Nemo2.4:快速且准确的数量遗传学前向时间模拟

root 提交于 周四, 07/09/2026 - 06:47
我们介绍 Nemo 2.4,这是一种先进的前向时间、基于个体的模拟框架,旨在模拟复杂的生态—进化动力学以及数量性状的遗传基础。该工具通过提供前所未有的灵活性和计算效率,应对了进化数量遗传学中的当前挑战。Nemo 2.4 的模块化架构使研究人员能够通过组合专门的生命周期事件(Life Cycle Event, LCE)模块来设计自定义生命周期,这些模块涵盖从繁殖和扩散到选择、杂交和表型表达等过程。该软件支持多样化的种群模型,包括 Wright-Fisher(WF)和非 WF 动力学、空间显式模型以及变化的人口统计过程。Nemo 2.4 能够处理广泛的遗传架构,包括用于一般性状研究的多等位数量性状位点(Quantitative Trait Loci, QTL),以及采用高度优化的按位数据结构实现的高密度双等位数量性状核苷酸(Quantitative Trait Nucleotides, QTN)。关键的是,它允许在整合其他遗传元件的完整遗传图谱上模拟 QTN,从而提供基因组尺度的分辨率。 关键的生物学复杂性被原生集成于模型之中:该模型支持跨多个性状的模块化多效性、显性以及成对上位性,从而有助于研究复杂的基因型—表型映射。此外,Nemo 2.4 通过反应规范对表型可塑性进行建模,并纳入潜在责任阈值,使得能够在多种选择形式(如高斯型、线性型、截断型)下模拟环境影响对性状进化的作用。凭借其编译型设计以及针对大量位点的内存高效数据表示,Nemo 为运行高通量模拟提供了稳健的平台,这对于检验多基因适应中的理论预测以及理解对变化环境的进化响应至关重要。

我们介绍 Nemo 2.4,这是一种先进的前向时间、基于个体的模拟框架,旨在模拟复杂的生态—进化动态以及数量性状的遗传基础。该工具通过提供前所未有的灵活性和计算效率,应对了当前进化数量遗传学中的挑战。Nemo 2.4 的模块化架构使研究人员能够通过组合专门的生命周期事件(Life Cycle Event, LCE)模块来设计自定义生命周期,这些模块涵盖从繁殖和扩散到选择、杂交及表型表达等过程。该软件支持多种种群模型,包括 Wright-Fisher(WF)和非 WF 动态、空间显式模型以及不同的人口统计过程。Nemo 2.4 可处理广泛的遗传结构,包括用于一般性状研究的多等位数量性状位点(Quantitative Trait Loci, QTL),以及采用高度优化的按位数据结构实现的高密度二等位数量性状核苷酸(Quantitative Trait Nucleotides, QTN)。关键的是,它允许在综合性遗传图谱上模拟 QTN,并将其他遗传元件纳入其中,从而提供基因组尺度的分辨率。

关键的生物学复杂性被原生集成到模型中:该模型支持跨多个性状的模块化多效性、显性以及成对上位性,从而有助于研究复杂的基因型—表型映射。此外,Nemo 2.4 通过反应规范对表型可塑性进行建模,并纳入潜在责任阈值,从而能够在多种选择形式(如高斯选择、线性选择、截断选择)下模拟环境影响对性状进化的作用。凭借其编译型设计以及针对大量位点的内存高效数据表示,Nemo 为开展高通量模拟提供了稳健的平台,这对于检验多基因适应中的理论预测以及理解进化对变化环境的响应至关重要。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.02.736177v1?rss=1

🏷️ 前向时间模拟 数量遗传学 生态进化动力学 QTL/QTN 基因组尺度模拟