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Title (eng)
A simulation approach for multilocus aelection-migration models
Parallel title (deu)
Ein Simulationsansatz für multilokus Migrations-Selektionsmodelle
Author
Peter Kepplinger
Adviser
Reinhard Bürger
Assessor
Reinhard Bürger
Abstract (deu)
Diese Diplomarbeit stellt eine Implementierung eines Software-Packets zur Simulation von Migrations-Selektionsmodellen vor. Die deterministische, diskrete Simulation iteriert die zugrunde liegende Differenzengleichung, um die Gleichgewichte des dynamischen Systems zu finden. Als Anwendungsfall wird die Gleichgewichtsstruktur einer Population unter quadratisch-stabilisierender Selektion untersucht. Zuerst wird das zugrunde liegende mathematische Modell eingeführt und die getroffenen biologischen Annahmen erklärt. Das untersuchte dynamische System wird definiert, Fitnessfunktionen, Rekombination und Migrationsmodelle werden abgehandelt. Weiters definieren wir wichtige Größen, die erlauben die genetische Zusammensetzung und die Differenzierung in Gleichgewichten zu messen. Danach werden relevante Publikationen besprochen, die Simulationen vorwärts in der Zeit und quadratisch stabilisierende Selektion betreffen. Weiters wird der Grenzfall starker Migration betrachtet. Dem folgt eine detailierte Beschreibung der Implementierung. Dies umfasst das Objekt-Modell, die Datenbankarchitektur und eine Diskussion algorithmischer Belange. Schließlich werden die Resultate duch Anwendung der vorgestellten Simulation auf den Fall quadratisch stabilisierender Selektion vorgestellt. Zuerst wird der Fall einer panmiktischen Population mit zwei Allelen auf zwei Loci untersucht, wobei das Optimum der Fitnessfunktion beliebig ist. Anschließend werden zwei Deme mit symmetrisch verschobenen Optima behandelt, um Migration anhand des Deakin-Modells zu untersuchen.
Abstract (eng)
In this diploma thesis, the implementation of a software package is presented, which facilitates the simulation and analysis of multilocus migration-selection models. The deterministic, discrete simulation iterates the underlying difference equation to find the equilibria of the dynamical system. As an application, the equilibrium structure of a population under quadratic stabilizing selection is investigated. First, we state the biological assumptions and introduce the mathematical model. We define the investigated dynamical system and introduce fitness functions, recombination, and migration models. Furthermore, we define important quantities to measure properties of the genetic composition and of differentiation at equilibrium. Then, we review related work concerning forward-time simulations and quadratic stabilizing selection. Moreover, we discuss the limiting case of strong migration. This is followed by a discussion of the implementation of the developed software. This comprises the object model, the database architecture, and a discussion of algorithmic issues. Finally, the results obtained by the application of the program to the case of quadratic stabilizing selection are presented. First, the case of a diallelic two-locus panmictic population is investigated, allowing for arbitrary optimum position. Then, two demes are considered, displacing the optima symmetrically within the demes, and assuming the Deakin migration model.
Keywords (eng)
mathematical population geneticsmigration-selection modelpolymorphismDeakin migrationstrong migrationdiscrete simulationdifference equationquadratic stabilizing selection
Keywords (deu)
Mathematische PopulationsgenetikMigrations-SelektionsmodelPolymorphismenDeakin MigrationStarke MigrationDiskrete SimulationDifferenzengleichungQuadratisch-stabilisierende Selektion
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1284253
rdau:P60550 (deu)
69 S.
Number of pages
69
Association (deu)
Members (1)
Title (eng)
A simulation approach for multilocus aelection-migration models
Parallel title (deu)
Ein Simulationsansatz für multilokus Migrations-Selektionsmodelle
Author
Peter Kepplinger
Abstract (deu)
Diese Diplomarbeit stellt eine Implementierung eines Software-Packets zur Simulation von Migrations-Selektionsmodellen vor. Die deterministische, diskrete Simulation iteriert die zugrunde liegende Differenzengleichung, um die Gleichgewichte des dynamischen Systems zu finden. Als Anwendungsfall wird die Gleichgewichtsstruktur einer Population unter quadratisch-stabilisierender Selektion untersucht. Zuerst wird das zugrunde liegende mathematische Modell eingeführt und die getroffenen biologischen Annahmen erklärt. Das untersuchte dynamische System wird definiert, Fitnessfunktionen, Rekombination und Migrationsmodelle werden abgehandelt. Weiters definieren wir wichtige Größen, die erlauben die genetische Zusammensetzung und die Differenzierung in Gleichgewichten zu messen. Danach werden relevante Publikationen besprochen, die Simulationen vorwärts in der Zeit und quadratisch stabilisierende Selektion betreffen. Weiters wird der Grenzfall starker Migration betrachtet. Dem folgt eine detailierte Beschreibung der Implementierung. Dies umfasst das Objekt-Modell, die Datenbankarchitektur und eine Diskussion algorithmischer Belange. Schließlich werden die Resultate duch Anwendung der vorgestellten Simulation auf den Fall quadratisch stabilisierender Selektion vorgestellt. Zuerst wird der Fall einer panmiktischen Population mit zwei Allelen auf zwei Loci untersucht, wobei das Optimum der Fitnessfunktion beliebig ist. Anschließend werden zwei Deme mit symmetrisch verschobenen Optima behandelt, um Migration anhand des Deakin-Modells zu untersuchen.
Abstract (eng)
In this diploma thesis, the implementation of a software package is presented, which facilitates the simulation and analysis of multilocus migration-selection models. The deterministic, discrete simulation iterates the underlying difference equation to find the equilibria of the dynamical system. As an application, the equilibrium structure of a population under quadratic stabilizing selection is investigated. First, we state the biological assumptions and introduce the mathematical model. We define the investigated dynamical system and introduce fitness functions, recombination, and migration models. Furthermore, we define important quantities to measure properties of the genetic composition and of differentiation at equilibrium. Then, we review related work concerning forward-time simulations and quadratic stabilizing selection. Moreover, we discuss the limiting case of strong migration. This is followed by a discussion of the implementation of the developed software. This comprises the object model, the database architecture, and a discussion of algorithmic issues. Finally, the results obtained by the application of the program to the case of quadratic stabilizing selection are presented. First, the case of a diallelic two-locus panmictic population is investigated, allowing for arbitrary optimum position. Then, two demes are considered, displacing the optima symmetrically within the demes, and assuming the Deakin migration model.
Keywords (eng)
mathematical population geneticsmigration-selection modelpolymorphismDeakin migrationstrong migrationdiscrete simulationdifference equationquadratic stabilizing selection
Keywords (deu)
Mathematische PopulationsgenetikMigrations-SelektionsmodelPolymorphismenDeakin MigrationStarke MigrationDiskrete SimulationDifferenzengleichungQuadratisch-stabilisierende Selektion
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1284254
Number of pages
69
Association (deu)