1、基因流計算文檔說明一 基因流大小估算群體結構模式是海島結構模式，基因流在群體間是隨機的、均一的而且群體也要達到漂變-遷移平衡，遷移個體來自所有其他群體中隨機的一個遺傳變異群體。該模型的基本思想是假設個群體分化為無限多個亞群體，亞群體在空間呈離散分布，每個亞群體接受一小部分來自整個群體的遷移個體。遷移率與遷移基因頻率在任一世代內假設為常數。島嶼模型中的Nm為每代遷入的有效個體數，即基因流的估計值。其計算公式為：Nm=1-Fst4FstWright, S. The genetical structure of populations. Ann Eugen, 1951. 15(4): p. 323-

2、54.二 長期基因流流向計算采用MIGRATE-N軟件中Bayesian inference的策略估算群體間基因流流向，對于群體A和群體B之間基因流流向來說，存在四種可能的模型：1）基因流在A和B之間雙向流動；2）基因流從A流向B；3）基因流從B流向A；4）兩者為同一群體。該軟件通過分別計算前三種模型的marginal likelihood值，再轉換為Bayes Factors進行比較來確定各模型的可能性。（1） 軟件運行命令parmfile為參數文件，具體設置詳見（3）。（2） 輸入文件格式MIGRATE-N軟件支持多種輸入格式，但此類軟件運行時間均非常漫長，在利用檢測到的全基因組SNP作基

3、因流流向估計時，為減少運行時間，我們通常把所有位點SNP連成DNA序列來進行運算，在此我們僅介紹DNA序列模式的輸入文件格式：第一行：分為4列數據信息，第一列留空，第二列為群體數目，第三列為位點數目，第四列為數據注釋；第二行：列數與位點數目等同，每列為該位點所含堿基數；第三行：群體1信息，列出群體內個體數及群體名字；第四行起：每個位點該群體內個體信息。 （3） 運行參數主要為parmfile參數文件的設置，該設置可以在命令行中修改，也可以直接采用文本編輯器直接編輯。 設置輸入輸出文件路徑上圖中1和7分別為輸入輸出路徑設置選項，也可在parmfile文件中直接對infile和outfile行進行

4、更改。 選擇需要分析的模型：圖中選項8即為模型選擇項，三種不同模型選擇如下圖示意，*表示計算，0表示忽略，因此選項值*表示模型一；*0*表示模型二，*0*表示模型三，而*00*則不進行任何計算，該選項也可在parmfile文件中直接對custom-migration行進行更改。 運行參數選擇主要設置選項：10，更改迭代次數，默認5000，次數越大越好，但運行時間也相應增加，建議最少10,000次以上；12，重復計算，默認關閉，建議設置3-5次為佳；13，heating選項，默認關閉，建議打開，直接采用其打開后的heating的參數。以上參數也可在parmfile文件long-sample、re

5、plicate及heating行中修改，如：long-sample=100000，replicate=YES:3，heating=YES:0:1.000000,1.500000,3.000000,1000000.000000。注意：在命令行窗口中，所有參數設置完成后，必須輸入W生成parmfile文件才會保存所有參數，在parmfile文件中修改則直接保存即可。（4） 結果輸出每個模型分別計算后，均可輸出pdf結果文件，也可直接用文本編輯器打開同名文件提取結果，主要為Thermodynamic integration值和Harmonic mean值，Thermodynamic integrat

6、ion值有兩個，分為1a和1b，簡單來說1a, 1b（Thermodynamic integration）就是采用heating參數后的結果，而2（Harmonic mean）是沒有采用heating參數的結果；1a, 1b之間的區別是作者認為1b采用了貝賽爾曲線從而獲得了更好地結果。要統計各個模型的可能性，要轉換為Bayes Factors進行比較，我們現在結果中的數值是marginal likelihood值，BF = Explog(P(D|thisModel) - log(P(D|otherModel)。舉例來說，我有一組1b的結果三個模型的marginal likelihood值分別為

7、-3，-2，-1，那么我們先取常數e-3，e-2和e-1的值，然后這三個值相加每個值與和的比值就是每個模型的可能性。通常來說，因為我們輸入的SNP序列會較長，計算得到的值負數太小，要是取e的負幾十萬次方根本無法計算，所以不好算這個P值，但是可以簡單的知道互相之間的可能性大小，值越大，概率越大，即e-1> e-2> e-3。（5） 結果解釋因為我們采用的算法是基于coalescent model，這個模型得到的結果，跟平時的解釋是相反的，因為coalescent model在時間上是從現在到過去，而正常情況下，我們解釋都從過去到現在，也就是說，從現在到過去，是有popB流向popA，

8、那么從過去到現在就是從popA流向popB。Beerli, P. and M. Palczewski. Unified framework to evaluate panmixia and migration direction among multiple sampling locations. Genetics, 2010. 185(1): p. 313-26.三 近期基因流計算BayesAss軟件被用來計算近期基因流，主要流程參數如下：（1） 軟件運行命令50000000 -b 5000000 -n 500 -o result/NDSD_nonFD.1.out examples/NDSD

9、_nonFD.haplotype.1 -a 0.55 -m 0.15 -f 0.06（2） 輸入文件格式第一列為個體名稱，第二列為群體名稱，第三列為位點名稱，第四第五列為雙倍體基因組基因型。（3） 軟件參數選擇以下參數供參數：-v 屏幕輸出詳細計算過程；-s 隨機種子初始數，可為任意整數，在重復運算時，可設置不同的種子數來驗證結果；-i 迭代次數，設置越大越好，但同樣會延長計算時間；-b burning數，丟棄開始部分的迭代計算結果；-n 選擇迭代結果，每隔n個選擇一個用于后續參數計算；-o 輸出結果路徑-a,-m,-f 混合模型參數，分別表示等位基因頻率、近交系數和基因流頻率，數值為0到1之間，此三個參數依照不同數據集需特異調整，如：上圖為運算過程中間結果輸出，%accepted后括號中第1、3、4列數值即由此三個參數分別控制，建議這三列數值為之間為佳。（4） 結果輸出結果輸出文件可用文本編輯器打開，示例如下：Migration Rates下面mij即為每一代群體i從群體j中遷移過來的個體比率。Rannala B, Yan