1、LD連鎖不平衡介紹
（1）LD連鎖不平衡介紹
連鎖不平衡指的是在某一群體中拧揽，兩個基因同時遺傳的頻率大于隨機組合的頻率疲吸。
用于衡量連鎖不平衡程度的指標主要有D逆屡、D'和r2三個指標，其計算原理見：連鎖不平衡：linkage disequilibrium
D ≠ 0与涡，兩基因間連鎖不平衡（D值無法比較不同基因之間連鎖程度的大小, 因為它是根據(jù)每個基因allel的頻率計算出來的）惹谐。D'值可以看做是歸一化之后的D值，歸一化之的值可以用于比較不同基因連鎖程度的大小驼卖。 通常情況下氨肌，會通過r值的平方來表征連鎖不平衡程度，r平方等于0時酌畜，表示完全連鎖平衡怎囚，獨立遺傳；r平方等于1時, 表示完全連鎖不平衡。?
當D'=0恳守，r2=0時考婴，處于完全連鎖平衡狀態(tài)?
當D'=1，r2=1時催烘，處于完全連鎖不平衡狀態(tài)
其中沥阱，從0—1之間的度量越高，LD越高伊群，如果兩個位點連鎖考杉，連鎖程度也越高。
r2和D'反映了LD的不同方面舰始。r2包括了重組和突變崇棠，而D'只包括重組史。D'能更準確地估測重組差異丸卷，但樣本較小時易茬，低頻率等位基因組合可能無法觀測到，導致LD強度被高估及老，所以D'不適合小樣本群體研究抽莱。
理論上來說任意兩個基因之間都可能存在連鎖不平衡，但是實際操作中骄恶，認為只有一定區(qū)間范圍內(nèi)的基因會存在連鎖不平衡食铐，距離大于區(qū)間的基因，兩者出現(xiàn)連鎖不平衡的概率非常小僧鲁，所以就不去計算虐呻。
連鎖不平衡的結(jié)果，通常采用heatmap熱圖的形式進行展示寞秃，haploview給出的LD heatmap 示例如下：顏色從白色到紅色斟叼，代表連鎖程度從低到高，方框中的數(shù)值為r2春寿，為了美觀朗涩，這里將r2 乘以了100。
LD衰減作圖中通常采用r2來表示群體的LD水平绑改；Haplotype Block中通常采用D'來定義Block谢床；遷移、突變厘线、選擇识腿、有限的群體大小以及其他引起等位基因頻率改變的因素，這些都會引起LD的改變造壮。
（2）LD衰減距離
LD的衰減指位點間由連鎖不平衡到連鎖平衡的演變過程渡讼；LD衰減的速度在不同物種間或同物種的不同亞群間，往往差異非常大。所以成箫，通常會使用1個標準——“LD衰減距離”來描述LD衰減速度的快慢展箱。
LD衰減距離通常指的是：當平均LD系數(shù)r2 衰減到一定大小的時候，對應的物理距離伟众∥雠海“一定大小”是這個定義的關鍵點，但沒有特別統(tǒng)一的標準凳厢，在不同文章中標準不同账胧。常見的標準包括：a）LD系數(shù)降低到最大值的一半；b）LD系數(shù)降低到0.5以下先紫；c）LD系數(shù)降低到0.1以下治泥；d）LD系數(shù)降低到基線水平（注意，不同物種的基線值是不同的）遮精。
值的獲染蛹小：成對計算指定距離范圍內(nèi)的所有SNP的r2 值，按區(qū)間取平均本冲。
LD衰減距離的應用
A. 判斷GWAS所需標記量准脂，決定GWAS的檢測效力以及精度
GWAS標記量 = 基因組大小/LD衰減距離
B. 輔助分析進化與選擇
在同一個連鎖群上，LD衰減的慢說明該群體受到選擇檬洞。一般來說狸膏，野生群體比馴化改良群體LD衰減快，異花授粉植物比自花授粉植物LD衰減快添怔。比如玉米：地方品種1kb湾戳，自交系2kb，商用自交系100kb广料。
Haplotype Block（單體型塊）
單體型塊砾脑，即連鎖不平衡區(qū)域，是指同一條染色體上處于連鎖不平衡狀態(tài)的一段連續(xù)的區(qū)域艾杏。單體型塊分析可以用于篩選tag SNP韧衣、確定候選基因的范圍等。
如果GWAS檢測到顯著關聯(lián)的區(qū)間糜颠，可以通過進一步繪制局部的LD單體型塊圖汹族，來進一步判斷顯著相關的SNP和目標基因間是否存在強LD關系。
（3）單體型快
單體型塊其兴，即連鎖不平衡區(qū)域，是指同一條染色體上處于連鎖不平衡狀態(tài)的一段連續(xù)的區(qū)域夸政。單體型塊分析可以用于篩選tag SNP元旬、確定候選基因的范圍等。
如果GWAS檢測到顯著關聯(lián)的區(qū)間，可以通過進一步繪制局部的LD單體型塊圖匀归，來進一步判斷顯著相關的SNP和目標基因間是否存在強LD關系坑资。
2、LD計算的主流軟件與方法
（1）用plink計算r2值
plink --vcf vcf_file --allow-no-sex --maf 0.05 --geno 0.2 --r2 --ld-window 999999?--ld-window-kb 10?--ld-window-r2 0.2 --out out_file
--vcf 指定輸入的文件為vcf格式穆端，如果是bed格式文件袱贮，使用--bfile接文件前綴，如果數(shù)據(jù)是ped体啰、map格式攒巍，使用 --map接.map文件，--ped接.ped文件
--allow-no-sex 表示允許沒有性別信息
--r2表示計算r2值
--ld-window 表示計算LD的區(qū)間荒勇，距離小于這個值的標記對都要進行LD的計算
--ld-window-kb 默認為1Mb柒莉，表示只對距離在1Mb之內(nèi)的SNP位點進行分析
--ld-window-r2 0.2 這個參數(shù)只能和 --r2參數(shù)搭配使用，默認值為0.2沽翔，對輸出結(jié)果進行過濾兢孝，只輸出r2大于該參數(shù)的r2值
（2）用haploview做LD分析
haploview是基于Java的工作環(huán)境,，如果電腦沒有java的話仅偎，需要提前安裝
https://www.broadinstitute.org/haploview/haploview
3跨蟹、LD衰減（LD Decay）
LD的衰減指位點間由連鎖不平衡到連鎖平衡的演變過程；LD衰減的速度在不同物種間或同物種的不同亞群間橘沥，往往差異非常大窗轩。所以，通常會使用1個標準——“LD衰減距離”來描述LD衰減速度的快慢威恼。
LD衰減距離通常指的是：當平均LD系數(shù)r2 衰減到一定大小的時候品姓，對應的物理距離◇锎耄“一定大小”是這個定義的關鍵點腹备，但沒有特別統(tǒng)一的標準，在不同文章中標準不同斤蔓。常見的標準包括：
a）LD系數(shù)降低到最大值的一半植酥；
b）LD系數(shù)降低到0.5以下；
c）LD系數(shù)降低到0.1以下弦牡；
d）LD系數(shù)降低到基線水平（注意友驮，不同物種的基線值是不同的）。
值的獲燃菝獭：成對計算指定距離范圍內(nèi)的所有SNP的r2 值卸留，按區(qū)間取平均
