遗传分化指数(Fst)的计算

在群体遗传学中衡量群体间的遗传分化的程度的指标有许多种,较为常见的就是遗传分化指数(Fst),fst是由F统计量演变而来,F统计量主要有三种(FIS,FIF,FST)。Fst是针对一对等位基因,如果基因座上存在复等位基因,则需要用Gst衡量,基因差异分化系数(gene differentiation coefficient,Gst)。假定有s个地方群体,第k个地方群体相对大小为wk,第k个地方群体中第i个等位基因频率为qk(i),杂合体频率观察值为hk,那么整个群体中观察到的杂合体频率平均值HI,地方群体为理想群体的期望杂合体频率平均值HS,整个群体为理想群体的期望杂合体频率HT,分别为:

FIS,是HI相对于HS减少量的比值,即地方群体的平均近交系数。

FST,是HS相对于HT减少量的比值,即有亲缘关系地方群体间的平均近交系数。

FIT,是HI相对于HT减少量的比值,即整个群体的平均近交系数。

Fst值的取值范围是【0,1】,最大值为1表明两个群体完全分化,最小值为0表明群体间无分化。

在实际的研究中Fst值为0--0.05时说明群体间遗传分化很小,可以不做考虑;

为0.05--0.15时,表明群体间存在中等程度的遗传分化;

为0.15--0.25时群体间存在较大的遗传分化;

为0.25以上的时候群体间就存在很大的遗传分化了。

群体遗传分化指数Fst该怎么计算呢?今天就与大家分享一下利用vcftools软件计算Fst值。

首先,如果没有vcftools这个软件需要先下载软件。https://jaist.dl.sourceforge.net/project/vcftools/vcftools_0.1.13.tar.gz。这个vcftools是基于linux系统运行的。而且vcftools官网上也介绍了安装方法和使用方法,如果感兴趣的话,可以访问详细了解一下。

计算FST值有两种情况:一是snp单点计算

vcftools --vcf test.vcf --weir-fst-pop population_1.txt --weir-fst-pop population_2.txt --out P_1_2

其中--vcf 是输入所需要计算的群体的输入文件,注意是vcf格式的

--weir-fst-population 这个命令是输入第一个群体文件,注意是txt文件格式。即population_1.txt,此文件只包含一列,就是群体个体的ID。population_2.txt也是一样的,是第二个群体的个体的ID。

第二种情况就是按照区域(窗口式)计算

vcftools --vcf test.vcf --weir-fst-pop population_1.txt --weir-fst-pop population_2.txt --out P_1_2 --fst-window-size 500000 --fst-window-step 50000

这个窗口式的计算,就是在后面加上窗口的大小和步长,例如我上述的--fst-window-size 500000 --fst-window-step 50000  窗口设置为500kb,步长设置为50kb。这个窗口的设置没有一个固定的标准和要求,都是按照自己的需要而定。

好了,上述内容就是用vcftools计算Fst值的方法,虽然很简单,但是很实用。因为计算Fst值的方法有很多,但是我感觉vcftools还是比较好用的一个,他不仅可以计算单点snp的fst值还可以用滑动窗口的模式计算fst,而且我认为窗口式计算出的Fst值的可靠性要高于单点SNP。

这是我自己的学习经历和经验,希望能够帮助到有需要的人。

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