[發明專利]基于遺傳學規律的等位基因準確推斷方法

有效

• 申請號: 201811282081.3
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109378037B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 王淑棟;王珣
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G16B20/20
• 分類號: G16B20/20;G16B30/10
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

1.基于遺傳學規律的等位基因準確推斷方法，其特征在于：包括對于稀疏標記數據，等位基因準確推斷方法和對于密集標記數據，等位基因準確推斷方法；其中，對于稀疏標記數據，等位基因準確推斷方法如下：

Step?1對家族中每個成員，形成一個原始有序基因型列表和一個原始包含個體本身基因型數據的等位基因列表對，List0存儲了所有家族成員的原始等位基因列表對；

Step?2當家族中個體I至少具有一個已知等位基因，設其基因型為(a₁,a₂)或(a₁,0)，其中a₁,a₂≠0：

Step?2.1當個體I的基因型為純合(a₁,a₁)時，如果其父母和后代存在缺失等位基因，將a₁指派給父母和后代；

Step?2.2當個體I的基因型為(a₁,a₂)或(a₁,0)時，如果等位基因a_s?s＝1或2不屬于一個雙親，且另一個雙親P₂存在缺失等位基因，將a_s指派給P₂；

Step?2.3當個體I的基因型為雜合(a₁,a₂)時，對每個存在缺失等位基因的后代O，將等位基因列表H＝{a₁,a₂}指派給O；

Step?3重復Step?2，直到家族中任何成員的等位基因列表對不再發生改變，用更新后等位基因列表對替代List0中相應的列表對；

Step?4從所有具有缺失等位基因的個體集合中，選擇具有最少可能等位基因的個體I，令P₁與P₂為其父母，O為I的任一后代，P為O的另外一個雙親：

Step?4.1考慮個體I的每種可能基因型G＝(a₁,a₂)，其中G為有序或無序，G為雜合(a₁≠a₂)或純合(a₁＝a₂)：

Step?4.1.1如果(1)基因型G＝(a₁,a₂)與I的父母和后代均不相容，(2)a₁或a₂與父母對(P₁與P₂)不相容，或者(3)后代O的兩個等位基因列表均與基因型(a₁,a₂)不相容，或與O的另一個父母P不相容，那么刪除G，考慮I的下一種基因型；否則，類似Step?2，保留G并更新I的存在缺失等位基因的近親等位基因列表對，將這些近親更新后的列表對存入List1；

Step?4.1.2如果List1非空，對List1中每個個體J，標上個體J，檢查List1中J的等位基因列表對與J的近親是否相容，如果近親中含有缺失等位基因，則更新他們的等位基因列表對，如果J的等位基因列表對與所有近親均不相容，從I的基因型列表中刪除G，清空List1，轉Step?4.1，考慮I的下一種基因型，否則，更新J及其近親的等位基因列表對，將更新的等位基因列表對添加到List1中，重復Step?4.1.2直到List1中所有個體考慮完畢；

Step?4.2當個體I的所有可能基因型經過Step?4.1檢驗后，每個保留的基因型對應一個List1，對每個個體的等位基因列表對取并運算，并將其結果存入List2，如果個體I的所有基因型都被刪除，則調整I的等位基因列表對，并將之保存在List2中；

Step?4.3對于List2中的個體，將List0中等位基因列表對替換為List2中相應的等位基因列表對，并根據List2中個體的等位基因列表對，調整他們的基因型列表，清空List2；

Step?5重復Step?4，直到家族中所有存在缺失等位基因的個體全部考慮完畢；

對于密集標記數據，等位基因準確推斷方法步驟如下：

Step?1當個體I的基因型為純合(a₁,a₁)，設定其基因型為a₁_a₁；

Step?1.1如果個體I存在至少含有一個缺失等位基因的父親P1，(母親P2)，即基因型為(0,0),(a₁,0),(0,a₁),(a₂,0)或(0,a₂),其中a₁≠a₂，

Step?1.1.1如果P1(P2)的基因型為(0,0)，那么將a₁指派給其中一個缺失等位基因，即將基因型更新為(a₁,0)；

Step?1.1.2如果P1(P2)的基因型為(a₂,0)或(0,a₂)，那么將a₁指派給這個缺失等位基因即將基因型更新為(a₁,a₂)；

Step?1.2如果個體I至少有一個后代，對每個后代O，

Step?1.2.1如果后代O的基因型為0_*或*_0，其中*表示等位基因a₁或a₂，將a₁指派給這個缺失等位基因，即將基因型更新為a₁_*或*_a₁；

Step?1.2.2如果后代O的基因型至少含有一個缺失等位基因且無序時，即(0,0),(a₁,0),(0,a₁),(a₂,0)或(0,a₂),a₂≠a₁，那么當基因型為(0,0)時，將a₁指派給其中一個缺失等位基因，得到的基因型與個體I的性別有關：個體I為男性時，基因型更新為a₁_0,女性時更新為0_a₁；當基因型為(a₂,0)或(0,a₂)時，將a₁指派給此缺失等位基因，個體I為男性時，基因型更新為a₁_a₂,女性時更新為a₂_a₁；當基因型為(a₁,0)或(0,a₁)時，將a₁指派給此缺失等位基因，個體I為男性時，基因型更新為a₁_0,女性時更新為0_a₁；

Step?1.2.3如果后代O的基因型是無序雜合，即(a₁,a₂)時,當個體I為男性時將基因型更新為a₁_a₂，女性時更新為a₂_a₁；

Step?2重復Step?1直到家族中所有成員都搜索完畢，記錄在上述Step?1中基因型被更新過的所有個體并將其ID保存在IDChangeGeno中；

對于IDChangeGeno中的每個個體，需要對其以及近親的基因型再次進行更新，更新過程見Step?3：

Step?3對于IDChangeGeno中的每個特定個體I，

Step?3.1如果個體I的基因型為*_*，0_0除外，其中*是0,1,2，

Step?3.1.1若有序基因型*_*中第一個(第二個)等位基因沒有缺失，設為a₁，調用Step1.1；

Step?3.1.2若個體I是純合基因型，設為a₁_a₁，調用Step?1.2；

Step?3.2若個體I是無序基因型(*,*)，0_0除外，其中*是0,1,2，

Step?3.2.1若個體I是純合基因型，設為(a_1,a₁)，調用Step?1；

Step?3.2.2若個體I的父親P1(母親P2)具有純合基因型，設為a₁_a₁；令P1(P2)＝I,I＝O.調用Step?1.2；

Step?4把Step?3中更新過基因型的個體ID追加到IDChangeGeno中，重復Step?3直到IDChangeGeno中所有個體都搜索完畢；

Step?5重復上述Step1-4直到所有的位點都考慮完畢。