EEMS推测生境内生物的基因流

EEMS是基于C++来推测生境内生物的基因流（迁移）的软件。用于分析和可视化地理参考的遗传样本中的空间种群结构。 EEMS使用有效迁移的概念来建模遗传学和地理之间的关系，并输出估计的有效迁移面（因此EEMS）–人口结构的直观表示，突出显示了历史基因流量高于平均水平和低于平均水平的区域。

EEMS计算了遗传差异矩阵，并为每个地区的每个样本分配了地理坐标，以对比地界之间的地理和遗传距离。

EEMS分析案例：

From: Genomic structure and diversity of Plasmodium falciparum in Southeast Asia reveal recent parasite migration patterns

1. EEMS软件安装

EEMS有两种版本：用于SNP数据的runeems_snps和用于微卫星数据的runeems_sats，GitHub代码地址here.
EEMS模型是在C ++中实现的，其中使用Eigen进行线性代数计算，使用Boost进行随机数生成和生境几何形状。 可以从http://eigen.tuxfamily下载Eigen模板库。可以从http://www.boost.org下载Boost库。 EEMS已通过Eigen 3.2.2和Boost 1_57进行了测试。下载Eigen（不需要安装）并安装Boost之后，更新Makefile中的变量EIGEN_INC，BOOST_INC，BOOST_LIB.

2. 准备输入文件

EEMS需要三个输入文件。

（a）datapath.diffs: 成对遗传差异的矩阵。 可以使用bed2diffs（也在GitHub上）根据plink二进制格式的遗传数据来计算。

左侧为距离矩阵，右侧为距离热图

（b）datapath.coord: 给出样本采样位置，一行一个样本。

（c）datapath.outer: 逆时针列出栖息地轮廓，第一个顶点也是最后一个顶点，形成闭合的环。

3. 运行EEMS程序

测试数据下载here。首先，需要三个输入参数文件，这三个文件除了output directory mcmc path以外，所有输入参数都相同。 Running runeems_snps将从相同的目标分布中独立采样三个MCMC链：EEMS模型参数的后验分布。
这是第一个参数文件params-chain1.ini

datapath = ../data/barrier-schemeZ-nIndiv300-nSites30002
mcmcpath = ../data/barrier-schemeZ-nIndiv300-nSites3000-EEMS-nDemes200-chain13
nIndiv =3004
nSites =30005
nDemes =2006
diploid =false7
numMCMCIter =20000008
numBurnIter =10000009
numThinIter =9999

使用三个不同的随机种子运行EEMS。 如果未指定种子，则随机分配种子。

./runeems_snps --params params-chain1.ini --seed1232
./runeems_snps --params params-chain2.ini --seed4563
./runeems_snps --params params-chain3.ini --seed789

参数解读：

datapath：输入数据的路径。对于SNP数据，EEMS需要三个文件：平均成对差异矩阵datapath.diffs；样本坐标列表datapath.coord；栖息地边界点列表datapath.outer。
mcmcpath：输出目录的路径，EEMS创建此目录并将所有结果保存在那里。有一个随附的R包，该包解析输出文件并生成多个图形以可视化EEMS结果。
nIndiv and nSites：样本数量和标记数量。
MCMCIter，numBurnIter，numThinIter：MCMC迭代次数，开始要丢弃的老化迭代次数，以及在两个写入步骤之间要精简的迭代次数。如果栖息地不规则，则网格中实际的界数可能与指定的界数不完全相同。
nDemes，指定gridpath，其中gridpath.demes是一个demes列表，gridpath.edges是一个边缘列表和gridpath.ipmap是一个将采样分配给demes的映射。

4. R绘图

install.packages("rEEMSplots")
library("rEEMSplots")
extdata_path<-system.file("extdata",package="rEEMSplots")
eems_results<-file.path(extdata_path,"EEMS-example")
name_figures<-file.path(path.expand("~"),"EEMS-example")
eems.plots(mcmcpath = eems_results,
  plotpath =paste0(name_figures,"-default"),
  longlat =TRUE)

参考：
chrome-extension://cdonnmffkdaoajfknoeeecmchibpmkmg/assets/pdf/web/viewer.html?file=https%3A%2F%2Fraw.githubusercontent.com%2Fdipetkov%2Feems%2Fmaster%2FDocumentation%2FEEMS-doc.pdf