中性檢驗(yàn)相關(guān)知識-資料下載頁
2025-06-26 11:44本頁面
【正文】 的種內(nèi)多態(tài)性與種間分歧度之間的比率將是相當(dāng)?shù)摹Ｈ绻匀贿x擇發(fā)生了作用，那么受選擇的基因，其種內(nèi)多態(tài)性與種間分歧度之間的比率將偏離中性狀態(tài)下的期望值。因此，通過同時(shí)比較兩個或者多個基因各自的種內(nèi)多態(tài)性與種間分歧度之比，HKA檢驗(yàn)可以檢測到自然選擇的作用。但是，HKA的一個很大的限制就是所研究的基因或者基因位點(diǎn)之間必須是相互獨(dú)立的，即不存在連鎖關(guān)系。因?yàn)橐恍┭芯堪l(fā)現(xiàn)，連鎖位點(diǎn)所受到的選擇作用，影響的是種內(nèi)多態(tài)性而不是種間的分歧度水平（MaynardSmithandHaigh1974。BirkyandWalsh1988），因此，除了選擇作用之外，任何非中性的影響（如搭車效應(yīng)或選擇性清除）都會使種內(nèi)多態(tài)性偏離期望值。也就是說，HKA所檢測到的自然選擇信號，有可能是所研究位點(diǎn)受到了選擇，也有可能是與其連鎖的位點(diǎn)受到了選擇而通過某些非中性效應(yīng)使所研究位點(diǎn)多態(tài)性發(fā)生了變化，盡管所研究位點(diǎn)仍然是遵循中性進(jìn)化的。隨后發(fā)展起來的MK檢驗(yàn)則避免了多基因或者多位點(diǎn)有可能存在的連鎖效應(yīng)所帶來的假陽性信號。MK檢驗(yàn)的基本原理是（McDonaldandKreitman1991）：僅僅考查某一基因分別在種內(nèi)和種間的非同義（nonsynonymous）與同義突變（synonymous）的比值。具體而言，針對A與B這兩個近緣物種，我們把基因G在這兩個物種里能發(fā)現(xiàn)的所有等位基因進(jìn)行匯總和排列比對后，關(guān)注其中存在變異的核苷酸替換位點(diǎn)而忽略無變異位點(diǎn)，即關(guān)注分離位點(diǎn)（segregatingsites）或SNP（singlenucleotidepolymorphism）位點(diǎn)。在這些所有的變異位點(diǎn)中，假設(shè)某一位點(diǎn)如果在來自物種A的所有等位基因里都是堿基C，而在來自物種B的所有等位基因里都是堿基T，那么針對A與B這兩個近緣物種而言，這個變異位點(diǎn)我們定義為被固定的替換位點(diǎn)（fixedsubstitutionsite）；其余的變異位點(diǎn)稱為多態(tài)性位點(diǎn)（polymorphicsite）。如果用Sf，Nf，Sp和Np分別表示固定同義位點(diǎn)數(shù)，固定非同義位點(diǎn)數(shù)，多態(tài)同義位點(diǎn)數(shù)和多態(tài)非同義位點(diǎn)數(shù)（其中S代表synonymous，N代表nonsynonymous，f代表fixed，p代表polymorphic），那么在中性狀態(tài)下，應(yīng)當(dāng)有Nf:Sf=Np:Sp。對應(yīng)這四個參數(shù)的22列聯(lián)表可以用χ2分布或者Fisher精準(zhǔn)檢驗(yàn)來驗(yàn)證零假設(shè)。一個顯著高于Np:Sp的Nf:Sf比率意味著兩個物種之間的某些非同義替換是由正選擇引起的；如果Nf:Sf顯著地低于Np:Sp，就意味著負(fù)選擇降低了兩個物種間的非同義替換數(shù)目。（5）基于編碼序列的比對中非同義與同義突變的比值Kimura（1977）最先提出，在蛋白質(zhì)編碼基因中，每非同義位點(diǎn)的非同義替換數(shù)（dN）小于每同義位點(diǎn)的同義替換數(shù)（dS）。因?yàn)橹行灾髁x預(yù)言，在蛋白質(zhì)編碼區(qū)，大多數(shù)非同義突變造成的氨基酸變異會破壞蛋白質(zhì)原有功能，因此發(fā)生在蛋白質(zhì)編碼區(qū)的大多數(shù)非同義突變都被視為有害突變而在固定過程中被凈化選擇所消滅；而同義突變由于不造成氨基酸改變，因此被認(rèn)為是中性或近中性的而被隨機(jī)遺傳漂變所固定。所以，在固定后體現(xiàn)出來的替換數(shù)的差異上，將會有dNdS。同理，如果沒有任何選擇作用，即所有突變都是中性或者近中性的，則會有dN=dS。所以，中性主義并沒有排斥負(fù)選擇（凈化選擇），當(dāng)dN≤dS時(shí)，可以認(rèn)為大多數(shù)“被固定下來的突變”是中性或近中性的。相反，如果觀察到dNdS，則認(rèn)為非同義突變是有利突變而被正選擇所固定。因此，考察比值dN:dS（也寫為KA:KS）是否大于、小于或者等于1，成為了檢測編碼序列自然選擇作用的有力工具。以上五類是目前較為常用的在分子水平檢測自然選擇作用的方法，其統(tǒng)計(jì)學(xué)原理均以中性假設(shè)作為檢驗(yàn)的零假設(shè)，當(dāng)中性零假設(shè)被顯著地拒絕時(shí)，則認(rèn)為檢測到了自然選擇的信號。近年也發(fā)展了一些新的檢驗(yàn)方法，但大多都是基于以上五類方法的改進(jìn)或修正。當(dāng)然，過去也曾有一些較為獨(dú)立的其它方法，但是現(xiàn)在已經(jīng)用得不多（Kreitman2000）。
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