The correlation among the gene genealogies at different loci is crucial in biology, yet challenging to understand because such correlation depends on many factors including genetic linkage, recombination, natural selection and population structure. Based on a diploid Wright-Fisher model with a single mating type and partial selfing for a constant large population with size $N$, we quantify the combined effect of genetic drift and two competing factors, recombination and selfing, on the correlation of coalescence times at two linked loci for samples of size two. Recombination decouples the genealogies at different loci and decreases the correlation while selfing increases the correlation. We obtain explicit asymptotic formulas for the correlation for four scaling scenarios that depend on whether the selfing probability and the recombination probability are of order $O(1/N)$ or $O(1)$ as $N$ tends to infinity. Our analytical results confirm that the asymptotic lower bound in [King, Wakeley, Carmi (Theor. Popul. Biol. 2018)] is sharp when the loci are unlinked and when there is no selfing, and provide a number of new formulas for other scaling scenarios that have not been considered before. We present asymptotic results for the variance of Tajima's estimator of the population mutation rate for infinitely many loci as $N$ tends to infinity. When the selfing probability is of order $O(1)$ and is equal to a positive constant $s$ for all $N$ and if the samples at both loci are in the same individual, then the variance of the Tajima's estimator tends to $s/2$ (hence remains positive) even when the recombination rate, the number of loci and the population size all tend to infinity.


翻译:不同位点基因谱系间的相关性在生物学中至关重要,但由于这种相关性受遗传连锁、重组、自然选择和群体结构等多种因素影响,使其难以理解。基于一个具有单一交配类型和部分自交的二倍体Wright-Fisher模型(群体大小恒定为$N$的大群体),我们量化了遗传漂变与两个竞争因素——重组和自交——对两个连锁位点(样本量为2)融合时间相关性的联合效应。重组使不同位点的谱系解耦并降低相关性,而自交则增加相关性。针对四种缩放场景(根据自交概率和重组概率在$N$趋于无穷时是$O(1/N)$阶还是$O(1)$阶),我们获得了相关性的显式渐近公式。分析结果证实,当位点不连锁且无自交时,[King, Wakeley, Carmi (Theor. Popul. Biol. 2018)]中的渐近下界是紧致的,并为先前未考虑的其他缩放场景提供了多个新公式。我们展示了当$N$趋于无穷时,无限多位点条件下Tajima群体突变率估计量方差的渐近结果。若对于所有$N$,自交概率为$O(1)$阶且等于正常数$s$,并且两个位点的样本来自同一个体,则即使重组率、位点数量和群体大小均趋于无穷,Tajima估计量的方差仍趋近于$s/2$(因此保持正值)。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月16日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2022年5月17日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:28
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
7+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员