种间基因渐渗检测方法及其应用研究进展

发布时间：2024-05-22 22:56

　　伴随着谱系分选进程,从共同祖先群体分裂后形成的子代群体间的基因流逐渐衰减,并可能延续至新物种形成.种间基因组序列差异或种间群体基因频率的变异部分地记录了这些种群历史和当代动态过程,可以根据种间基因组序列变异或基因频率变异推测这些发生过的事件.本文系统探讨了检测种间基因渐渗的方法,包括基于种间群体基因频率变异分析(F_st,LD, STRUCTURE, AFS, TreeMix)和基于种间DNA序列差异分析(ABBA-BABA,IM, IIM, ABC)方法,分析了这些方法的原理和应用局限性,拓展这些方法中的一些重要假设将是今后研究任务之一,包括基因重组效应、区分配子与合子迁移的贡献、交配系统与基因流互作以及适应性基因迁移的阻碍作用.澄清这些影响有助于深入理解物种形成过程.

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【部分图文】：

图2IM模型[83].1个祖先群体(Na,θa)在T世代前分裂成两个不完全分离的子代群体(N1,θ1;N2,θ2),分裂后子代群体间存在基因流(M1,M2)

Nielsen和Wakeley[83]首次提出IM模型(图2),该模型包含5个参数,3个群体,即2个后裔群体(N1,N2)在T世代前来自1个共同的祖先群体(Na或θa),用M1和M2度量种间基因渐渗,用Metropolis-HastingsMCMC获得参数的后验分布.Hey和N....

图1在同一系统树(((P1,P2),P3),O)下的两种基因树模式(ABBA,BABA)[60].P1和P2为遗传关联的物种,P3为P1和P2共同祖先群体或物种,O为外类群,用于确定野生型等位基因,基因A为野生型等位基因,B为突变型等位基因

ABBA-BABA模型提供了一种新的途径来分析种间基因渐渗,该方法起初是由Green等人[59]提出的,用于分析现代人和尼安德特人在核基因组水平上的遗传混杂,采用PattersonD统计量来测验三个遗传关系密切的群体.Durand等人[60]进一步推导出在祖先群体为非随机交配系....

图3IIM模型[101].1个祖先群体(2aN)在τ0世代以前遵循Wright-Fisher生长模型,然后在τ0世代前分裂成两个子代群体,每个群体遵循Wright-Fisher生长模型,在过去τ1和τ0世代之间两后裔群体存在基因流(m1,2N;m2,2bN),但在0到τ1世代前两后裔群体(2c1N,2c2N)基因流停止

类似于IM模型框架,对于任意两个群体/物种,等位基因频率谱AFS(allelefrequencyspectrum)模型假定它们的共同祖先群体分裂成两个子代群体/物种,子代群体/物种间存在基因流(图4),所涉及到的参数有祖先(NA)和子代群体的有效群体大小(N1,N2)、分裂时....

图4左边为AFS模型[106],1祖先群体(NA,θ)在τ世代前分裂成两个子代群体(N1,N2),子代群体间存在基因流(M);右边为AFS矩阵,从群体1和2中分别随机抽取n1和n2样本,DNA测序,与外类群对应的DNA比对确定两样本中SNP的突变等位基因型,然后应用群体基因组比对来计算AFS矩阵各元素观测值

理论模拟研究显示在不同参数设置下,由AFS矩阵计算得到的成对群体概率分布图不一致,可以区分IM模型与其他模型过程[6,106],但分辨程度至今未见报道.由于选择效应(γ)被纳入参数模型,AFS也可分析非中性DNA序列区域,如非同义密码位点的SNP.目前应用ai程序包来实现AFS....

本文编号：3980651