Bayesian Inference of the Evolution of a Phenotype Distribution on a Phylogenetic Tree.
Bayesian Inference of the Evolution of a Phenotype Distribution on a Phylogenetic Tree.
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DOI：
10.1534/genetics.116.190496
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发表时间：
2016-09
期刊：
影响因子：
3.3
通讯作者：
Didelot X
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ansari MA;Didelot X
表型在系统发生树上的分布通常是一个令人感兴趣的数量。许多表型具有不完全遗传性，因此个体表型的测量可以被认为是来自该个体表型分布的单一实现。如果一个单基因组中的所有个体都有相同的表型分布，那么测量的表型将随机分布在树叶上。然而，情况往往并非如此，这意味着表型分布随着时间的推移而演变。在这里，我们提出了一个新的模型的基础上，这一原则的发展表型分布上的分支的一个遗传学，这是不同的祖先状态重建的表型本身被假定为发展。我们开发了一个有效的贝叶斯推理方法来估计我们的模型的参数，并测试的证据表型分布的变化。我们使用多个模拟数据集，以表明我们的算法具有良好的灵敏度和特异性。由于我们的方法识别了树上表型分布发生变化的分支，因此能够将树分解为这种分布是唯一和恒定的组件。我们提出了两个应用程序，我们的方法，一个调查艾滋病病毒的遗传变异和人类白细胞抗原和其他研究宿主范围分布在肠道沙门氏菌谱系之间的关联，我们讨论了许多其他潜在的应用。
The distribution of a phenotype on a phylogenetic tree is often a quantity of interest. Many phenotypes have imperfect heritability, so that a measurement of the phenotype for an individual can be thought of as a single realization from the phenotype distribution of that individual. If all individuals in a phylogeny had the same phenotype distribution, measured phenotypes would be randomly distributed on the tree leaves. This is, however, often not the case, implying that the phenotype distribution evolves over time. Here we propose a new model based on this principle of evolving phenotype distribution on the branches of a phylogeny, which is different from ancestral state reconstruction where the phenotype itself is assumed to evolve. We develop an efficient Bayesian inference method to estimate the parameters of our model and to test the evidence for changes in the phenotype distribution. We use multiple simulated data sets to show that our algorithm has good sensitivity and specificity properties. Since our method identifies branches on the tree on which the phenotype distribution has changed, it is able to break down a tree into components for which this distribution is unique and constant. We present two applications of our method, one investigating the association between HIV genetic variation and human leukocyte antigen and the other studying host range distribution in a lineage of Salmonella enterica, and we discuss many other potential applications.
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