田島D檢驗
田島D檢驗(英語:Tajima's D test)是日本學者田島文生於1989年提出的一種統計檢驗方法,用於檢驗DNA序列在演化過程中是否遵循中性演化模型。[1]
科學原理
在選擇中性模型下,對於一個處於突變-漂變平衡且大小穩定的群體,群體參數「」可以通過計算兩兩核苷酸差異的平均值「」和分離核苷酸位點數量「」兩種方法來估算,且二者相等。因此:
對於雙倍體DNA:
對於單倍體DNA:
在公式中,「」表示分離位點的數量,「」表示樣本數,「」表示有效群體大小,「」則表示基因突變率。
在存在自然選擇或其他破壞中性模型的因素存在時,「」與「」的期望值會發生變化,且不再相等。通過這兩者估測的「」值「」與「」之間的差異d,即田島D檢驗的統計基礎,統計量為與其標準差之商,即:
田島文生用計算機模擬證明,統計量符合貝塔分布(Beta distribution)。對某一樣本,若值處於置信區間之外,則可以拒絕零假設,即否定選擇中性。
檢驗結果闡釋
田島D值 | 數學依據 | 生物學解釋1 | 生物學解釋2 |
---|---|---|---|
D=0 | 等於(觀測值=期望值):平均兩兩核苷酸差異等於分離位點數 | 差異性的觀測值符合期望值 | 群體演化處於突變-漂變均衡,無自然選擇的印記 |
D<0且結果顯著 | 小於(觀測值<期望值):平均兩兩核苷酸差異小於分離位點數 | 罕見等位基因過量(罕見等位基因過剩) | 近期的選擇掃蕩或近期瓶頸效應之後的群體擴張 |
D>0且結果顯著 | 大於(觀測值>期望值):平均兩兩核苷酸差異大於分離位點數 | 罕見等位基因不足(罕見等位基因過少) | 平衡選擇或群體緊縮 |
參考文獻
- ^ Tajima, F. Statistical method for testing the neutral mutation hypothesis by DNA polymorphism.. Genetics. Nov 1989, 123 (3): 585–95. PMC 1203831
. PMID 2513255.