In Population genetics, F-statistics (also known as Fixation index, \( \mathrm{F_{ST}} \), \( \mathrm{F_{IS}} \), \( \mathrm{F_{IT}} \)) describe the statistically expected level of heterozygosity in a population; more specifically the expected degree of (usually) a reduction in heterozygosity when compared to Hardy-Weinberg equilibrium expectation. (https://en.wikipedia.org/wiki/F-statistics)
\( \mathrm{F_{ST}} \) 값은 Effective population size를 추정하는데 사용된다.
종류 #
다음과 같은 Fixation index가 있다.
- \( \mathrm{F_{ST}} \): sub-population / total
- \( \mathrm{F_{IS}} \): individual / population
- \( \mathrm{F_{IT}} \): individual / total
- Pairwise \( \mathrm{F_{ST}} \): 집단간 변이 정도를 의미함. 어느 두 그룹이 유전적 교류가 없다면 크다.
PLINK 로 계산하기 #
PLINK의 --Fst 명령으로 좌위별 Fst 값을 계산할 수 있다. (이배체만 가능)
R 패키지로 계산하기 #
유전자형 데이터를 다음 파일로 정리한다.
$ cat potato.txt
Sample Pop Ploid Format marker1 marker2 marker3
individual1 population1 2 BiA AA AB BB
individual2 population1 2 BiA AA AB BB
StAMPP로 읽는다.
$ R
> install.packages('StAMPP')
> install.packages("hierfstat")
> library(StAMPP)
> library(hierfstat)
> library(pegas)
> df <- read.table('potato.txt', sep='\t', header=TRUE)
> df.freq <- stamppConvert(df, type='r')
StAMPP에 genlight 형식으로 바꿔주는 기능이 있다.
> df.genlight <- stampp2genlight(df.freq, TRUE)
adegenet에 Fst를 계산하는 기능이 있으나, genind 형식이어야 한다. genlight를 genid 형식으로 변경한다.
> df.mat <- as.matrix(df.genlight)
> df.mat[df.mat == 0] <- "1/1"
> df.mat[df.mat == 1] <- "1/2"
> df.mat[df.mat == 2] <- "2/2"
> df.genind <- df2genind(df.mat, sep="/", ploidy=2, pop=df$Pop)
Fst를 계산한다.
> Fst(as.loci(df.genind))
Fit Fst Fis
marker1 0.2447420 0.10146648 0.159454807
marker2 0.1646295 0.06746762 0.104191391
Pairwise Fst도 계산한다.
> pairwise.fst(df.genind)
4배체 데이터가 섞여 있는 경우에는 StAMPP를 이용한다.
> df.fst <- stamppFst(df.freq, 100, 95, 1)
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