田岛D检验
田岛D检验(英語:Tajima's D test)是日本学者田岛文生于1989年提出的一种统计检验方法,用于检验DNA序列在演化过程中是否遵循中性演化模型。[1]
科学原理
在选择中性模型下,对于一个处于突变-漂变平衡且大小稳定的群体,群体参数「」可以通过计算两两核苷酸差异的平均值「」和分离核苷酸位点数量「」两种方法来估算,且二者相等。因此:
对于双倍体DNA:
对于单倍体DNA:
在公式中,“”表示分离位点的数量,“”表示样本数,“”表示有效群體大小,“”则表示基因突变率。
在存在自然选择或其他破坏中性模型的因素存在时,「」与「」的期望值会发生变化,且不再相等。通过这两者估测的「」值「」与「」之间的差异d,即田岛D检验的统计基础,统计量为与其标准差之商,即:
田岛文生用计算机模拟证明,统计量符合貝塔分布(Beta distribution)。对某一样本,若值处于置信区间之外,则可以拒绝零假设,即否定选择中性。
检验结果阐释
田岛D值 | 数学依据 | 生物学解释1 | 生物学解释2 |
---|---|---|---|
D=0 | 等于(观测值=期望值):平均两两核苷酸差异等于分离位点数 | 差异性的观测值符合期望值 | 群体演化处于突变-漂变均衡,无自然选择的印记 |
D<0且结果显著 | 小于(观测值<期望值):平均两两核苷酸差异小于分离位点数 | 罕见等位基因过量(罕见等位基因过剩) | 近期的选择扫荡或近期瓶颈效应之后的群体扩张 |
D>0且结果显著 | 大于(观测值>期望值):平均两两核苷酸差异大于分离位点数 | 罕见等位基因不足(罕见等位基因过少) | 平衡选择或群体紧缩 |
参考文献
- ^ Tajima, F. Statistical method for testing the neutral mutation hypothesis by DNA polymorphism.. Genetics. Nov 1989, 123 (3): 585–95. PMC 1203831
. PMID 2513255.