En genética cuantitativa , Q ST es una estadística destinada a medir el grado de diferenciación genética entre poblaciones con respecto a un rasgo cuantitativo . Fue desarrollado por Ken Spitze en 1993. [1] Su nombre refleja que Q ST pretendía ser análogo al índice de fijación para un único locus genético (F ST ). [2] [3] Q ST a menudo se compara con F ST de loci neutrales para probar si la variación en un rasgo cuantitativo es el resultado de una selección divergente o deriva genética, un análisis conocido como comparaciones Q ST –F ST .
Q ST representa la proporción de varianza entre subpoblaciones, y su cálculo es sinónimo de F ST desarrollado por Sewall Wright . [4] Sin embargo, en lugar de utilizar la diferenciación genética, Q ST se calcula encontrando la varianza de un rasgo cuantitativo dentro y entre subpoblaciones, y para la población total. [1] La varianza de un rasgo cuantitativo entre poblaciones (σ 2 GB ) se describe como:
Y la varianza de un rasgo cuantitativo dentro de las poblaciones (σ 2 GW ) se describe como:
Donde σ 2 T es la varianza genética total en todas las poblaciones. Por tanto, Q ST se puede calcular con la siguiente ecuación:
El cálculo de Q ST está sujeto a varios supuestos: las poblaciones deben estar en equilibrio de Hardy-Weinberg , se supone que la variación observada se debe únicamente a efectos genéticos aditivos , el desequilibrio de selección y ligamiento no está presente, [5] y las subpoblaciones existen dentro de una isla modelo. [6]
Los análisis Q ST –F ST a menudo implican cultivar organismos en condiciones ambientales consistentes, conocidos como experimentos de jardín comunes , [7] y comparar la variación fenotípica con la variación genética. Si se descubre que Q ST excede a F ST , esto se interpreta como evidencia de selección divergente, porque indica una mayor diferenciación en el rasgo de la que podría producirse únicamente por deriva genética . Si Q ST es menor que F ST , se espera que esté presente la selección de equilibrio . Si los valores de Q ST y F ST son equivalentes, la diferenciación de rasgos observada podría deberse a una deriva genética. [6]
La comparación adecuada de Q ST y F ST está sujeta a múltiples supuestos ecológicos y evolutivos, [8] [9] [10] y desde el desarrollo de Q ST , múltiples estudios han examinado las limitaciones y constricciones de los análisis Q ST -F ST . Leinonen et al. notas F ST debe calcularse con loci neutrales; sin embargo, el filtrado excesivo de loci no neutrales puede reducir artificialmente los valores de F ST . [7] Cubry et al. Se encontró que Q ST se reduce en presencia de dominancia , lo que da como resultado estimaciones conservadoras de selección divergente cuando Q ST es alta y resultados no concluyentes de selección equilibrada cuando Q ST es baja. [5] Además, la estructura de la población puede afectar significativamente las proporciones Q ST -F ST . Los modelos de trampolín, que pueden generar más ruido evolutivo que los modelos de islas, tienen más probabilidades de experimentar errores de tipo 1 . [6] Si un subconjunto de poblaciones actúa como fuente, como durante la invasión , ponderar las contribuciones genéticas de cada población puede aumentar la detección de adaptación. [11] Para mejorar la precisión de los análisis Q ST , se deben incluir más poblaciones (>20) en los análisis. [12]
Múltiples estudios han incorporado Q ST para separar los efectos de la selección natural y la deriva genética, y a menudo se observa que Q ST excede a F ST , lo que indica una adaptación local. [13] En un estudio de restauración ecológica , Bower y Aitken utilizaron Q ST para evaluar poblaciones adecuadas para la transferencia de semillas de pino de corteza blanca . Encontraron valores altos de Q ST en muchas poblaciones, lo que sugiere una adaptación local para las características adaptadas al frío. [14] Durante una evaluación de las especies invasoras, Brachypodium sylvaticum , Marchini et al. encontraron divergencia entre las poblaciones nativas e invasoras durante el establecimiento inicial en el área de distribución invadida, pero una divergencia mínima durante la expansión del área de distribución . [11] En un examen de la boca de dragón común ( Antirrhinum majus ) a lo largo de un gradiente de elevación, los análisis Q ST -F ST revelaron diferentes tendencias de adaptación entre dos subespecies ( A. m. pseudomajus y A. m. striatum ). Si bien ambas subespecies se encuentran en todas las elevaciones, A. m. striatum tuvo valores altos de Q ST para rasgos asociados con la adaptación a la altitud: altura de la planta, número de ramas y longitud de entrenudos. Soy. pseudomajus tuvo valores de Q ST más bajos que F ST para el tiempo de germinación. [15]
