Models, methods and tools for ancestry inference and admixture analysis

Abstract

Background: Genetic admixture refers to the process or consequence of interbreeding between two or more previously isolated populations within a species. Compared to many other evolutionary driving forces such as mutations, genetic drift, and natural selection, genetic admixture is a quick mechanism for shaping population genomic diversity. In particular, admixture results in “recombination” of genetic variants that have been fixed in different populations, which has many evolutionary and medical implications.

Results: However, it is challenging to accurately reconstruct population admixture history and to understand of population admixture dynamics. In this review, we provide an overview of models, methods, and tools for ancestry inference and admixture analysis.

Conclusions: Many methods and tools used for admixture analysis were originally developed to analyze human data, but these methods can also be directly applied and/or slightly modified to study non-human species as well.

Graphical abstract

Keywords

genetic admixture / ancestry / population structures / demographic history / archaic introgression / incomplete lineage sorting

References

[1] Chakraborty, R. and Weiss, K. M. (1988) Admixture as a tool for finding linked genes and detecting that difference from allelic association between loci. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85, 9119–9123

[2] McKeigue, P. M.  (1997) Mapping genes underlying ethnic differences in disease risk by linkage disequilibrium in recently admixed populations. Am. J. Hum. Genet., 60, 188–196

[3] McKeigue, P. M.  (1998) Mapping genes that underlie ethnic differences in disease risk: methods for detecting linkage in admixed populations, by conditioning on parental admixture. Am. J. Hum. Genet., 63, 241–251

[4] Montana, G. and Pritchard, J. K.  (2004) Statistical tests for admixture mapping with case-control and cases-only data. Am. J. Hum. Genet., 75, 771–789

[5] Stephens, J. C. ,  Briscoe, D.  and  O’Brien, S. J.  (1994) Mapping by admixture linkage disequilibrium in human populations: limits and guidelines. Am. J. Hum. Genet., 55, 809–824

[6] Pfaff, C. L., Parra,  E. J., Bonilla, C. ,  Hiester, K. ,  McKeigue, P. M. ,  Kamboh, M. I. ,  Hutchinson, R. G. ,  Ferrell, R. E. ,  Boerwinkle, E.  and  Shriver, M. D.  (2001) Population structure in admixed populations: effect of admixture dynamics on the pattern of linkage disequilibrium. Am. J. Hum. Genet., 68, 198–207

[7] Long, J. C. (1991) The genetic structure of admixed populations. Genetics, 127, 417–428

[8] Ewens, W. J. and Spielman, R. S.  (1995) The transmission/disequilibrium test: history, subdivision, and admixture. Am. J. Hum. Genet., 57, 455–464

[9] Parra, E. J., Kittles,  R. A., Argyropoulos, G., Pfaff, C. L. ,  Hiester, K. ,  Bonilla, C. ,  Sylvester, N. ,  Parrish-Gause, D. ,  Garvey, W. T. ,  Jin, L. ,  (2001) Ancestral proportions and admixture dynamics in geographically defined African Americans living in South Carolina. Am. J. Phys. Anthropol., 114, 18–29

[10] Verdu, P. and Rosenberg,  N. A. (2011) A general mechanistic model for admixture histories of hybrid populations. Genetics, 189, 1413–1426

[11] Guo, W. and Fung,  W. K. (2006) The admixture linkage disequilibrium and genetic linkage inference on the gradual admixture population. Yi Chuan Xue Bao (in Chinese), 33, 12–18

[12] Zakharia, F., Basu,  A., Absher, D. ,  Assimes, T. L. ,  Go, A. S. ,  Hlatky, M. A. ,  Iribarren, C. ,  Knowles, J. W. ,  Li, J., Narasimhan,  B.,  (2009) Characterizing the admixed African ancestry of African Americans. Genome Biol., 10, R141

[13] Bryc, K., Auton,  A., Nelson, M. R. ,  Oksenberg, J. R. ,  Hauser, S. L. ,  Williams, S. ,  Froment, A. ,  Bodo, J.-M. ,  Wambebe, C. ,  Tishkoff, S. A. ,  (2010) Genome-wide patterns of population structure and admixture in West Africans and African Americans. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 107, 786–791

[14] Silva-Zolezzi, I., Hidalgo-Miranda,  A., Estrada-Gil, J., Fernandez-Lopez, J. C., Uribe-Figueroa, L., Contreras, A. ,  Balam-Ortiz, E. ,  del Bosque-Plata, L. ,  Velazquez-Fernandez, D. ,  Lara, C. ,  (2009) Analysis of genomic diversity in Mexican Mestizo populations to develop genomic medicine in Mexico. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106, 8611–8616

[15] Bryc, K., Velez,  C., Karafet, T. ,  Moreno-Estrada, A. ,  Reynolds, A. ,  Auton, A. ,  Hammer, M. ,  Bustamante, C. D.  and  Ostrer, H.  (2010) Genome-wide patterns of population structure and admixture among Hispanic/Latino populations. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 107, 8954–8961

[16] Xu, S., Huang,  W., Qian, J.  and  Jin, L.  (2008) Analysis of genomic admixture in Uyghur and its implication in mapping strategy. Am. J. Hum. Genet., 82, 883–894

[17] Xu, S. and Jin,  L. (2008) A genome-wide analysis of admixture in Uyghurs and a high-density admixture map for disease-gene discovery. Am. J. Hum. Genet., 83, 322–336

[18] Patterson, N., Moorjani,  P., Luo, Y. ,  Mallick, S. ,  Rohland, N. ,  Zhan, Y. ,  Genschoreck, T. ,  Webster, T.  and  Reich, D.  (2012) Ancient admixture in human history. Genetics, 192, 1065–1093

[19] Loh, P. R., Lipson,  M., Patterson, N. ,  Moorjani, P. ,  Pickrell, J. K. ,  Reich, D.  and  Berger, B.  (2013) Inferring admixture histories of human populations using linkage disequilibrium. Genetics, 193, 1233–1254

[20] Pickrell, J. K. ,  Patterson, N. ,  Loh, P. R. ,  Lipson, M. ,  Berger, B. ,  Stoneking, M. ,  Pakendorf, B.  and  Reich, D.  (2014) Ancient west Eurasian ancestry in southern and eastern Africa. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 111, 2632–2637

[21] Pugach, I., Matveyev,  R., Wollstein, A. ,  Kayser, M.  and  Stoneking, M.  (2011) Dating the age of admixture via wavelet transform analysis of genome-wide data. Genome Biol., 12, R19

[22] Jin, W., Li,  R., Zhou, Y.  and  Xu, S. (2014) Distribution of ancestral chromosomal segments in admixed genomes and its implications for inferring population history and admixture mapping. Eur. J. Hum. Genet., 22, 930–937

[23] Jin, W., Wang,  S., Wang, H. ,  Jin, L.  and  Xu, S. (2012) Exploring population admixture dynamics via empirical and simulated genome-wide distribution of ancestral chromosomal segments. Am. J. Hum. Genet., 91, 849–862

[24] Hellenthal, G., Busby,  G. B., Band, G. ,  Wilson, J. F. ,  Capelli, C. ,  Falush, D.  and  Myers, S.  (2014) A genetic atlas of human admixture history. Science, 343, 747–751

[25] Gravel, S. (2012) Population genetics models of local ancestry. Genetics, 191, 607–619

[26] Pool, J. E. and Nielsen, R. (2009) Inference of historical changes in migration rate from the lengths of migrant tracts. Genetics, 181, 711–719

[27] Durand, E. Y. ,  Patterson, N. ,  Reich, D.  and  Slatkin, M.  (2011) Testing for ancient admixture between closely related populations. Mol. Biol. Evol., 28, 2239–2252

[28] Reich, D., Thangaraj,  K., Patterson, N. ,  Price, A. L.  and  Singh, L.  (2009) Reconstructing Indian population history. Nature, 461, 489–494

[29] Deng, L., Hoh,  B. P., Lu, D. ,  Fu, R., Phipps,  M. E., Li, S. ,  Nur-Shafawati, A. R. ,  Hatin, W. I. ,  Ismail, E. ,  Mokhtar, S. S. ,  (2014) The population genomic landscape of human genetic structure, admixture history and local adaptation in Peninsular Malaysia. Hum. Genet., 133, 1169–1185

[30] Raghavan, M., Skoglund,  P., Graf, K. E. ,  Metspalu, M. ,  Albrechtsen, A. ,  Moltke, I. ,  Rasmussen, S. ,  Stafford, T. W. Jr ,  Orlando, L. ,  Metspalu, E. ,  (2014) Upper Palaeolithic Siberian genome reveals dual ancestry of Native Americans. Nature, 505, 87–91

[31] Jones, E. R., Gonzalez-Fortes,  G., Connell, S. ,  Siska, V. ,  Eriksson, A. ,  Martiniano, R. ,  McLaughlin, R. L. ,  Gallego Llorente, M. ,  Cassidy, L. M. ,  Gamba, C. ,  (2015) Upper Palaeolithic genomes reveal deep roots of modern Eurasians. Nat. Commun., 6, 8912

[32] Lu, D., Lou,  H., Yuan, K. ,  Wang, X. ,  Wang, Y. ,  Zhang, C. ,  Lu, Y., Yang,  X., Deng, L. ,  Zhou, Y. ,  (2016) Ancestral origins and genetic history of Tibetan highlanders. Am. J. Hum. Genet., 99, 580–594

[33] Prüfer, K., Racimo,  F., Patterson, N. ,  Jay, F. ,  Sankararaman, S. ,  Sawyer, S. ,  Heinze, A. ,  Renaud, G. ,  Sudmant, P. H. ,  de Filippo, C. ,  (2014) The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains. Nature, 505, 43–49

[34] Sankararaman, S., Mallick,  S., Dannemann, M. ,  Prüfer, K. ,  Kelso, J. ,  Pääbo, S. ,  Patterson, N.  and  Reich, D.  (2014) The genomic landscape of Neanderthal ancestry in present-day humans. Nature, 507, 354–357

[35] Qin, P. and Stoneking,  M. (2015) Denisovan ancestry in East Eurasian and native American populations. Mol. Biol. Evol., 32, 2665–2674

[36] Padhukasahasram, B.  (2014) Inferring ancestry from population genomic data and its applications. Front. Genet., 5, 204

[37] Pritchard, J. K. ,  Stephens, M.  and  Donnelly, P.  (2000) Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics, 155, 945–959

[38] Falush, D., Stephens,  M. and Pritchard, J. K.  (2003) Inference of population structure using multilocus genotype data: linked loci and correlated allele frequencies. Genetics, 164, 1567–1587

[39] Falush, D., Stephens,  M. and Pritchard, J. K.  (2007) Inference of population structure using multilocus genotype data: dominant markers and null alleles. Mol. Ecol. Notes, 7, 574–578

[40] Hubisz, M. J. ,  Falush, D. ,  Stephens, M.  and  Pritchard, J. K.  (2009) Inferring weak population structure with the assistance of sample group information. Mol. Ecol. Resour., 9, 1322–1332

[41] Raj, A., Stephens,  M. and Pritchard, J. K.  (2014) fastSTRUCTURE: variational inference of population structure in large SNP data sets. Genetics, 197, 573–589

[42] Tang, H., Peng,  J., Wang, P.  and  Risch, N. J.  (2005) Estimation of individual admixture: analytical and study design considerations. Genet. Epidemiol., 28, 289–301

[43] Alexander, D. H. ,  Novembre, J.  and  Lange, K.  (2009) Fast model-based estimation of ancestry in unrelated individuals. Genome Res., 19, 1655–1664

[44] Frichot, E., Mathieu,  F., Trouillon, T. ,  Bouchard, G.  and  François, O.  (2014) Fast and efficient estimation of individual ancestry coefficients. Genetics, 196, 973–983

[45] Li, N. and Stephens,  M. (2003) Modeling linkage disequilibrium and identifying recombination hotspots using single-nucleotide polymorphism data. Genetics, 165, 2213–2233

[46] Hoggart, C. J. ,  Shriver, M. D. ,  Kittles, R. A. ,  Clayton, D. G.  and  McKeigue, P. M.  (2004) Design and analysis of admixture mapping studies. Am. J. Hum. Genet., 74, 965–978

[47] Patterson, N., Hattangadi,  N., Lane, B. ,  Lohmueller, K. E. ,  Hafler, D. A. ,  Oksenberg, J. R. ,  Hauser, S. L. ,  Smith, M. W. ,  O’Brien, S. J. ,  Altshuler, D. ,  (2004) Methods for high-density admixture mapping of disease genes. Am. J. Hum. Genet., 74, 979–1000

[48] Tang, H., Coram,  M., Wang, P. ,  Zhu, X.  and  Risch, N.  (2006) Reconstructing genetic ancestry blocks in admixed individuals. Am. J. Hum. Genet., 79, 1–12

[49] Zhu, X., Cooper,  R. S. and Elston, R. C.  (2004) Linkage analysis of a complex disease through use of admixed populations. Am. J. Hum. Genet., 74, 1136–1153

[50] Price, A. L., Tandon,  A., Patterson, N. ,  Barnes, K. C. ,  Rafaels, N. ,  Ruczinski, I. ,  Beaty, T. H. ,  Mathias, R. ,  Reich, D.  and  Myers, S.  (2009) Sensitive detection of chromosomal segments of distinct ancestry in admixed populations. PLoS Genet., 5, e1000519

[51] Benirschke, K. (2002). The evolution and genetics of Latin American populations. J Hered., 93, 387 

[52] Sundquist, A., Fratkin,  E., Do, C. B.  and  Batzoglou, S.  (2008) Effect of genetic divergence in identifying ancestral origin using HAPAA. Genome Res., 18, 676–682

[53] Lawson, D. J. ,  Hellenthal, G. ,  Myers, S.  and  Falush, D.  (2012) Inference of population structure using dense haplotype data. PLoS Genet., 8, e1002453

[54] Sankararaman, S., Kimmel,  G., Halperin, E.  and  Jordan, M. I.  (2008) On the inference of ancestries in admixed populations. Genome Res., 18, 668–675

[55] Churchhouse, C. and Marchini, J. (2013) Multiway admixture deconvolution using phased or unphased ancestral panels. Genet. Epidemiol., 37, 1–12

[56] Rodriguez, J. M. ,  Bercovici, S. ,  Elmore, M.  and  Batzoglou, S.  (2013) Ancestry inference in complex admixtures via variable-length Markov chain linkage models. J. Comput. Biol., 20, 199–211

[57] Guan, Y. (2014) Detecting structure of haplotypes and local ancestry. Genetics, 196, 625–642

[58] Brown, R. and Pasaniuc,  B. (2014) Enhanced methods for local ancestry assignment in sequenced admixed individuals. PLoS Comput. Biol., 10, e1003555

[59] Sankararaman, S., Sridhar,  S., Kimmel, G.  and  Halperin, E.  (2008) Estimating local ancestry in admixed populations. Am. J. Hum. Genet., 82, 290–303

[60] Pasaniuc, B., Sankararaman,  S., Kimmel, G.  and  Halperin, E.  (2009) Inference of locus-specific ancestry in closely related populations. Bioinformatics, 25, i213–i221

[61] Brisbin, A., Bryc,  K., Byrnes, J. ,  Zakharia, F. ,  Omberg, L. ,  Degenhardt, J. ,  Reynolds, A. ,  Ostrer, H. ,  Mezey, J. G.  and  Bustamante, C. D.  (2012) PCAdmix: principal components-based assignment of ancestry along each chromosome in individuals with admixed ancestry from two or more populations. Hum. Biol., 84, 343–364

[62] Omberg, L., Salit,  J., Hackett, N. ,  Fuller, J. ,  Matthew, R. ,  Chouchane, L. ,  Rodriguez-Flores, J. L. ,  Bustamante, C. ,  Crystal, R. G.  and  Mezey, J. G.  (2012) Inferring genome-wide patterns of admixture in Qataris using fifty-five ancestral populations. BMC Genet., 13, 49

[63] Maples, B. K. ,  Gravel, S. ,  Kenny, E. E.  and  Bustamante, C. D.  (2013) RFMix: a discriminative modeling approach for rapid and robust local-ancestry inference. Am. J. Hum. Genet., 93, 278–288

[64] Yang, J. J., Li,  J., Buu, A.  and  Williams, L. K.  (2013) Efficient inference of local ancestry. Bioinformatics, 29, 2750–2756

[65] Chakraborty, R. (1986) Gene admixture in human populations: models and predictions. Am. J. Phys. Anthropol., 29, 1–43

[66] Guo, W., Fung,  W. K., Shi, N.  and  Guo, J.  (2005) On the formula for admixture linkage disequilibrium. Hum. Hered., 60, 177–180

[67] Wright, S. (1990) Evolution in Mendelian populations. Bull. Math. Biol., 52, 241–295 

[68] Kimura, M. and Weiss,  G. H. (1964) The stepping stone model of population structure and the decrease of genetic correlation with distance. Genetics, 49, 561–576

[69] Beerli, P. and Felsenstein,  J. (2001) Maximum likelihood estimation of a migration matrix and effective population sizes in n subpopulations by using a coalescent approach. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 4563–4568

[70] Wright, S. (1943) Isolation by distance. Genetics, 28, 114–138

[71] Patterson, N., Price,  A. L. and Reich, D.  (2006) Population structure and eigenanalysis. PLoS Genet., 2, e190

[72] Petkova, D., Novembre,  J., and Stephens, M.  (2014) Visualizing spatial population structure with estimated effective migration surfaces. Nat. Genet., 48, 94–100

[73] Johnson, N. A. ,  Coram, M. A. ,  Shriver, M. D. ,  Romieu, I. ,  Barsh, G. S. ,  London, S. J.  and  Tang, H.  (2011) Ancestral components of admixed genomes in a Mexican cohort. PLoS Genet., 7, e1002410

[74] Ni, X., Yang,  X., Guo, W. ,  Yuan, K. ,  Zhou, Y. ,  Ma, Z. and Xu, S. (2016) Corrigendum: length distribution of ancestral tracks under a general admixture model and its applications in population history inference. Sci. Rep., 6, 26367

[75] Moorjani, P., Patterson,  N., Hirschhorn, J. N., Keinan, A. ,  Hao, L. ,  Atzmon, G. ,  Burns, E. ,  Ostrer, H. ,  Price, A. L.  and  Reich, D.  (2011) The history of African gene flow into Southern Europeans, Levantines, and Jews. PLoS Genet., 7, e1001373

[76] Rosenberg, N. A. ,  Pritchard, J. K. ,  Weber, J. L. ,  Cann, H. M. ,  Kidd, K. K. ,  Zhivotovsky, L. A.  and  Feldman, M. W.  (2002) Genetic structure of human populations. Science, 298, 2381–2385

[77] Altshuler, D. M. ,  Gibbs, R. A. ,  Peltonen, L. ,  Altshuler, D. M. ,  Gibbs, R. A. ,  Peltonen, L. ,  Dermitzakis, E. ,  Schaffner, S. F. ,  Yu, F., Peltonen,  L.,  (2010) Integrating common and rare genetic variation in diverse human populations. Nature, 467, 52–58

[78] Ni, X., Yang,  X., Guo, W. ,  Yuan, K. ,  Zhou, Y. ,  Ma, Z. and Xu, S. (2016) Length distribution of ancestral tracks under a general admixture model and its applications in population history inference. Sci. Rep., 6, 20048

[79] Pugach, I., Matveev,  R., Spitsyn, V. ,  Makarov, S. ,  Novgorodov, I. ,  Osakovsky, V. ,  Stoneking, M.  and  Pakendorf, B.  (2016) The complex admixture history and recent southern origins of Siberian populations. Mol. Biol. Evol., 33, 1777–1795

[80] Ni, X., Yang,  X., Yuan, K. ,  Feng, Q. ,  Guo, W. ,  Ma, Z. and Xu, S. (2016) Inference of multiple-wave admixtures by length distribution of ancestral tracks. bioRxiv 096560

[81] Hill, W. G. and Robertson, A. (2007) The effect of linkage on limits to artificial selection. Genet. Res., 89, 311–336

[82] Chakraborty, R. and Weiss, K. M. (1988) Admixture as a tool for finding linked genes and detecting that difference from allelic association between loci. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85, 9119–9123

[83] Winkler, C. A. ,  Nelson, G. W.  and  Smith, M. W.  (2010) Admixture mapping comes of age. Annu. Rev. Genomics Hum. Genet., 11, 65–89

[84] Zhou, Y., Yuan,  K., Yu, Y. ,  Ni, X., Xie,  P., Xing, E. P.  and  Xu, S. (2017) Inference of multiple-wave population admixture by modeling decay of linkage disequilibrium with polynomial functions. Heredity (Edinb), 118, 503–510

[85] Zhou, Y., Qiu,  H. and Xu, S.  (2017) Modeling continuous admixture using admixture-induced linkage disequilibrium. Sci. Rep., 7, 43054

[86] Rogers, A. R.  and  Huff, C.  (2009) Linkage disequilibrium between loci with unknown phase. Genetics, 182, 839–844

[87] Ding, Q., Hu,  Y., Xu, S. ,  Wang, J.  and  Jin, L.  (2014) Neanderthal introgression at chromosome 3p21.31 was under positive natural selection in East Asians. Mol. Biol. Evol., 31, 683–695

[88] Ding, Q., Hu,  Y., Xu, S. ,  Wang, C. C. ,  Li, H., Zhang,  R., Yan, S. ,  Wang, J.  and  Jin, L.  (2014) Neanderthal origin of the haplotypes carrying the functional variant Val92Met in the MC1R in modern humans. Mol. Biol. Evol., 31, 1994–2003

[89] Huerta-Sánchez, E. ,  Jin, X. ,  Asan, Bianba, Z. ,  Peter, B. M. ,  Vinckenbosch, N. ,  Liang, Y. ,  Yi, X., He,  M., SomelM. ,  (2014) Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA. Nature, 512, 194–197

[90] Abi-Rached, L., Jobin,  M. J., Kulkarni, S. ,  McWhinnie, A. ,  Dalva, K. ,  Gragert, L. ,  Babrzadeh, F. ,  Gharizadeh, B. ,  Luo, M. ,  Plummer, F. A. ,  (2011) The shaping of modern human immune systems by multiregional admixture with archaic humans. Science, 334, 89–94

[91] Mendez, F. L. ,  Watkins, J. C.  and  Hammer, M. F.  (2012) Global genetic variation at OAS1 provides evidence of archaic admixture in Melanesian populations. Mol. Biol. Evol., 29, 1513–1520

[92] Mendez, F. L. ,  Watkins, J. C.  and  Hammer, M. F.  (2012) A haplotype at STAT2 introgressed from neanderthals and serves as a candidate of positive selection in Papua New Guinea. Am. J. Hum. Genet., 91, 265–274

[93] Green, R. E., Krause,  J., Briggs, A. W. ,  Maricic, T. ,  Stenzel, U. ,  Kircher, M. ,  Patterson, N. ,  Li, H., Zhai,  W., Fritz, M. H.-Y. ,  (2010) A draft sequence of the Neandertal genome. Science, 328, 710–722

[94] Reich, D., Green,  R. E., Kircher, M. ,  Krause, J. ,  Patterson, N. ,  Durand, E. Y. ,  Viola, B. ,  Briggs, A. W. ,  Stenzel, U. ,  Johnson, P. L. F. ,  (2010) Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. Nature, 468, 1053–1060

[95] Meyer, M., Kircher,  M., Gansauge, M.-T. ,  Li, H., Racimo,  F., Mallick, S. ,  Schraiber, J. G. ,  Jay, F. ,  Prüfer, K. ,  de Filippo, C. ,  (2012) A high-coverage genome sequence from an archaic Denisovan individual. Science, 338, 222–226

[96] Castellano, S., Parra,  G., Sánchez-Quinto,  F. A., Racimo, F. ,  Kuhlwilm, M. ,  Kircher, M. ,  Sawyer, S. ,  Fu, Q., Heinze,  A., Nickel, B. ,  (2014) Patterns of coding variation in the complete exomes of three Neandertals. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 111, 6666–6671

[97] Racimo, F., Sankararaman,  S., Nielsen, R.  and  Huerta-Sánchez, E.  (2015) Evidence for archaic adaptive introgression in humans. Nat. Rev. Genet., 16, 359–371

[98] Plagnol, V. and Wall, J. D. (2006) Possible ancestral structure in human populations. PLoS Genet., 2, e105

[99] Wall, J. D., Lohmueller,  K. E. and Plagnol, V.  (2009) Detecting ancient admixture and estimating demographic parameters in multiple human populations. Mol. Biol. Evol., 26, 1823–1827

[100] Vernot, B. and Akey,  J. M. (2014) Resurrecting surviving Neandertal lineages from modern human genomes. Science, 343, 1017–1021

[101] Seguin-Orlando, A. ,  Korneliussen, T. S. ,  Sikora, M. ,  Malaspinas, A.-S. ,  Manica, A. ,  Moltke, I. ,  Albrechtsen, A. ,  Ko, A., Margaryan,  A., Moiseyev, V. ,  (2014) Genomic structure in Europeans dating back at least 36,200 years. Science, 346, 1113–1118

[102] Green, R. E., Krause,  J., Briggs, A. W. ,  Maricic, T. ,  Stenzel, U. ,  Kircher, M. ,  Patterson, N. ,  Li, H., Zhai,  W., Fritz, M. H. ,  (2010) A draft sequence of the Neandertal genome. Science, 328, 710–722

[103] Hu, Y., Ding,  Q., He, Y. ,  Xu, S. and Jin, L. (2015) Reintroduction of a homocysteine level-associated allele into east asians by Neanderthal introgression. Mol. Biol. Evol., 32, 3108–3113

[104] Mallo, D. and Posada,  D. (2016) Multilocus inference of species trees and DNA barcoding. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci., 371, 20150335

[105] Xu, B. and Yang,  Z. (2016) Challenges in species tree estimation under the multispecies coalescent model. Genetics, 204, 1353–1368

[106] Mailund, T., Munch,  K. and Schierup, M. H.  (2014) Lineage sorting in apes. Annu. Rev. Genet., 48, 519–535

[107] Huerta-Sánchez, E. ,  Jin, X. ,  Asan, Bianba, Z. ,  Peter, B. M. ,  Vinckenbosch, N. ,  Liang, Y. ,  Yi, X., He,  M., Somel,M. ,  (2014) Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA. Nature, 512, 194–197

[108] Hobolth, A., Dutheil,  J. Y., Hawks, J. ,  Schierup, M. H.  and  Mailund, T.  (2011) Incomplete lineage sorting patterns among human, chimpanzee, and orangutan suggest recent orangutan speciation and widespread selection. Genome Res., 21, 349–356

[109] Hinch, A. G., Tandon,  A., Patterson, N. ,  Song, Y. ,  Rohland, N. ,  Palmer, C. D. ,  Chen, G. K. ,  Wang, K. ,  Buxbaum, S. G. ,  Akylbekova, E. L. ,  (2011) The landscape of recombination in African Americans. Nature, 476, 170–175

ACKNOWLEDGEMENTS

S.X. acknowledges financial support from the National Natural Science Foundation of China (NSFC) grant (Nos. 91331204 and 31711530221), the Strategic Priority Research Program (No. XDB13040100) and Key Research Program of Frontier Sciences (No. QYZDJ-SSW-SYS009) of the Chinese Academy of Sciences (CAS), the National Science Fund for Distinguished Young Scholars (No. 31525014), and the Program of Shanghai Academic Research Leader (No. 16XD1404700); S.X. is Max-Planck Independent Research Group Leader and member of CAS Youth Innovation Promotion Association. S.X. also gratefully acknowledges the support of the National Program for Top-notch Young Innovative Talents of The “Wanren Jihua” Project. We thank LetPub (www.letpub.com) for its linguistic assistance during the preparation of this manuscript. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

COMPLIANCE WITH ETHICS GUIDELINES

The authors Kai Yuan, Ying Zhou, Xumin Ni, Yuchen Wang, Chang Liu and Shuhua Xu declare that they have no conflict of interest.

This article is a review article and does not contain any studies with human or animal subjects performed by any of the authors.

RIGHTS & PERMISSIONS

2017 Higher Education Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg