Deriva y tamaño efectivo

Deriva Genética Fisher-Wright Programa de simulación Generaciones

Paso 1: registrar

Paso 2: ingresar los parámetros Haploides, 20 indiv, 2 alelos

Paso 3: ingresar los parámetros Haploides, 20 indiv, alelos múltiples

Paso 4: ingresar los parámetros Diploides, 20 indiv, alelos múltiples

Deriva Genética Programa de simulación ftp://evolution.genetics.washington.edu/pub/popgen/popg.html

Paso 1: ingresar los parámetros Diploides, 20 indiv, 2 alelos

Ejemplo de resultados

Paso 2: efecto del tamaño poblacional Diploides, 100 indiv, 2 alelos, p = 0.5 ?

Paso 3: efecto de la frecuencia inicial Diploides, 100 indiv, 2 alelos, p = 0.9 ? Diploides, 100 indiv, 2 alelos, p = 0.5 Diploides, 100 indiv, 2 alelos, p = 0.1

Paso 4: efecto de la mutación

Concepto de tamaño efectivo (en base al modelo de WF) que presentaría la misma diversidad genética que la observada El tamaño efectivo de una población real es el número de individuos de una población ideal teórica que presentaría la misma diversidad genética que la observada Población ideal teórica: - Misma probabilidad de dejar descendencia - Tamaño poblacional constante N H Ne ?

1. Efecto de un cuello de botella sobre el tamaño efectivo N = Tamaño poblacional Tiempo

Ne = N Ne > N Ne < N N = Tamaño poblacional Tiempo Ne

Heq = Ho N = Tamaño poblacional Tiempo Ho > Heq Ho < Heq Ho

N : alto H : alto Ne : alto N : bajo H : alto Ne : alto

N : bajo H : alto Ne : alto N : bajo H : mediano Ne : mediano N : bajo H : bajo Ne : bajo

N : bajo H : bajo Ne : bajo N : alto H : bajo Ne : bajo

EASYPOP (v. 1.8) Autor: F. Balloux Disponible en: Ploidy level = diploid Two sexes Mating system = Random mating Number of populations = 1 Number of females in each population = 5000 Number of males in each population = 5000 Number of loci = 10 Free recombination between loci Same mutation scheme for all loci Mutation rate = Mutation model = Kam,(same probability to mutate to any allelic state) Number of possible allelic states = 100 Variability of the initial population = Maximal, (randomly assigned alleles) Number of generations = Creación de una población artificial al equilibrio de Wright-Fisher => Genotipos de individuos => Sorteo de 100 individuos

N = Tamaño poblacional Tiempo Prebot.txt bot001.txt bot100.txt Estimación de Ne después del cuello de botella ( generaciones) bot005.txt

N = Tamaño poblacional Tiempo Prebot.txt Estimación de Ne antes del cuello de botella

MuestraNe (He)Ne (LD) prebot ∞5871 bot001 bot005 bot100

N = Tamaño poblacional Tiempo Prebot.txt bot001.txt Estimación de Ne antes del cuello de botella (primera generación)

MuestraNe (He)Ne (LD) prebot ∞5871 bot001 ∞2593 bot005 bot100

N = Tamaño poblacional Tiempo Prebot.txt bot001.txt Estimación de Ne después del cuello de botella (primera generación)

Repetir pasos 2 a 5 para: - bot005 - bot100

N = Tamaño poblacional Tiempo Prebot.txt bot001.txt Estimación de Ne después del cuello de botella bot100.txt bot005.txt

MuestraNe (He)Ne (LD) prebot ∞5871 bot001 ∞2593 bot bot

N = Tamaño poblacional Tiempo Prebot.txt Estimación de Ne después del cuello de botella (primera generación) bot001.txt bot100.txt bot005.txt

N = Tamaño poblacional Tiempo Prebot.txt Estimación de Ne después del cuello de botella bot001.txt bot100.txt bot005.txt Ne

Estimación de Ne después del cuello de botella ( generaciones) N = Tamaño poblacional Tiempo Prebot.txt bot001.txt bot100.txt bot005.txt Ne

Heq = Ho = He N = Tamaño poblacional Tiempo Ho = He > Heq Ho = He < Heq Ho = He 2. Como detectar un cuello de botella ?

Método: comparar H e con Ĥ eq Ĥ eq es un estimado de H e al equilibrio mutación-deriva, es decir en una población de Wright-Fisher en la cual la perdida de diversidad esta compensada por la mutación Algunas formulas simples para estimar Ĥ eq

Populations that have experienced a recent reduction of their effective population size exhibit a correlative reduction of the allele numbers (k) and gene diversity (He, or Hardy-Weinberg heterozygosity) at polymorphic loci. But the allele numbers is reduced faster than the gene diversity. Thus, in a recently bottlenecked population, the observed gene diversity is higher than the expected equilibrium gene diversity (Heq) which is computed from the observed number of alleles (k), under the assumption of a constant-size (equilibrium) population (Luikart et al. 1998).

N = Tamaño poblacional Tiempo Prebot.gtx bot001.gtx bot100.gtx bot500.gtx

N = Tamaño poblacional Tiempo Prebot.gtx bot001.gtx bot100.gtx bot500.gtx

Prebot.gtx

Ho = Heq N = Tamaño poblacional Tiempo Ho > Heq Ho < Heq

bot001.gtx

Heq = Ho N = Tamaño poblacional Tiempo Ho >> Heq Ho < Heq

Modelos de mutación

bot100.gtx

Heq = Ho N = Tamaño poblacional Tiempo Ho > Heq Ho < Heq

bot500.gtx

Heq = Ho N = Tamaño poblacional Tiempo Ho > Heq Ho < Heq

bot10000.gtx

BOTTLENECK version (16.II.1999) Ejemplo del jurel

Frecuencias de los alelos microsatélites Tt29

Frecuencias de los alelos microsatélites Tt62

Frecuencias de los alelos microsatélites Tt74

Frecuencias de los alelos microsatélites Tt133

Modelos de mutación

Bottleneck --- Version (16.II.99) Copyright © , INRA, Laboratoire de Modélisation et Biologie Evolutive, All rights reserved. ======================================================================== File: E:\Genetic Softwares\Genetix-copie\Tt29-1pop.gtx Data type: Genetix format Title: C:\Genetic Softwares\Genetix\Tt29-1pop.gtx Estimation based on 1000 replications. Date: 20/04/2004 Time: 16:46:40. Population : Talcahuano observed | under the I.A.M. | under the S.M.M. locus n ko He | Heq S.D. DH/sd Prob | Heq S.D. DH/sd Prob Tt | | ___________________________________________________________________________________ Tt29

Tt62 Bottleneck --- Version (16.II.99) Copyright © , INRA, Laboratoire de Modélisation et Biologie Evolutive, All rights reserved. ============================================================================= File: E:\Genetic Softwares\Genetix-copie\Tt62-1pop.gtx Data type: Genetix format Title: C:\Genetic Softwares\Genetix\Tt62-1pop.gtx Estimation based on 1000 replications. Date: 20/04/2004 Time: 16:52:48. Population : Population1 observed | under the I.A.M. | under the S.M.M. locus n ko He | Heq S.D. DH/sd Prob | Heq S.D. DH/sd Prob Tt | | ____________________________________________________________________________________

Bottleneck --- Version (16.II.99) Copyright © , INRA, Laboratoire de Modélisation et Biologie Evolutive, All rights reserved. ==================================================================================== File: E:\Genetic Softwares\Genetix-copie\Tt74-1popnew.gtx Data type: Genetix format Title: C:\Genetic Softwares\Genetix\Tt74-1popnew.gtx Estimation based on 1000 replications. Date: 20/04/2004 Time: 16:59:24. Population : Population1 observed | under the I.A.M. | under the S.M.M. locus n ko He | Heq S.D. DH/sd Prob | Heq S.D. DH/sd Prob Tt | COMPUTATION ABORTED. Date: 20/04/2004 Time: 17:33:10. Tt74

Tt29 Modelo de mutaciónProbabilidad SMM0.002 TPM (99% SMM)0.001 TPM (95% SMM)0.011 TPM (90% SMM)0.027 TPM (70% SMM)0.083 TPM (50% SMM)0.148 IAM0.475 ¿Cuál es el modelo de mutación que más detecta el cuello de botella?