Clase 9 -estructura Poblacional

Estructura Poblacional Clase 9

Significancia de FST • Dos Formas – Permutaciones • Requiere Programa

– Chi-Cuadrado • No muy bueno • Multi-loci: se suman χ2 y ν entre loci • N: tamaño población • n: número sub-poblaciones • a: número de alelos

χ = 2 NFST (a − 1) ν = (a − 1)(n − 1) 2

Genes uni-paternales • Se puede estudiar estructura poblacional para genes maternales y paternos – Flujo semilla vs. Polen – Dispersión mitocondrial

• Cuentan con menor Ne (½Ne) – Fst(m) tiende a ser menor que nuclear Fst(n) • Aquellos casos dónde hay mucho flujo

– Fst(m) tiende a ser mayor que nuclear Fst(n) • Flujo es mayor por polen o gametos masculinos

Alelos con relación Filogenética • Vs: varianza entre poblaciones • Vt: varianza total • Se requieren: – Estimativas de π – Tasa de mutación entre alelos

• Raro! No-software

N ST

VS = 1− Vt

AMOVA • Análisis molecular de Varianza – Estudia variación genética entre poblaciones – Técnica basada en permutaciones • Pocos supuestos

– Útil para varios tipos de marcadores • Secuencias • Co-dominantes • Dominantes

• Fácil de interpretar porque se basa en ANDEVA

AMOVA • Estructura herárquica – Diversidad entre grupos de poblaciones – Diversidad entre poblaciones dentro de grupos – Diversidad entre individuos dentro de poblaciones

• Difiere de ANDEVA porque prueba de hipótesis es mediante permutaciones

AMOVA • •

Crear vectores booleanos que indique presencia ausencia de marcador en grupos Calcular diferencias entre vectores (Distancia Euclidiana) (δ ij)

AMOVA 3. Se calculan distancias entre todos los grupos jerárquicos y se crea una matriz de distancias al cuadrado (δ2ij) que refleje estructura de población 4. Matriz provee diferentes componentes de las SSD SSDTotal SSDEntre regiones SSDEntre poblaciones Modelo X jig = X + a g + big + c jig

σ a2 : Varianza Grupos; σ b2 : Varianza sub - población dentro de grupo σ c2 : Varianza efecto individual dentro de población

Estadísticas phi de AMOVA φCT

σ a2 = 2 σ a + σ b2 + σ c2

Correlación entre haplotipos de una región en relación con haplotipos de la población total (análogo a FRT)

φST

σ a2 + σ b2 = 2 σ a + σ b2 + σ c2

Correlación de haplotipos sacados de sub-población relativo a los sacados de toda la población (análogo a FST)

φSC

σ = 2 σ b + σ c2 2 b

http://www.bioss.ac.uk/smart/unix/mamova/slides/frames.htm

Correlación entre haplotipos de individuos en sub-población con respecto a toda la población (análogo a FSR)

Weir & Cocherham • Desarrollan su estimativa (θ) de FST mediante un marco de ANDEVA. Consideran: – Todas poblaciones originan de una ancestral y se mide su diferenciación – Poblaciones representan factores aleatorios (muestras aleatorias) – Modelo jerárquico con Grupos, Poblaciones e Individuos:

σ G2 F = 1− 2 σ G + σ I2 + σ P2 σ P2 θ= 2 σ G + σ I2 + σ P2 θ Se relaciona con FST así:

2n − 1 σ2 1 θ =[ ][ ]− 2(n − 1) p / 1 − p 2(n − 1)

n: tamaño muestra promedio

Estructura Genética Estudios Empíricos: Eanes & Koehn (1978, Evolution)

Estructura Genética

Estructura Genética Estimativas de diferenciación genética con marcadores maternales y bi-parentales para varias especies de plantas. El Mousadik and Petit (1996) & Ennos (1994). FSt Especies Bi-parental Maternales Argonia spinosa Eucalyptus nitens Fagus sylvatica Hordeum spontaneum Quercus petraea Pinus contorta Pinus radiata Pseudotsuga menziesii

0.25 0.30 0.05 0.49 0.03 0.09 0.13 0.24

0.60 0.62 0.83 0.74 0.92 0.72 0.83 0.73

Software para cálculo de Estadísticas F y similares •

Estadísticas F: –

FSTAT •

–

GenAlEx •

•

TFPGA •

–

http://hydrodictyon.eeb.uconn.edu/people/plewis/software.php

AMOVA –

Arlequin •

– –

http://anthropologie.unige.ch/arlequin/

GenAlEx WinAmova •

http://iubio.bio.indiana.edu/soft/biology/ibmpc/

Estadística RST –

Microsat •

–

http://hpgl.stanford.edu/projects/microsat/

RstCalc •

•

http://www.marksgeneticsoftware.net/

GDA •

•

http://www.anu.edu.au/BoZo/GenAlEx/

Estadísticas Theta: –

•

http://www2.unil.ch/popgen/softwares/fstat.htm

http://www.biology.ed.ac.uk/research/institutes/evolution/software/rst/rst.html (pop-up’s)

Estadísticas F para loci dominantes –

Hickory (Bayesiano) • http://hydrodictyon.eeb.uconn.edu/people/plewis/software.php