【原】GWAS分析要不要進(jìn)行LD質(zhì)控？

育種數(shù)據(jù)分析 2025-08-14 發(fā)布于河南

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大家好，我是鄧飛。

有小伙伴在群里面問，GWAS分析要不要進(jìn)行LD質(zhì)控，我覺得問題很好，這里介紹一下。

1. 什么是連鎖不平衡（LD）

介紹之前連鎖不平衡（LD）之前，先介紹連鎖平衡（LE）。連鎖平衡 (Linkage Equilibrium, LE)，在基因組上，如果兩個(gè)不同基因座上的等位基因是隨機(jī)組合在一起的，那么它們就處于連鎖平衡狀態(tài)。這意味著，知道一個(gè)基因座上的等位基因類型，并不能預(yù)測另一個(gè)基因座上的等位基因類型。

飛哥注：這個(gè)和孟德爾第二遺傳定律，即自由組合定律很像，不同基因在減數(shù)分裂時(shí)隨非同源染色體自由組合，獨(dú)立傳遞給后代，任意兩個(gè)基因的等位基因組合頻率等于各自等位基因頻率的乘積，這就是處于連鎖平衡狀態(tài)。

LD 指基因組中不同位點(diǎn)的等位基因非隨機(jī)共現(xiàn)的現(xiàn)象（即某些位點(diǎn)的基因型總是 “捆綁出現(xiàn)”）。連鎖不平衡是指不同基因位點(diǎn)上的等位基因之間存在非隨機(jī)關(guān)聯(lián)—— 即某兩個(gè)等位基因同時(shí)出現(xiàn)的頻率，顯著高于或低于它們隨機(jī)組合的預(yù)期頻率。

飛哥注：這個(gè)和摩爾根第三遺傳定律，即基因連鎖與互換定律很像，基因在染色體上呈線性排列，物理距離越近的基因，連鎖程度越高（重組率越低）；距離越遠(yuǎn)，越容易因交叉互換而重組（重組率越高）。

所以，摩爾根的遺傳定律是解釋連鎖不平衡產(chǎn)生和維持的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。那么連鎖不平衡產(chǎn)生的因素有哪些呢？

2. 為什么會(huì)產(chǎn)生連鎖不平衡（LD）

連鎖不平衡的產(chǎn)生和維持受多重因素的影響，最重要的就是物理距離，兩個(gè)基因座距離很近，那么在減數(shù)分裂時(shí)，他們之間的重組就很少，發(fā)生的概率很低，作為一個(gè)整體（單倍型）遺傳給下一代的概率就很大，所以LD就很高。

其它因素也會(huì)導(dǎo)致群體高的LD，比如受選擇的群體，比如育種群體，某些有利的突變會(huì)在群體中迅速擴(kuò)散，導(dǎo)致群體內(nèi)的這個(gè)區(qū)域的LD升高，這也是野生群體LD衰減很快，而馴化改良群體LD衰減很慢的原因。LD衰減圖繪制--PopLDdecay

3 admixture分析要不要進(jìn)行LD質(zhì)控？

Admixtue說明文檔中介紹：去掉LD高的SNP不會(huì)對(duì)結(jié)果有影響，因?yàn)橛?jì)算不依賴于LD，會(huì)大大提升運(yùn)行速度。關(guān)于Admixture，可以參考這篇博客：Admixture使用說明文檔cookbook

如果我們使用plink進(jìn)行LD質(zhì)控，可以用下面的代碼，標(biāo)準(zhǔn)默認(rèn)是0.1，有時(shí)候也可以選擇0.2或者0.05，根據(jù)自己的數(shù)據(jù)量確定。

LD質(zhì)控，是為了降低數(shù)據(jù)量，特別是admixture進(jìn)行群體結(jié)構(gòu)分析時(shí)，會(huì)大大降低運(yùn)行的時(shí)間，當(dāng)然，有多線程和大內(nèi)存服務(wù)器的小伙伴，完全可以用所有的位點(diǎn)，畢竟成年人的世界，兩者都要才是普遍的，都跑一下，看看結(jié)果是否有差異。個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，無論是LD質(zhì)控不質(zhì)控，只要剩下有一定的數(shù)據(jù)量，結(jié)果變化不大。

==答案：群體結(jié)構(gòu)admixture分析時(shí)，建議進(jìn)行LD質(zhì)控，推薦質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)是 50 10 0.2。==

4. GWAS分析是否要進(jìn)行LD質(zhì)控？

GWAS分析中，依據(jù)就是至少有一個(gè)SNP與所控制的基因處于連鎖不平衡狀態(tài)（LD），那么，如果這個(gè)基因?qū)е铝吮硇妥兓?，那么我們就可以通過它所連鎖的SNP檢測到顯著性變化。如果這個(gè)基因附近的SNP都與基因存在LD，那么可以檢測到聚集的SNP顯著性為點(diǎn)，顯著性位點(diǎn)成簇出現(xiàn)，類似下圖：真實(shí)的顯著位點(diǎn)應(yīng)該是在基因兩側(cè)分布的，有一個(gè)上升和下降的趨勢。GWAS分析中QQ圖和曼哈頓圖如何看？