Genomic approaches for studying speciation

Abstract

Technological advances in DNA sequencing along with the emergence of new informatics approaches have created new possibilities in many biological fields. In this bachelor thesis, I will focus on the informatics approaches used in speciation genomics, that is research field focused on the problematics of the origin of new species. I will introduce some statistical methods used by these approaches for parameter estimation. The four particular methods I will write about are Maximum likelihood estimation, Bayesian model, Markov chain Monte Carlo and Iterative approach. I will describe several methods used for the detection of interspecific hybrids and recent as well as historical interspecific gene flow. These methods include NewHybrids, the hybrid index, genomic and spatial clines and coalescent-based methods. The thesis demonstrates the usefulness of the connection of applied mathematics and genomics for addressing general biological issues, and speciation particularly.

Pokrok v oblasti technologií sekvenace DNA spolu se vznikem nových informatických přístupů, vedly ke vzniku nových možností na poli biologie. V této bakalářské práci se zaměřuji na informatické přístupy používané v speciační genomice,což je vědecký obor, který se soustředí na problematiku vzniku nových druhů. Představím statistické metody, které tyto přístupy využívají. Čtyři konkrétní metody, o kterých píšu, jsou Odhad maximální věrohodnosti, Bayesovské modely, Markovovské řetězce Monte Carlo a Iterativní přístup. Přiblížím několik metod používaných v detekci mezidruhových hybridů a určovaní jak nedávného tak historického mezidruhového genového toku. Tyto metody zahrnují program NewHybrids, hybridní index, genomické a prostorové klíny a metody založené na koalescenčních modelech. Tato práce vyzdvihuje prospěšnost propojení aplikované matematiky a genomiky při řešení obecných biologických problémů a speciace konkrétně.