Fst calculation in population genetics using R

1. fst.R
secondmath
Tue Oct 28 20:12:47 2014
############## 2014 SNU GEPI population genetics by Jinseob Kim ###################
############## 1. Fst calculation ##################################################
## Load package & Set directory
library(hierfstat)
## Loading required package: gtools
## Loading required package: ade4
setwd("/home/secondmath/Dropbox/GSPH/myteaching/pop_gene/")
## Read example file. 7 pop & 289 SNPs (PER3 gene)
a=read.table("fstexample.txt",header=T)
a[1:10,1:10] # see data
## pop rs2001142 rs1894654 rs2071924 rs17350193 rs6662782 rs11120896
## 1 SASIA 22 44 33 24 11 33
## 2 SASIA 44 24 33 44 13 13
## 3 SASIA 44 22 33 44 11 11
## 4 SASIA 44 22 33 44 11 33
## 5 SASIA 44 22 13 44 13 13
## 6 SASIA 24 44 33 44 13 33
## 7 SASIA 44 22 13 44 13 33
## 8 SASIA 24 24 33 44 11 33
## 9 SASIA 24 24 33 44 11 13
## 10 SASIA 44 24 13 44 33 33
## rs9660884 rs12410983 rs10489142
## 1 33 11 11
## 2 13 11 13
## 3 33 11 11
## 4 33 11 11
## 5 33 11 11
## 6 13 11 13
## 7 11 13 13
## 8 NA 13 11
## 9 33 11 11
## 10 11 11 33
## Basic stat: original Fst
gg=basic.stats(a)
perloc1=gg$perloc # per locus statistics
head(perloc1)
1

2. ## Ho Hs Ht Dst Htp Dstp Fst Fstp Fis
## rs2001142 0.2722 0.2807 0.2964 0.0158 0.2990 0.0184 0.0531 0.0615 0.0300
## rs1894654 0.3299 0.3369 0.3540 0.0172 0.3569 0.0200 0.0485 0.0561 0.0208
## rs2071924 0.3772 0.3910 0.4215 0.0305 0.4266 0.0356 0.0724 0.0834 0.0353
## rs17350193 0.0498 0.0528 0.0551 0.0023 0.0555 0.0026 0.0409 0.0474 0.0568
## rs6662782 0.3988 0.4168 0.4480 0.0312 0.4532 0.0365 0.0697 0.0804 0.0432
## rs11120896 0.3645 0.3896 0.3923 0.0027 0.3928 0.0032 0.0069 0.0080 0.0645
## Dest
## rs2001142 0.0255
## rs1894654 0.0302
## rs2071924 0.0584
## rs17350193 0.0028
## rs6662782 0.0625
## rs11120896 0.0052
fstloc1=perloc1$Fst # per locus Fst
all1=gg$overall # overall locus statistics
all1
## Ho Hs Ht Dst Htp Dstp Fst Fstp Fis Dest
## 0.2823 0.3071 0.3316 0.0245 0.3357 0.0286 0.0740 0.0853 0.0807 0.0413
fst1=all1[7] # overall locus Fst
## Weir & Cockerham's theta
gg2=wc(a)
fstloc2=gg2$per.loc$FST # per locus fst
fstloc2
## 1 2 3 4 5
## 0.052426375 0.051901748 0.064390803 0.044631901 0.061101023
## 6 7 8 9 10
## 0.010805742 0.084424434 0.019530769 0.042595316 0.024048371
## 11 12 13 14 15
## 0.093010994 0.042172548 0.039478819 0.192633459 0.044971892
## 16 17 18 19 20
## 0.070157956 0.244806030 0.038940279 0.049389356 0.022615752
## 21 22 23 24 25
## 0.033183043 0.084127700 0.092273438 0.081908731 0.058302092
## 26 27 28 29 30
## 0.038110973 0.060156731 0.039210191 0.055371303 0.117279665
## 31 32 33 34 35
## 0.087762303 0.026666092 0.030153663 0.046526129 0.066012782
## 36 37 38 39 40
## 0.061041214 0.065332626 0.052962014 0.075426081 0.075463795
## 41 42 43 44 45
## 0.143851689 0.022441398 0.160989656 0.085724512 0.159376136
## 46 47 48 49 50
## 0.028792527 0.031761370 0.082197528 0.028375636 0.083978371
## 51 52 53 54 55
## 0.106743349 0.027738761 0.023558877 0.054323945 0.098209168
## 56 57 58 59 60
2

3. ## 0.150600548 0.031533695 0.148855507 0.061552962 0.019935431
## 61 62 63 64 65
## 0.016629213 0.006049883 0.041119269 0.006287292 0.051063811
## 66 67 68 69 70
## 0.038257279 0.011084482 0.013817984 0.030726323 0.069563187
## 71 72 73 74 75
## 0.045359467 0.080328008 0.179663626 0.154162874 0.036787540
## 76 77 78 79 80
## 0.156474076 0.059713676 0.149472370 0.084625996 0.064651443
## 81 82 83 84 85
## 0.028755981 0.077093453 0.065962172 0.037836763 0.117841464
## 86 87 88 89 90
## 0.042180940 0.026789562 0.042122817 0.048523877 0.094996177
## 91 92 93 94 95
## 0.024541259 0.040236171 0.057711277 0.192378574 0.112027893
## 96 97 98 99 100
## 0.071100721 0.040958278 0.039804008 0.098646412 0.013432562
## 101 102 103 104 105
## 0.095766221 0.160937898 0.069724684 0.064214996 0.082597542
## 106 107 108 109 110
## 0.039028556 0.054556318 0.021502018 0.077457039 0.063175584
## 111 112 113 114 115
## 0.039896285 0.037271113 0.010461731 0.043870960 0.043724436
## 116 117 118 119 120
## 0.077800288 0.027988693 0.080775828 0.008932556 0.017080343
## 121 122 123 124 125
## 0.041276127 0.021382201 0.039066360 0.056839625 0.026916643
## 126 127 128 129 130
## 0.059286386 0.048044486 0.074539391 0.079925351 0.123555960
## 131 132 133 134 135
## 0.323591116 0.128787657 0.021784255 0.021430313 0.121233912
## 136 137 138 139 140
## 0.140351465 0.081686765 0.080744510 0.053169580 0.096458025
## 141 142 143 144 145
## 0.127744975 0.130914573 0.105859961 0.001699597 0.039567999
## 146 147 148 149 150
## 0.085991955 0.079364338 0.074371382 0.086226802 0.049037529
## 151 152 153 154 155
## 0.063945390 0.117413909 0.035727230 0.109651599 0.059974495
## 156 157 158 159 160
## 0.104324316 0.052068810 0.035235836 0.032422676 0.060364201
## 161 162 163 164 165
## 0.068006516 0.172619348 0.170746133 0.029443785 0.029540385
## 166 167 168 169 170
## 0.015170422 0.084822476 0.056898134 0.085222951 0.024341643
## 171 172 173 174 175
## 0.054741121 0.107398335 0.053295969 0.029420780 0.036229460
## 176 177 178 179 180
## 0.092176278 0.048550131 0.078728362 0.092591991 0.038693395
## 181 182 183 184 185
## 0.018883138 0.038350569 0.042581405 0.038474303 0.023212745
## 186 187 188 189 190
## 0.083181022 0.144283966 0.035368442 0.058273478 0.020144811
## 191 192 193 194 195
3

4. ## 0.072092926 0.013574145 0.085529217 0.076189229 0.091166342
## 196 197 198 199 200
## 0.252546077 0.088750827 0.368615111 0.077587130 0.075699531
## 201 202 203 204 205
## 0.090949566 0.208493410 0.105717288 -0.000533255 0.249551248
## 206 207 208 209 210
## 0.085167668 0.129824466 0.027673612 0.077444448 0.139613076
## 211 212 213 214 215
## 0.318675887 0.015282752 0.073725744 0.078902430 0.073697552
## 216 217 218 219 220
## 0.195310925 0.195029487 0.053908628 0.086935114 0.009942154
## 221 222 223 224 225
## 0.062965097 0.142364332 0.012293135 0.063887472 0.312969039
## 226 227 228 229 230
## 0.160067128 0.056967522 0.228764639 0.031508745 0.131429003
## 231 232 233 234 235
## 0.222464312 0.223424855 0.185299901 0.050734606 0.185346302
## 236 237 238 239 240
## 0.115079447 0.069571321 0.119554978 0.071766978 0.111983227
## 241 242 243 244 245
## 0.214351264 0.029049366 0.042517478 0.087912279 0.048054601
## 246 247 248 249 250
## 0.151666017 0.053766103 0.038967702 0.020957993 0.019959893
## 251 252 253 254 255
## 0.026871676 0.035843600 0.026101353 0.256582892 0.099687908
## 256 257 258 259 260
## 0.119433181 0.196222456 0.119811602 0.090002108 0.107603627
## 261 262 263 264 265
## 0.101644046 0.035834332 0.028407850 0.069964605 0.039280632
## 266 267 268 269 270
## 0.127843935 0.052368189 0.085909558 0.120783113 0.072057826
## 271 272 273 274 275
## 0.051028973 0.077276447 0.026610008 0.023447421 0.049813392
## 276 277 278 279 280
## 0.030823804 0.050077302 0.148805161 0.103889542 0.081591341
## 281 282 283 284 285
## 0.118742163 0.135124404 0.149371409 0.106368373 0.098163375
## 286 287 288 289
## 0.077650054 0.050969890 0.078311214 0.171643330
fst2=gg2$FST # overall locus: mean
fst2
## [1] 0.07931026
## Compare
plot(fstloc1,fstloc2) ## compare Wright's Fst & Cockerham's theta
4

5. 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
0.00.10.20.3
fstloc1
fstloc2
cor.test(fstloc1,fstloc2) ## Correlation test
##
## Pearson's product-moment correlation
##
## data: fstloc1 and fstloc2
## t = 68.9918, df = 287, p-value < 2.2e-16
## alternative hypothesis: true correlation is not equal to 0
## 95 percent confidence interval:
## 0.9637612 0.9770505
## sample estimates:
## cor
## 0.9711504
5