群体固定系数Fst

Fst,用于衡量种群分化程度,取值从0到1,为0则认为两个种群间是随机交配的,基因型完全相似;为1则表示是完全隔离的,完全不相似。它往往从基因的多样性来估计,比如SNP或者microsatellites(串联重复序列一种,长度小于等于10bp)。

下面从一个例子来看如何计算Fst:

群体固定系数Fst

表格表示为三个种群中一个等位基因的存在情况。

第一步,计算种群大小:N=n(AA)+n(Aa)+n(aa)

种群1: 500

种群2: 100

种群3: 1000

第二步,计算等位基因的频率:p=[2*n(AA)+n(Aa)]/2*N

p1=(125*2+250)/1000=0.5

q1=1-p1=0.5

p2=(50*2+30)/200=0.65

q2=1-p2=0.35

p3=(100*2+500)/2000=0.35

q3=1-p3=0.65

第三步,计算哈温平衡下预期基因型:N*pp,N*2pq,N*qq

种群1: E(AA)=500*0.5*0.5=125 (与实际相等)

E(Aa)=500*0.5*0.5*2=250 (与实际相等)

E(aa)=500*0.5*0.5=125 (与实际相等)

种群2:E(AA)=100*0.65*0.65=42.25 (实际比预期多7.75)

E(Aa)=100*0.65*0.35*2=45.5 (实际比预期少15.5)

E(aa)=100*0.35*0.35=12.25 (实际比预期多7.75)

种群3: E(AA)=1000*0.35*0.35=122.5 (实际比预期少22.5)

E(Aa)=1000*0.35*0.65*2=455 (实际比预期多45个)

E(aa)=1000*0.65*0.65=422.5 (实际比预期少22.5)

种群1的 预期=实际,完美适合;

种群2的 实际比预期少15.5个杂合子,可能是近交导致;

种群3的 实际预期比多45个杂合子,可能是远交或Wahlund效应导致。

第四步,计算每个亚群实际观察到的杂合度:Hobs=n(Aa)/N

种群1: 250/500=0.5

种群2: 30/100=0.3

种群3: 500/1000=0.5

第五步,计算每个亚群预期的杂合度:

群体固定系数Fst

第六步,计算每个亚群的近交系数:F=(Hexp-Hobs)/Hexp

F1=(0.5-0.5)/0.5=0 不近交,不远交

F2=(0.455-0.3)/0.455=0.341 存在近交情况,实际杂合子比预期的少

F3=(0.455-0.5)/0.455=-0.099 存在远交情况,实际杂合子比预期的多

第七步,计算在整个种群中等位基因A的频率:

群体固定系数Fst

第八步,计算在整个种群中等位基因a的频率:

群体固定系数Fst

第九步,计算三种杂合性指数:

HI(实际杂合度)

群体固定系数Fst

HS(亚群预计杂合度--通过每个亚群预计杂合度(亚群等位基因频率)来计算)

群体固定系数Fst

HT(种群预计杂合度--通过种群中预计等位基因频率来计算)

群体固定系数Fst

第十步,计算:

群体固定系数Fst

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