陳惠珍，張 戎，張娟層，劉金杰，薛淑蓮，郭大瑋，梁景青(太原市公安局刑偵支隊技術處DNA室，太原 0000;山西醫(yī)科大學法醫(yī)學院;山西醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院流行病教研室;通訊作者，E-mail:liangjingqing@sina.com)

人類Y染色體屬于性染色體，除擬常染色區(qū)外，在遺傳過程中不發(fā)生交換重組，其序列結構特征能穩(wěn)定地由父親傳給兒子，呈父系遺傳。因此，YSTR基因座在法醫(yī)學個體識別、親子鑒定、混合斑中男性成分的檢測、追溯父系遷移歷史等方面都具有獨特的應用價值。本課題旨在為太原漢族人群YSTR單倍型提供基本數(shù)據(jù)資料，通過應用Y-filerTM試劑盒，對17個Y-STR基因座進行分析和研究，結合其他地區(qū)人群樣本資料，分析遺傳距離和遺傳關系，為太原漢族人群的歷史遷移提供生物學的支持。

1 材料和方法

1.1 樣本采集

選取居住在太原地區(qū)的102例漢族無關男性個體的血樣，樣本系太原市公安局DNA實驗室日常案件積累。

1.2 Y-STR 基因座的選取

本課題應用美國ABI公司的Y-filer試劑盒中17個Y-STR基因座進行研究。

1.3 5%Chelex-100快速提取法提取DNA

1.3.1 檢材預處理 剪取1 cm×1 cm大小的血卡，置于1.5 ml的 EP管中，加入1 000 μl超純水，震蕩混勻后14 000 r/min離心3 min，棄上清，收集沉淀。1.3.2 提取 DNA 每個 EP管中加入200 μl 5%Chelex-100和20 μl蛋白酶K，震蕩混勻后，在56℃水浴箱中孵育40 min。置于100℃加熱模塊中，變性8 min，14 000 r/min 離心3 min，取出，靜置。

1.4 PCR的擴增及擴增產物的檢測

1.4.1 PCR擴增 PCR擴增在ABI 9700擴增儀上進行，10 μl擴增體系包括:Amp FlSTR? Y-filer Kit Primer Set 2 μl，Y-filer PCR Reaction mix 2.5 μl，Ampli Taq GoldTMDNA(5 U/L)0.2 μl，DNA 模板 0.8 μl，加去離子水至10 μl。PCR熱循環(huán)參數(shù):95℃，11 min;94℃，1 min;61℃，1 min;72℃，1 min;30個循環(huán);60℃，80 min;4℃保存。

1.4.2 擴增片段的電泳分離與檢測 采用 ABI 3130xl型基因分析儀進行毛細管電泳分離，應用GeneMapper IDv 3.1軟件進行基因分型。

1.5 數(shù)據(jù)分析

各基因座等位基因頻率采用直接計數(shù)法，各基因座基因變異度(GD)，根據(jù)公式GD=［n(1－∑Pi2)］/(n－1)計算，其中Pi為等位基因的頻率，n為樣本數(shù)［1，2］;計算累積的 GD 值(TGD)，按公式TGD=1－(1－GD1)(1－GD2)(1－GD3)(1－GD4)…(1－GDn)計算，GDn為各基因座的GD值。登陸單倍型數(shù)據(jù)庫(www.yhrd.org)，計算群體間的遺傳距離Rst矩陣。用MEGA5.05軟件建立群體相鄰連接(neighbor-joining，NJ)系統(tǒng)發(fā)生樹。

102 例太原漢族人群數(shù)據(jù)與世界各群體共享信息:登陸單倍型數(shù)據(jù)庫(www.yhrd.org)，按照DYS19，DYS389Ⅰ，DYS389Ⅱ，DYS390，DYS391，DYS392，DYS393，DYS385a，DYS385b，DYS438，DYS439，DYS437，DYS448，DYS456，DYS458，DYS635，Y-GATA-H4的順序，依次輸入102例太原漢族人群數(shù)據(jù)資料，計算太原漢族人群與世界各個群體間的相同概率。

2 結果

2.1 102例太原漢族無關男性群體17個Y-STR基因座遺傳多態(tài)性

在102例太原漢族無關男性群體個體中，17個Y-STR基因座均得到有效的擴增。DYS385a/b基因座共檢出41種單倍型，其余15個基因座共檢出84個等位基因，等位基因頻率在0.009 8－0.725 5之間，基因多樣性在0.433 5－0.894 0之間，除了DYS391、DYS437、DYS438，其余基因座的基因多樣性均大于0.5(見表1)。該結果說明:17個Y-STR基因座在山西太原漢族人群中有較好的遺傳多態(tài)性，且有較強的個體識別能力及非父排除能力，適合法醫(yī)學的實際應用。

2.2 太原漢族人群與9個少數(shù)民族群體間的遺傳距離

本實驗研究發(fā)現(xiàn)，太原地區(qū)漢族人群基因座等位基因及頻率分布與國內其他地區(qū)的少數(shù)民族人群相比，具有較大的差異性(見表2)。太原漢族與其他9個［3－11］少數(shù)民族群體的遺傳距離都較大，其中，與遼寧滿族人群之間的遺傳距離最小(0.001 4)，與臺灣地區(qū)泰雅族之間的遺傳距離最大(0.469 6)。

2.3 太原漢族人群與10個群體間的遺傳距離

本實驗研究發(fā)現(xiàn)，太原地區(qū)漢族人群中少數(shù)基因座等位基因及頻率分布與國內其他地區(qū)的人群相比［12－15］，具有一定的差異性(見表3)。數(shù)據(jù)結果表明:太原漢族與北京漢族之間的遺傳距離最小(0.001 7)，與臺灣泰雅族人群之間的距離最大(0.469 6)。

2.4 太原漢族人群與11個群體間的N-J系統(tǒng)發(fā)生樹

2.4.1 太原漢族人群與9個少數(shù)民族群體間的NJ系統(tǒng)發(fā)生樹 太原漢族與9個少數(shù)民族間的N-J系統(tǒng)發(fā)生樹結果顯示:漢族人群與少數(shù)民族人群之間有一定的遺傳距離。太原漢族和遼寧滿族、北京漢族聚為一類，與廣西壯族和福州畬族遺傳距離較近;衛(wèi)藏地區(qū)藏族、安多地區(qū)藏族、康巴地區(qū)藏族和青海藏族聚為一大類，臺灣泰雅族和臺灣排灣族聚為一類(見圖1)。

2.4.2 太原漢族人群與10個群體間的N-J系統(tǒng)發(fā)生樹 太原漢族與10個群體間的N-J系統(tǒng)發(fā)生樹結果顯示:太原漢族與西安漢族遺傳距離最近，與北京漢族聚為一類;河南漢族與廣西壯族、云南漢族聚為一大類;安多地區(qū)藏族和衛(wèi)藏地區(qū)藏族聚為一類;浙江漢族，代表南方漢族人群單獨為一類;臺灣泰雅族和臺灣排灣族聚為一類(見圖2)。

3 討論

3.1 太原漢族人群17個Y-STR基因座等位基因頻率及遺傳多態(tài)性

表1 太原市漢族無關男性個體17個Y-STR基因座等位基因頻率分布及GD值 (n=102)Table 1 Allelic frequencies and gene diversity of 17 Y-STR loci in Taiyuan Han populations (n=102)

表2 個不同種族群體間Rst值的遺傳距離矩陣Table 2 The genetic distance between 11 populations

表3 11個不同群體間Rst值的遺傳距離矩陣Table 3 The genetic distance between 11 populations

圖1 太原漢族與9個少數(shù)民族間的N-J系統(tǒng)發(fā)生樹Figure 1 Neighbor-joining tree between Taiyuan Han population and nine minority groups

圖2 太原漢族與10個群體間的N-J系統(tǒng)發(fā)生樹Figure 2 Neighbor-joining tree between Taiyuan Han population and ten populations

對102例太原漢族無關男性群體個體的研究發(fā)現(xiàn)，17個 Y-STR 基因座 DYS456、DYS390、DYS389Ⅰ、DYS389Ⅱ、DYS458、DYS19、DYS393、DYS391、DYS439、 DYS635、 DYS392、 DYS437、 DYS438、DYS448、Y-GATA-H4 基因座分別檢出 5、6、4、7、7、5、5、5、6、6、7、4、6、7、4 個等位基因;DYS385a/b 基因座等位基因頻率在0.009 8－0.725 5之間，基因多樣性在 0.433 5－0.894 0之間，除了 DYS391、DYS437、DYS438，其余基因座的基因多樣性均大于0.5。說明17個Y-STR基因座在山西太原漢族人群中有很好的遺傳多態(tài)性，適合法醫(yī)學的實際應用。

根據(jù)N-J系統(tǒng)發(fā)生樹的結果，我們可以發(fā)現(xiàn):漢族人群與少數(shù)民族群體間有一定的遺傳距離，而少數(shù)民族中的滿族人群和壯族人群與漢族人群遺傳距離較近，這與我國的歷史條件和地理環(huán)境有密切關系。以浙江為代表的南方漢族人群與北方漢族人群間有較遠的遺傳距離;藏族人群和臺灣人群各自聚為一類。

3.2 太原地區(qū)漢族人群和其他群體遺傳關系的分析

Y-STR基因座有父系遺傳特征，只能由父親傳遞給兒子［16］，且在傳遞過程中是以較穩(wěn)定的單倍體形式。由于地理、婚配以及文化等方面的原因，YSTR單倍型的基因頻率有較明顯的資料差異。山西太原是山西省的省會，在2 500年的歷史長河中，太原曾經是唐堯故地、戰(zhàn)國名城、太原故國、北朝霸府、天王北都、中原北門、九邊重鎮(zhèn)、晉商故里，“無端更渡桑干水，卻望并州是故鄉(xiāng)”(摘自賈島的《渡桑干》。明初，大量山西人群持續(xù)50余年大規(guī)模強制性移民至北京、河北、陜西、河南等華北平原地區(qū)，給他們的后裔留下了許多獨特的生活習俗和生理特征。除此之外，在山西歷史上有濃重一筆的俗稱“走西口”和“闖關東”，也使山西向東北、內蒙古和其他地區(qū)輸出一部分移民。與此同時，山西地區(qū)也接收了大量的來自全國的外來移民，省會太原更是外來移民首選的移民地，經過多年的發(fā)展，與本地人融合，成為一體，組成了現(xiàn)代的太原人群。

通過本實驗，發(fā)現(xiàn)太原漢族人群與北京漢族之間的遺傳距離最小(0.001 7)，其次是與西安漢族之間的遺傳距離(0.001 8)。這些數(shù)據(jù)都說明歷史上山西人群的大規(guī)模遷移，與這些地方的人群的融合有很大的影響。

本研究所研究的17個Y-STR基因座組成的單倍型，其計算的遺傳距離結果和山西漢族群體形成的歷史過程基本一致，從基因座方向為山西太原的歷史研究提供了有力的生物學證據(jù)。

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