Imputation of ungenotyped individuals based on genotyped relatives using Machine Learning Methodology

سال انتشار: 1400
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 113

فایل این مقاله در 9 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

این مقاله در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JEPUSB-2-2_002

تاریخ نمایه سازی: 12 تیر 1401

چکیده مقاله:

Machine learning methods have been used in genetic studies to build models capable of predicting missing genotypes for both human and animal genetic variations. Genotype imputation is an important process of predicting unknown genotypes. The objective of this study was to investigate the idea of using machine learning as imputation to compare the family-based methods and tried to offer improving the imputation performance in different scenarios. Also, the accuracies of different methods i.e. Support vector Machine; SVM, Random forest; RF are compared. The final population were simulated in the form of different family structures. Therefore, ۱۰۰ families including one sire with different number of genotyped progenies (۲, ۳, ۴, ۵ or ۷) were simulated. The number of markers was set to ۵۰۰۰ for whole genome. The sires in families and other scenarios such as, BothParents, sire/dam and one progeny, sire and maternal grandsire were defined to investigate the ability of learning machine algorithm for imputation. The imputation accuracy ranged from ۰.۷۸ to ۰.۹۹ in different scenarios. Also, least amount of imputation accuracy were achieved for sire and maternal grand sire scenario with both methods. Increasing in number of progenies from ۲ to ۳ was considerably increased in imputation accuracy (SVM and RF). The imputation of non-genotyped individuals based on parent-offspring trios and close relatives paired is possible. But, the use of child- one parent genotyped, BothParents genotyped and sire and maternal grandsire genotyped, average imputation accuracy would not exceed ۸۵%. While genotyped progenies are the best source of predicted genotypes for ungenotyped individuals and if the number of progeny is more than ۴, the imputation accuracy is increased more than ۹۵%. These results confirmed, that the performance of machine learning methods in family of trios has a good accuracy and computational speed, which can be used in estimated breeding value.

نویسندگان

Naeem Rastin Bojnord

Department of Animal Science, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

Mehdi Aminafshar

a Department of Animal Science, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

Mahmood Honarvar

Department of Animal Science, Shahr-e-Qods Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

Nasser Emam Jomeh Kashan

Department of Animal Science, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Bai, W.Y., Zhu, X.W., Cong, P.K., Zhang, X.J., Richards, J.B., ...
  • Bernardes, P.A., do Nascimento, G.B., Savegnago, R.P., Buzanskas, M.E., Watanabe, ...
  • Berry, D.P., McHugh, N., Randles, S., Wall E, McDermott K, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۷/S۱۷۵۱۷۳۱۱۱۷۰۰۱۶۵۳ ...
  • Berry, D.P., McParland, S., Kearney, J.F., Sargolzaei, M., Mullen, M.P. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۷/S۱۷۵۱۷۳۱۱۱۴۰۰۰۸۸۳ ...
  • Berry, D.P., O'Brien, A., Wall, E., McDermott, K., Randles, S., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۸۶/s۱۲۷۱۱-۰۱۶-۰۲۶۷-۰Boichard, D., Chung, H., Dassonneville, R., David, X., Eggen, A., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۳۷۱/journal.pone.۰۰۳۴۱۳۰ ...
  • Boison, S.A., Neves, H.H.R., Pérez O’Brien, A.M., Utsunomiya, Y.T., Carvalheiro, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.livsci.۲۰۱۴.۰۵.۰۳۳Boison, S.A., Santos, D.J.A., sunomiya, A.H.T.U., Carvalheiro, R., Neves, H.H.R., ...
  • https://doi.org/۱۰.۳۱۶۸/jds.۲۰۱۴-۹۲۱۳ ...
  • Bouwman, A.C., Hickey, J. M., Calus M.P.L., Veerkamp R.F. (۲۰۱۴). ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۸۶/۱۲۹۷-۹۶۸۶-۴۶-۶ ...
  • Butty, A.M., Sargolzaei, M., Miglior, F., Stothard, P., Schenkel, F.S., ...
  • https://doi.org/۱۰.۳۳۸۹/fgene.۲۰۱۹.۰۰۵۱۰ ...
  • Chen, J., Zhang, J.G., Li, J., Pei, Y.F., Deng, H.W. ...
  • Dassonneville, R., Fritz, S., Ducrocq, V., Boichard, D. (۲۰۱۲). Short ...
  • Datta, A.S., Lin, S., Biswas, S. (۲۰۱۹). A Family-Based Rare ...
  • Erbe, M., Hayes, B.J., Matukumalli, L.K., Goswami, S., Bowman, P.J., ...
  • Heidaritabar, M., Calus, M.P. L., Addie Vereijken, A., Groenen, M.A.M. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۸۶/s۱۲۸۶۳-۰۱۵-۰۲۵۳-۵ ...
  • Herry, F., Hérault, F., Picard Druet, D., Varenne, A., Burlot, ...
  • Johnson, N. (۲۰۰۸). Genotype Prediction with SVMs. http://cs۲۲۹.stanford.edu/ proj۲۰۰۸/Johnson-GenotypePredictionWithSVMs.pdf ...
  • Kamaei, M., Honarvar, M., Aminafshar, M.,Abdollahi-Arpanahi, R. (۲۰۱۷). Imputation of ...
  • Liesbeth van der Waaij, K. O. (۲۰۱۴). Textbook. Animal breeding ...
  • https://wiki.groenkennisnet.nl/display/TAB/ ...
  • Liu, C. T., Deng, X., Fisher, V., Heard-Costa, N., Xu, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۳۸/s۴۱۵۹۸-۰۱۸-۳۸۴۶۹-۴Lu, A.T., Cantor, R.M. (۲۰۱۴). Identifying rare-variant associations in parent-child ...
  • Ma, P., Brøndum, R.F., Zhang, Q., Lund, M.S., Su, G. ...
  • Mikhchi, A., Honarvar, M., Emam Jomeh Kashan, N., Zerehdaran, S., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۸۶/s۴۰۷۸۱-۰۱۵-۰۰۸۱-۱ ...
  • Mrode, R., Ojango, J.M.K., Okeyo, A.M., Mwacharo, J.M. (۲۰۱۹). Genomic ...
  • Ogutu, J.O., Piepho, H.P., Streeck, T.S. (۲۰۱۱). A comparison of ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۸۶/۱۷۵۳-۶۵۶۱-۵-S۳-S۱۱ ...
  • Piccoli, M.L., Braccini, J., Cardoso, F.F., Sargolzaei, M., Larmer, S.G., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۸۶/s۱۲۸۶۳-۰۱۴-۰۱۵۷-۹ ...
  • R Development Core Team. (۲۰۱۴). R: a language and environment ...
  • Roberts, A., Millan, L.M.C., Wang, W., Parker, J., Rusyn, I., ...
  • Samorè, A. B., Fontanesi. L. (۲۰۱۶). Genomic selection in pigs: ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۸۰/۱۸۲۸۰۵۱X.۲۰۱۶.۱۱۷۲۰۳۴ ...
  • Sargolzaei, M., Jansen, G.B., Schenkel, F.S. (۲۰۱۴). A new approach ...
  • Shashkova, T.I., Martynova, E.U., Ayupova, A.F., Shumskiy, A.A., Ogurtsova, P.A., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۹۳/tas/txz۱۸۲ ...
  • Shi, S., Yuan, N., Yang, M., Du, Z., Wang, J., ...
  • Taylor, J.F. Schnabel, R.D. Sutovsky P. (۲۰۱۸). Genomics of Bull ...
  • org//web/packages/ hypred〉 ...
  • Ullah, E., Mall, R., Abbas, M.M., Kunji, K., Nato Jr, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۰۱/gr.۲۳۶۳۱۵.۱۱۸ ...
  • Wang, X., Zhang, Z., Morris, N., Cai, T., Lee, S., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۹۳/bib/bbw۰۸۳ ...
  • Willer, C.J., Li, Y., Abecasis, G. R. (۲۰۱۰). METAL: fast ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۹۳/bioinformatics/btq۳۴۰ ...
  • نمایش کامل مراجع