Wie könnte man den Genfluss zwischen zwei Populationen berechnen?

Theoretischer Hintergrund

Aus Slatkin 1991 , im Gleichgewicht

$$F_{ST} = \frac{1}{1+4Nm\left( \frac {d}{d-1} \right) ^2}$$

, wo$N$ist die Bevölkerungsgröße pro Insel,$m$ist die Migrationsrate und$d$ist die Anzahl der Inseln ($d$steht für "deme"). Wie$d \rightarrow \infty$,$\left( \frac {d}{d-1} \right) ^2 \rightarrow 1$und die Slatkin-Gleichung wird zur Standardgleichung von Wright$F_{ST} = \frac{1}{1+4Nm}$.

Aus dem Obigen lässt sich das leicht zeigen

$$m = -\frac{(d-1)^2(F_{ST}-1)}{4 d^2 F_{ST} N}$$

Für 2 Inseln wird es

$$m = -\frac{9}{16} \frac{(F_{ST}-1)}{F_{ST} N}$$

Infolgedessen in einem 2-Insel-Modell das erwartete$F_{ST}$ist fast doppelt so niedrig$\left(\frac{9}{16} = 0.5625\right)$als im unendlichen Inselmodell.

Die obige Gleichung ist eine Annäherung, die annimmt ...

• niedrige Mutationsrate (gilt nicht für Mikrosatellitendaten)
• relativ geringe Migrationsrate (es gibt eine$m^2$Begriff, der wegfällt)
• symmetrische Migrationsrate (Rückwärts- und Vorwärtsmigrationsraten sind gleich)
• gleiche Bevölkerungszahl pro Insel
• Gleichgewicht!

Weiterlesen

Ich empfehle die Lektüre dieses Papiers ( Slatkin 1991 ), es ist meiner Meinung nach eines der besten zum Studium$F_{ST}$. Ich würde auch Nei 1973 , Slatkin 1985 und Whitlock und McCauley 1998 empfehlen .

Die spezifische zu verwendende Software hängt von der Art der Daten ab, die Sie haben. Jedenfalls im Durchschnitt$F_{ST}$Stellen Sie bei einer Reihe von Loci sicher, dass Sie die Methode von Weir und Cockerham 1984 verwenden .

Bioinformatik

Der erste Schritt für Sie ist, Ihre zu berechnen$F_{ST}$. Angenommen, Sie haben eine Reihe von SNPs, sollten Sie die Weir-Cockerham-Schätzung verwenden$F_{ST}$. Es gibt eine Reihe von Lösungen, um solche Schätzungen zu berechnen. Eine Lösung, um dies zu berechnen, ist vcftools . Das Folgende (Bash) wird die Arbeit erledigen

./vcftools --vcf MyFile.vcf --weir-fst-pop individual_list_1.txt
--weir-fst-pop individual_list_2.txt --fst-window-size 800 --fst-window-step 100

, wo MyFile.vcfsind Ihre Daten im vcf-Format (möglicherweise möchten Sie PGDspider verwenden , um Ihre Daten neu zu formatieren). individual_list_1.txtund individual_list_2.txtsind Dateien, die die Liste der einzelnen Namen (getrennt durch \n) enthalten, die zur ersten bzw. zweiten Population gehören. Mit den Optionen --fst-window-sizeund --fst-window-stepkönnen Sie die Schätzung über ein gleitendes Fenster berechnen. Ich habe oben willkürliche Zahlen gewählt. EggLib ist eine weitere gute Alternative.