多基因局部适应的群体遗传特征

针对多基因表型的选择性适应可能通过许多位点上细微的等位基因频率偏移而发生。当前的群体基因组学技术难以有效识别此类信号。在过去十年中，全基因组关联研究（GWAS）开始揭示关于多基因性状特定位点的详细知识。在此，我们将来自 GWAS 的知识与稳健的群体遗传建模相结合，以识别可能受局部适应影响的性状。我们利用 GWAS 提供许多位点加性效应大小估计值这一事实，通过将等位基因频率作为简单加权求和，来估计给定表型 across 多个群体的平均加性遗传值。我们首先描述了一个适用于任意数量群体及任意亲缘关系结构的中性遗传值漂变通用模型。基于该模型，我们开发了检测遗传值与特定环境变量之间异常强相关性的方法，以及对 $Q_{ST}/F_{ST}$ 比较的推广，用于检验群体间遗传值的过离散性。最后，我们构建了一个框架来识别导致过离散信号的单个群体或群体组。由于这些检验寻找的是具有相似效应等位基因之间的正协方差，因此其效力远高于单 locus 等效检验，并且显著优于未考虑群体结构的方法。我们将这些检验应用于人类基因组多样性面板（HGDP）数据集，使用了关于身高、皮肤色素沉着、2 型糖尿病、体重指数以及两个炎症性肠病数据集的 GWAS 数据。该分析揭示了许多推测的局部适应信号，我们讨论了对这些结果的生物学解释及其局限性。