While linear mixed model (LMM) has shown a competitive performance in correcting spurious associations raised by population stratification, family structures, and cryptic relatedness, more challenges are still to be addressed regarding the complex structure of genotypic and phenotypic data. For example, geneticists have discovered that some clusters of phenotypes are more co-expressed than others. Hence, a joint analysis that can utilize such relatedness information in a heterogeneous data set is crucial for genetic modeling. We proposed the sparse graph-structured linear mixed model (sGLMM) that can incorporate the relatedness information from traits in a dataset with confounding correction. Our method is capable of uncovering the genetic associations of a large number of phenotypes together while considering the relatedness of these phenotypes. Through extensive simulation experiments, we show that the proposed model outperforms other existing approaches and can model correlation from both population structure and shared signals. Further, we validate the effectiveness of sGLMM in the real-world genomic dataset on two different species from plants and humans. In Arabidopsis thaliana data, sGLMM behaves better than all other baseline models for 63.4% traits. We also discuss the potential causal genetic variation of Human Alzheimer's disease discovered by our model and justify some of the most important genetic loci.


翻译:虽然线性混合模型(LMM)在纠正由人口分层、家庭结构和神秘相关关系产生的虚假联系方面表现出了竞争性的成绩,但在纠正由人口分层、家庭结构和隐秘相关关系产生的虚假联系方面仍有更多的挑战有待解决,例如,遗传学家发现,一些苯型类组比其他类类组更加共同表达。因此,可以利用混杂数据集中的这种关联信息的联合分析对于基因模型的建模至关重要。我们提议了稀疏的图形结构型线性混合模型(sGLMM),该模型可以将来自不同物种的特质的相关信息纳入数据集,并进行折叠式校正。我们的方法是能够发现大量苯型类的遗传联系,同时考虑这些苯型类的关联性。我们通过广泛的模拟实验,表明拟议的模型超越了其他现有方法,并且可以建模与人口结构和共享信号的模型。此外,我们用两个不同物种的真实世界基因组数据集(GLMMMMM)的实用性信息,以及人类基因类类组中最重要的数据,我们用所有重要的模型来讨论。

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