所谓选择性清除：当一个有利突变发生后，这个突变基因的适合度越高，就越容易被选择固定。当这个基因被快速固定之后，与此基因座连锁的染色体区域，由于搭车效应也被固定下来，大片紧密连锁的染色体区域因此失去多态性，这种由于搭车效应引起多态性下降的现象，遗传上称为选择清除。

群体进化选择消除分析：简单的说就是基因组某区域由于受到了选择而消除多态性。选择消除分析是正向选择在物种基因组上留下的印迹。与野生祖先相比，栽培或驯化的物种发生选择消除的区域遗传多样性显著降低，这是驯化区域的典型特征。

下图可以形象的展示受选择后的结果。

选择消除分析可以做什么？

A、Ka/Ks The ratio of the number of nonsynonymous substitutions per nonsynonymous site (Ka) to the number of synonymous substitutions per synonymous site (Ks)。其中： Ks = 同义突变SNP数/同义位点数， 即同义突变率

Ka = 非同义突变SNP数/非同义位点数， 即非同义突变率

Ka/Ks >> 1，基因受正选择(positive selection)

Ka/Ks ＝1，基因中性进化(neutral evolution)

Ka/Ks 0，表明存在大量的中等频率的等位基因，这可能是由于群体瓶颈效应，群体结构，或者平衡选择引起的。

如果Tajima’s D< 0，表明存在大量的低频等位基因位点。Tajima’s D分析表示中性进化，越偏离0，受选择程度越高。

E、XP-CLR ：全称是 the cross-population composite likelihood ratio test（跨群体复合似然比检验），是一种是基于选择清除（selective sweep）的似然方法。XP-CLR 利用了两个群体之间的多基因座等位基因频率差异（multilocus allele frequency differentiation）建立模型，使用布朗运动来模拟中性下的遗传漂移，并使用确定性模型来近似地对附近的单核苷酸多态性（SNPs）进行选择性扫描。

1、基于群体分化（Fst）

群体的固定系数F反映了群体等位基因杂合性水平。固定系数F是F统计量（Fst）的一个特例。Fst分析表示群体的分化程度，值越大，群体分化程度越高，受选择程度越高。

Fst分布图，横坐标代表不同的染色体名称，纵坐标代表相应染色体窗口内Fst值，另外的两条虚线代表两种选择阈值（top 5%或1%）。

(1) Fst挖掘人工驯化过程中受选择的基因 74份中国李核心种质可聚类为南、北、东北及国外品种群，南方品种群较为原始，遗传多样性丰富，且与其他品种群间存在基因交流，推测中国李起源于我国南方长江流域。不同品种群间进行选择压分析，共鉴定到35个受选择位点，其中，开花调控、抗病抗逆及类黄酮代谢等重要途径关键基因显著富集，初步揭示了中国李重要性状驯化的分子基础

纵坐标如Fst(F_S)，表示该结果是F群体与S群体间的分化指数，这里对Fst做了一个Z变换，所以数值范围不是[0~1]，但值越大也是分化越显著区域。图上可直观看到分化指数较高的位置。

(2) 挖掘物种适应性进化中受选择的基因–野外收集到的各亚种间在遗传物质上有何差异，不妨来看看借助选择性清除探究“只有长江江豚可以在淡水中生活的奥秘”？

采用Sweep Finder2软件基于CLR（复合似然比），来探测群体内的选择信号，鉴定出39 个具有强选择性扫描信号的 CLR 峰，宽、窄脊江豚分别鉴定出218 个和 144 个候选基因。

为什么本文选择CLR来进行，原因在于常用于选择性清除的分析如FST适合物种内，不适合物种间、而Ka/Ks整合难度大，故本文采用了优化后的SFS原理。如果您的样本于此类似，不妨参考参考。

(3) XP-CLR、π、Tajima’s D多种参数结合的选择性分析结果

栽培苹果具有人工驯化的很多痕迹，特别是其中的果实重量、硬度、甜度、酸度等。通过XP-CLR、π、Tajima’s D相结合的方法定位到6号染色体上的包含9个基因的区域内。

上图a中灰色背景点表示起源于其他野生祖先而不是来自比较的基因组，绿色的线为XP-CLR前1%的分位数。

2、基于群体多样性分析

π用来分析碱基多态性，多态性越低，受选择程度越高。 π结果分析图中，横轴表示基因组的位置，纵坐标表示π值，图中的曲线表示3个群体的多态性水平。群体π值反映了群体基因组碱基多样性。

3、基于群体中性进化的分析

在标准中性进化模型下，Tajima’s D 的理论值为零。如果Tajima’s D 值为正，表明存在大量的中等频率的等位基因，这可能是由于群体瓶颈效应，群体结构，或者平衡选择引起的。如果 Tajima’s D 值为负，表明存在大量的低频等位基因位点。Tajima’s D分析表示中性进化，越偏离0，受选择程度越高。

1、Fst和θπ 的结合

Fst 和θπ已被证实是一种很有效力地检测选择消除区域的方法，特别是在挖掘与生存环境密切相关的功能区时，往往可以得到较强的选择信号，图5为Fst与θπ选择消除分析结果展示，二者共同筛选较强的选择信号，便于目标基因的筛选。 如何看懂这张图：

横坐标为θπ 的比值（驯化／野生），纵坐标为Fst值，分别对应上面的频率分布图和右侧的频率分布图，中部的点图则代表不同窗口内的相应的Fst和θπ 比值。其中最上方蓝色和绿色区域为θπ选择出来的top 5%区域，红色区域为Fst所选择top 5%区域，中间蓝色和绿色区域为Fst和θπ的交集，即为候选的位点。

2、Tajima’s D和θπ的结合

如何看懂这张图：

横坐标为θπ 值，纵坐标为Tajima’s D值，分别对应上面的频率分布图和右侧的频率分布图，中部的点图则代表不同窗口内的相应的θπ和Tajima’s D值。其中蓝色区域为θπ选择出来的top 5%区域，绿色区域为Tajima’s D选择出的top 5% 区域，红色箭头所指的区域为θπ和Tajima’s D的交集，即为候选的位点。

3、Fst和Hp的结合

如何看懂这张图：

横坐标表示染色体上的某个区间，纵坐标表示Hp、Fst，图中的蓝点表示杂合率（Hp），图中的橙黄色点表示固定系数（Fst）。通常选择杂合率Hp较小，群体分化系数Fst较大的点，图中两虚线间的点即为候选位点。

参考文献：

[1] Hufford M B, Xu X, van Heerwaarden J,et al. Comparative population genomics of maize domestication andimprovement. Nature Genetics, 2012, 3(6),44(7): 808-11.

[2] Qiu Q, Wang L, Wang K,et al. Yak whole-genome resequencing reveals domestication signatures and prehistoricpopulation expansions. Nature Communications, 2015,22(12), 6:10283.

[3] Li M,Tian S,Jin L,et al. Genomic analyses identify distinct patterns of selection in domesticatedpigs and Tibetan wild boars. Nature Genetics, 2013,45(12): 1431-8.

[4] Axelsson E, Ratnakumar A, Arendt M L,et al. The genomic signature of dog domestication reveals adaptation to astarch-rich diet. Nature, 2013 Mar 21(3),495(7441): 360-4.

[5]Sun, X., Jiao, C., Schwaninger, H. et al. Phased diploid genome assemblies and pan-genomes provide insights into the genetic history of apple domestication. Nat Genet 52, 1423–1432 (2020).

[6] Huang Z , Shen F , Chen Y , et al. Chromosome-scale Genome Assembly and Population Genomics Provide Insights into the Adaptation, Domestication, and Flavonoid Metabolism of Chinese Plum[J]. The Plant Journal, 2021.