Оценка генетической дифференциации популяций молекулярным дисперсионным анализом (аналитический обзор)

В этом исследовании мы сравнили разные подходы к использованию анализа молекулярной дисперсии (Analysis of Мolecular Variance, AMOVA) для оценки генетической дифференциации популяций. Были использованы данные по 11 микросателлитным локусам 84 быков семи пород. Сравнивали результаты по трём опциям модуля AMOVA программы GenAlEx 6.502: по матрице дистанций между аллелями (рассчитывалась FST(W&С) (= θ ) статистика – вариант AMOVA1); по матрице дистанций между генотипами (ΦPT – AMOVA2); по матрице различий в размерах аллелей (RST – AMOVA3). Получены сходные сводные оценки генетической дифференциации пород: FST(W&С) = 0,108, ΦPT = 0,115, RST = 0,110 (все с pperm ≤ 0,001). Между полокусными оценками FST(W&С) и ΦPT коэффициент корреляции был 0,99 (pvalue < 0,0001); статистически значимых корреляций с RST не установлено. Обнаружена высокая корреляция FST(W&С) и ΦPT с полокусными оценками дифференциации по Нею (0,96). Иные, чем GenAlEx программы (Arlequin v.3.5, GenePop v.4.7.3, RST22), давали схожих AMOVA-оценки. Установлена негативная линейная зависимость FST(W&С) и ΦPT оценок от уровня средней гетерозиготности породных выборок (R2 = 0,6, rS = -0,75 при pvalue < 0,02) и отсутствие таковой для RST-оценок (R2 = 0,04, rS = -0,23 при pvalue = 0,47). Стандартизация оценок FST(W&С) и ΦPT по Хедрику устранила эту зависимость и повысила первоначальные оценки до 0,35 и 0,37 соответственно. Последние были сопоставимы с оценками, полученными методами Нея-Хедрика (0,364-0,375), Джоста (0,292) и Морисита-Хорна (0,308). Корреляции Мантеля между матрицами парных по породам генетических дистанций (GD), рассчитанными разными мерами, в большинстве случаев были >0,9. Проекции матриц GD в анализе главных координат (PСoA) на 2D плоскости были в общем сходными. PСoA выделил кластер голштинских «экотипов», кластер «красных» пород и ветку джерсейской породы. В двухфакторном AMOVA данных по кластерам (как двух «регионов») межрегиональная GD составила 0,357; дифференциация пород в пределах «регионов» не превышала 0,027. Моделирование объединения пород с близкими к нулю GD привело к увеличению числа аллелей на локус в «новых» породах на 29 % и повышению сводной оценки генетической дифференциации на 29-46 %. Полученные результаты могут быть использованы при разработке мероприятий по сохранению вытесняемых пород.