 Settings → Plugins 中安装 Chrome 插件

操作步骤:

  1. 打开 Settings → Plugins
  2. 找到 Chrome 插件。
  3. 点击 Install,安装完成后,关闭并重新打开 Annotate timetree in TVBOT/iTOL 模块。

Tips:如果 Linux 或 macOS 用户无法使用内置浏览器,或 Windows 用户安装 Chrome 后仍然无效,请直接使用手工注释方法。

7.3 病毒树出现地质年代

在 TVBOT 中自动加载病毒时间树时,页面下方有时会出现地质年代色带。这是 TVBOT 网页端的显示刷新问题。

解决方法:

  1. 保持当前 TVBOT 页面不关闭。
  2. 在右侧参数面板中任意调整一个参数,例如 canvas width、canvas height 或 leaves font size。
  3. 页面刷新后,地质年代色带通常会自动消失,病毒树会恢复为年份坐标轴显示。

Tips:该情况只需要在 TVBOT 页面中刷新显示状态,不需要重新生成注释文件。


8. FAQ

8.1 是否只能美化 PhyloSuite 生成的时间树?

不是。只要树文件是标准时间树格式,即使来自 BEAST、MCMCtree、r8s 或其它软件,也可以导入本模块进行美化。

8.2 勾选 Only generate annotation files 后为什么没有打开网页?

这是正常现象。该选项的作用是只生成本地注释文件,不自动打开浏览器。用户需要按照第 5 节进行手工注释。


9. QQ 群

QQ群: 793392807


致谢

感谢 PhyloSuite 用户社区对软件功能和教程文档提出的宝贵建议。


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