Indexy genetické diversity

Viz též Vyhodnocení alelických frekvencí, Jak vyhodnotit alelické frekvence v populaci, Alelická kombinace

V rámci hodnocení alelických frekvencí lze vypočítat i indexy genetické diversity. Princip výpočtu je obdobný jako při hodnocení druhové diversity společenstev (Magurran, 2004). Hodnocenou entitou v tomto případě není druh, ale genotyp představovaný sadou alelických párů pro všechny hodnocené enzymy respektive lokusy. Z informační teorie byl odvozen Shannonův index 'H, který lze použít i v případě genetické diversity:

'H = - Σ pi log2 pi

kde pi je zastoupení jedinců s i-tým typem genotypu. Toto hodnocení má však nevýhodu spočívající ve skutečnosti, že každý genotyp má stejnou váhu - jedná se o samostatnou entitu. V minulosti byl tento index aplikován například v programu POPGENE (Yeh, 1999) a použit při studiu autorů Pluess et Stöcklin (2004). Čím více znaků (lokusů - enzymů) bude uvažováno, tím bude vzrůstat i počet rozlišených genotypů. Porovnatelné jsou pouze takové populace, kde jsou hodnoceny stejné lokusy a enzymy. Navíc není uvažováno, v jaké míře se dva genotypy liší - rozdíl tak může být způsoben jak jedinou odlišnou alelou, tak kompletně se lišící rozsáhlou sadou alel. Pokud dokážeme specifikovat míru rozdílnosti dvou genotypů (vzdálenost genotypů i a j označovanou jako dij, přičemž dij = 0 pro kompletně shodné genotypy a dij = 1 pro genotypy lišící se všemi hodnocenými alelami), je možné počítat Rao index kvadratické entropie (Rao, 1982)

R = Σi Σj dij pi pj

Obdobně počítaný index je užíván pro hodnocení funkční diversity společenstev (Botta-Dukát, 2005). Vzdálenost genotypů je počítána jako podíl odlišných alel (a) z dvojnásobku počtu hodnocených enzymů - lokusů (N)

d = a / 2N

Indexy 'H a R jsou počítány programem SeqAn v rámci Vyhodnocení alelických frekvencí.

 

Literatura

Botta-Dukát, Z. (2005): Rao's quadratic entropy as a measure of functional diversity based on multiple traits. - J. Veg. Sci., 16: 533–540.

Magurran, A. E. (2004): Measuring biological diversity. - Blackwell Publishing, Malden (MA), 256 p.

Pluess, A. R.; Stöcklin, J. (2004): Genetic diversity and fitness in Scabiosa columbaria in the Swiss Jura in relation to population size. - Conservation Genetics, 5(2): 145-156

Rao, C. R. (1982): Diversity and dissimilarity coefficients: a unified approach. - Theor. Pop. Biol. 21: 24-43.

Yeh, F. C.,  Yang, R.-c., Boyle, T. (1999): POPGENE VERSION 1.31. Microsoft Window-based Freeware for Population Genetic Analysis. Quick User Guide. - University of Alberta, Edmonton, 29p.