陳鵬宇，王 斌，韓巖巖，謝成明，余 艦

(1.遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院 司法醫(yī)學鑒定中心，貴州 遵義 563099；2.天津市公安局 物證鑒定中心，天津 300384；3.遵義醫(yī)學院公共衛(wèi)生學院 營養(yǎng)與食品衛(wèi)生教研室， 貴州 遵義 563099)

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臨床醫(yī)學研究

新疆維吾爾族群體19個STR基因座遺傳多態(tài)性

陳鵬宇1，王 斌2，韓巖巖3，謝成明1，余 艦1

(1.遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院 司法醫(yī)學鑒定中心，貴州 遵義 563099；2.天津市公安局 物證鑒定中心，天津 300384；3.遵義醫(yī)學院公共衛(wèi)生學院 營養(yǎng)與食品衛(wèi)生教研室， 貴州 遵義 563099)

目的 對新疆地區(qū)維吾爾族人群19個短串聯(lián)重復序列(Short tandem repeats, STR)基因座的遺傳多態(tài)性進行研究，評價其在法醫(yī)學個體識別、親子鑒定中的應用價值，并分析與其它不同群體的遺傳關系。方法 應用GoldeneyeTM20A試劑盒對來自新疆維吾爾族的101例無關個體進行19個STR基因座的復合擴增，ABI 3130XL 全自動測序儀對擴增產物進行電泳分離，GeneMapper v3.2 軟件進行基因分型，統(tǒng)計各基因座等位基因頻率及法醫(yī)學參數，并結合已公開報道的其他17個群體遺傳多態(tài)性數據，計算群體間遺傳距離，構建系統(tǒng)發(fā)生樹。結果 GoldeneyeTM20A系統(tǒng)的19個STR基因座在新疆維吾爾族人群的基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡，且各基因座之間均不存在連鎖現象，19個STR累積的個人識別率為0.99999999999999999999993，累積的非父排除率為0.999999997481278。群體間遺傳關系分析顯示，新疆維吾爾族與新疆哈薩克族首先聚類，其它14個漢族群體及云南白族，遼寧滿族聚為一大類。結論 19個STR組成的復合檢測系統(tǒng)在新疆維吾爾族人群中具有高度的多態(tài)性和鑒別能力，可用于該群體法醫(yī)學個體識別、親權鑒定及群體遺傳學研究。

短串聯(lián)重復序列；遺傳多態(tài)性；新疆維吾爾族；群體遺傳

短串聯(lián)重復序列(Short tandem repeats, STR)是一類廣泛存在于人類基因組中具有高度多態(tài)性的DNA 序列，具有分型簡便快速、易于標準化和自動化等特點，是法醫(yī)物證鑒定的主要目標序列之一[1]，目前國內外已有多樣化的商品化STR復合檢測試劑盒用于法醫(yī)個體識別和親子鑒定[2]。GoldeneyeTM20A復合STR檢測系統(tǒng)的19個STR基因座包含了中國國家DNA數據庫所選用其它試劑盒中的全部STR 基因座，具有更好的數據庫檢索兼容性和準確性，以及更高的多態(tài)性和法醫(yī)學鑒別能力[3]。我國維吾爾族為新疆地區(qū)世居的少數民族，具有其獨特的歷史、地理、文化以及群體遺傳學特征，對其進行STR基因座遺傳多態(tài)性研究，建立相應群體遺傳學數據，對涉及該群體法醫(yī)學個體識別和親權鑒定案件的準確評估，以及群體遺傳學研究具有重要意義[4]。本研究采用GoldeneyeTM20A復合STR檢測系統(tǒng)，對新疆維吾爾族人群19個STR基因座(D8S1179，D21S11，D7S820，CSFIPO，D3S1358，TH01，D13S317，D16S539，D2S1338，D19S433，vWA，TPOX，D18S51，D5S818，FGA，Penta D，Penta E，D6S1043，D12S391)遺傳多態(tài)性進行了調查，評價其在法醫(yī)學個體識別、親子鑒定中的應用價值，并分析了與其它不同群體的遺傳關系。

1 對象與方法

1.1 研究對象 經知情同意，隨機采集新疆地區(qū)維吾爾族101名健康、無血緣關系個體(男 68名，女33名)外周血1 mL，EDTA抗凝，Chelex-100 法提取基因組DNA[5]。

1.2 PCR擴增 按照產品指南，采用GoldeneyeTM20A PCR試劑盒(北京基點認知公司)對19個STR基因座(D8S1179, D21S11,D7S820,CSF1PO,D3S1358,TH01,D13S317,D16S539,D2S1338,D19S433,vWA,TPOX,D18S51,D5S818,FGA,PentaD,Penta E, D6S1043和D12S391)及牙釉基因進行復合擴增，PCR反應在ABI 9700型擴增儀上進行。

1.3 分型和命名 擴增產物采用ABI 3130XL型遺傳分析儀電泳分離，使用GeneMapper ID Version 3.2軟件包[6]進行等位基因分型。在對每一批次樣本檢測中，以DNA 9947A作為陽性對照，去離子水作為陰性對照。等位基因命名通過與廠家提供的等位基因分型標準物比較，并按照國際法醫(yī)遺傳學會(International Society for Forensic Genetics，ISFG)推薦的原則進行命名。

1.4 統(tǒng)計學分析 采用Powerstats V1.2[7]軟件對各基因座進行Hardy-Weinberg平衡檢驗，采用SHEsis[8]軟件包進行19個STR基因座的配對連鎖不平衡檢驗。采用Powerstats V1.2軟件計算等位基因頻率、雜合度(heterozygosity，He)、多態(tài)性信息量(polymorphism information content，PIC)、個人識別率(power of discrimination，PD)以及非父排除率(probability of exclusion，PE)。應用公式[9]計算累積個人識別率(cumulative power of discrimination，CDP)和累積非父排除率(cumulative probability of exclusion，CPE)。

通過文獻檢索獲得來自不同地區(qū)14個漢族和3個少數民族共17個群體的等位基因頻率數據[2-7]，基于共有的19個基因座，應用Phylip 3.695軟件包[10]計算18個群體間的Nei’s遺傳距離，應用Mega 7.0軟件包[11]構建相鄰連接(Neighbour-Joining, NJ)系統(tǒng)發(fā)生樹。

2 結果

2.1 等位基因頻率分布 在受檢的101例新疆維吾爾族無關個體中，19個STR基因座上共檢出190個等位基因，等位基因頻率分布在0.005 0～0.535 0(見表1)。

表1 新疆維吾爾族群體19個STR基因座等位基因頻率分布(n=101)

D2S1338AFAFD3S1358AFD3S1358AFD16S539AFTH01AFCSF1POAF100．0050220．0400110．005070．015080．005060．160090．0400160．0100230．1650140．050090．075090．170070．2600100．2450170．1100240．0950150．3300100．1350100．120080．1300110．2550180．1300250．0600160．3500110．3850110．345090．2900120．4000190．2250260．0150170．2000120．2500120．20509．30．1600130．0500200．1000270．0100180．0650130．1300130．1350140．0100210．0300280．0050140．0100140．0200D7S820AFD8S1179AFD13S317AFTPOXAFvWAAFPentaEAFAF70．015280．020080．145070．0050130．005050．0650160．070080．1515100．130090．100080．5350140．145070．0850170．115090．0960110．0400100．065090．0950150．080080．0100180．06009．10．0000120．0900110．2750100．0550160．185090．0050190．0450100．2475130．2850120．3050110．2750170．2700100．080019．40．005010．10．0051140．1900130．0800120．0300180．1800110．0950200．0200110．2677150．1850140．0250130．0050190．1250120．0850210．020011．10．0000160．0500190．0050200．0100130．0600220．0050120．2020170．0100140．0650230．0100130．0152150．0900240．0100D6S1043AFAFD12S391AFPentaDAFD18S51AFD19S433AFD21S11AFFGAAF90．0050170．095060．0100100．0050100．0100270．010015．20．0050100．0200180．155080．0150120．0800120．040027．20．0050180．0100110．215018．30．015090．2650130．1850130．2500280．0950190．0600120．1450190．1700100．1500140．220013．20．020028．20．0050200．1050130．1350200．1850110．1950150．1400140．3950290．2250210．1200140．0950210．1700120．1300160．110014．20．0450300．285021．20．0100150．0050220．1200130．1550170．0800150．055030．20．0150220．1900160．0150230．0700140．0550180．050015．20．0950310．090022．20．0100170．0350240．0150150．0150190．0400160．050031．20．0900230．1700180．1250250．0050160．0050200．040016．20．0200320．0250240．2050190．1600170．0050210．025016．30．005032．20．125024．20．0050200．0450220．0250170．0100330．0050250．095018．20．005033．20．0250260．0100280．0050

A：等位基因；F:等位基因頻率

2.2 法醫(yī)學參數 對19個STR進行Hardy-Weinberg平衡檢驗，P值為0.090 8～0.994 0(見表2)，各基因座基因型分布符合Hardy-Weinberg衡。對19個基因座兩兩之間的連鎖不平衡檢驗，r2為0.005～0.030，所有基因座之間不存在連鎖不平衡現象。

新疆維吾爾族群體中19個STR基因座的He值為0.070 0～0.440 0；PIC值為0.572 4～0.920 0；DP值為0.805 8～0.979 2，PE值為0.245 6～0.857 0，其中多態(tài)性最低的基因座為TPOX，多態(tài)性最高的基因座為Pent E。19個STR累積的個人識別率為0.99999999999999999999993，累積的非父排除率為 0.999999997481278。

表2 新疆維吾爾族群體19個STR基因座法醫(yī)學參數

基因座HePICDPPEHWE基因座HePICDPPEHWED2S13380．87000．85390．95780．73460．9544D19S4330．76000．73410．90320．52700．8858D3S13580．65000．67300．87380．35520．0908D21S110．79000．80490．94160．58060．2896D5S8180．72000．71130．90220．45990．4593PentaD0．82000．80170．93960．63670．8144D6S10430．88000．84470．95640．75480．6541PentaE0．93000．92000．97920．85700．9906D7S8200．85860．76220．91130．71190．1314CSF1PO0．77000．66050．84200．54460．2177D8S11790．82000．79550．93640．63670．9381TH010．85000．74510．90200．69490．1093D12S3910．84000．83790．94540．67530．5758TPOX0．56000．57240．80580．24560．1576D13S3170．76000．75950．92560．52700．4151FGA0．88000．83760．95360．75480．5417D16S5390．80000．74460．91620．59900．6443vWA0．88000．79220．93060．75480．1261D18S510．87000．85210．96120．73460．9940

He：雜合度；PIC: 多態(tài)性信息量；DP：個人識別率；PE：非父排除率；HWE：Hardy-Weinberg平衡檢驗的P值，P< 0.05 有統(tǒng)計學意義。

2.3 18個群體間遺傳距離及系統(tǒng)發(fā)生樹 根據19個STR基因座計算得到18個群體間的Nei’s遺傳距離(見表3)可見，新疆維吾爾族與新疆哈薩克族[12]的遺傳距離最近(0.0292)，其次為遼寧回族[13](0.0388)，與其它群體距離均較遠(0.0414～0.0664)。14個漢族群體[14-16]間的遺傳距離均較近，而且集中于一個較小的數值范圍(0.0008～0.0237)。

根據18個群體Nei’s遺傳距離構建的相鄰連接系統(tǒng)發(fā)生樹(見圖1)可見，新疆維吾爾族與新疆哈薩克族[12]首先聚類，其它14個漢族群體及云南白族[17]，遼寧回族[13]聚為一大類。在14個漢族群體中，山東漢族、河北漢族 ，河南漢族、安徽漢族，山西漢族、甘肅漢族、江蘇漢族聚集為一個亞類，而山東漢族-河北漢族、河南漢族-安徽漢族、山西漢族-甘肅漢族分別形成三個獨立的分支；云南漢族、四川漢族、江西漢族、閩南漢族、閩西漢族、廣東漢族聚集成另一個亞類。

圖1 基于Nei’s遺傳距離構建的新疆維吾爾族和其它17個中國人群的相鄰連接系統(tǒng)發(fā)生樹

表3 新疆維吾爾族和17個群體之間的Nei’s遺傳距離

Nei’s新疆維吾爾族新疆哈薩克族遼寧回族云南白族云南漢族河南漢族湖北漢族山東漢族四川漢族山西漢族甘肅漢族河北漢族江西漢族閩南漢族閩西漢族廣東漢族江蘇漢族安徽漢族新疆維吾爾族0．0000新疆哈薩克族0．02920．0000遼寧回族0．03880．04370．0000云南白族0．04300．04870．00910．0000云南漢族0．04390．05130．00610．00460．0000河南漢族0．04140．05310．00860．00750．00490．0000湖北漢族0．04440．05250．00630．00490．00080．00510．0000山東漢族0．05620．06100．01010．01040．00660．00850．00720．0000四川漢族0．04610．05410．01070．00810．00400．00980．00430．01050．0000山西漢族0．04320．05050．00680．00590．00380．00430．00460．00710．00920．0000甘肅漢族0．04740．05760．01220．01150．00790．01070．00890．01380．01380．00820．0000河北漢族0．06640．07100．01980．01990．01470．01590．01480．01700．01790．01520．02370．0000江西漢族0．05630．06120．00990．00920．00550．01210．00520．01170．00990．00950．01610．01970．0000閩南漢族0．04960．06040．01130．01160．00590．01050．00610．01220．00920．00990．01430．01940．00800．0000閩西漢族0．04690．05460．00950．00810．00330．00950．00320．01050．00510．00910．01260．01630．00650．00630．0000廣東漢族0．04930．05750．01290．01010．00530．01400．00580．01480．00680．01230．01680．02240．00790．00740．00430．0000江蘇漢族0．04440．05160．00640．00500．00180．00430．00190．00620．00610．00350．00820．01520．00730．00790．00590．00920．0000安徽漢族0．04810．05910．01180．01210．00690．00780．00690．01110．01010．00720．01290．01880．01460．01510．01140．01680．00640．0000

3 討論

維吾爾族是我國主要少數民族之一，據2010年人口普查數據，其人口總數達10,069,346，居少數民族人口第4位[18]。約80%的維吾爾族聚居在新疆維吾爾自治區(qū)天山以南的喀什、和田一帶、阿克蘇和庫爾勒地區(qū)，為地理上相對封閉隔離的群體。維吾爾族在不同的歷史時期，經歷了與不同民族、語言的復雜融合，現代維吾爾語為維吾爾族的共同語言，屬阿爾泰語系突厥語族。特殊的地理、歷史和文化背景，意味著新疆維吾爾族獨特的群體遺傳結構特征，對其進行STR基因座遺傳多態(tài)性研究，建立適合新疆維吾爾族人群的群體遺傳學基礎數據，對涉及該群體個體識別和親權鑒定案件的準確評估，以及群體遺傳學研究具有重要意義[4]。

目前許多商品化的試劑盒應用于中國國家DNA數據庫(National DNA database，NDNAD)，如 Identifiler、Sinofiler、PowerPlex 16、PowerPlex 18D、Goldeneye 16A、AGCU 17+1等，這些試劑盒包含了15～17個基因座，但是不同試劑盒之間僅有11個共有的STR基因座，GoldeneyeTM20A 復合STR檢測系統(tǒng)由19個STR基因座和1個判定性別的牙釉基因構成，包含了中國國家DNA數據庫所選用的這些試劑盒中的全部 STR 基因座，在數據庫信息檢索時，可實現對同一樣本數據中更多STR分型信息的比對，提高了數據庫檢索的兼容性和準確性[3]。同時，使用更多的STR基因座，也意味著更高的多態(tài)性和法醫(yī)學鑒別能力[19]。

本研究采用GoldeneyeTM20A試劑盒19個基因座對新疆維吾爾族群體進行遺傳多態(tài)性調查，在19個基因座上都達到了Hardy-Weinberg平衡，說明群體樣本采集符合統(tǒng)計學要求，群體分型數據可信。19個STR配對連鎖不平衡檢驗均符合連鎖平衡，說明基因座之間無連鎖關系，因此可以直接應用乘積定律，計算代表19個STR組成的復合系統(tǒng)總體鑒別能力的累積個人識別率和累積非父排除率，以及該復合系統(tǒng)在具體個案分析中相應的匹配概率和父權指數。

STR 多態(tài)性程度及其應用價值一般用雜合度、多態(tài)信息量、個體識別力和非父排除率等法醫(yī)學參數進行評估。雜合度和多態(tài)性客觀地反映了一個遺傳標記的多態(tài)性水平，個人識別率和非父排除率則分別反映了遺傳標記在法醫(yī)學個人識別和親子鑒定中的鑒別能力。 一個遺傳標記的多態(tài)性越高，應用于法醫(yī)的鑒別能力也會越高。Shriver等[9]認為當一個基因座DP>0.80、PE>0.50 時，屬高度多態(tài)性遺傳標記，具有較好的應用價值。在本研究的19個基因座中，除與其它試劑盒共有的D3S1358、D5S818、TPOX 3個基因座外，其余16個STR基因座均具有高度多態(tài)性。在法醫(yī)學個人識別、親子鑒定及群體遺傳研究中具有較高的應用價值。按照乘積定律計算，19個STR累積的個人識別率和非父排除率分別高達0.99999999999999999999993和0.999999997481278，說明由該19個STR 組成的復合檢測系統(tǒng) GoldeneyeTM20A 在新疆維吾爾族人群中具有高度的多態(tài)性和鑒別能力，適用于該地區(qū)人群法醫(yī)學個人識別和親子鑒定。

遺傳距離計算和聚類分析顯示新疆維吾爾族和新疆哈薩克族的遺傳關系接近，與遼寧回族的遺傳關系相對較近，與14個不同地區(qū)漢族的遺傳關系均較遠。18個群體中，新疆維吾爾族和新疆哈薩克族屬于阿爾泰語系，其它均屬漢藏語系。提示不同語系民族之間具有遺傳差異，同一語系的民族具有相近的遺傳關系，該結果與以往對其它民族群體遺傳關系分析得出的規(guī)律一致[10]。14個漢族群體的遺傳關系較為接近，并呈現出一定的南北方地理分布的差異及連續(xù)過渡的特征，同時在地理位置上接近的群體，如山東漢族-河北漢族，河南漢族-安徽漢族，山西漢族-甘肅漢族分別聚集為不同的分支，說明地理上越接近的群體，遺傳關系越近。

綜上所述，本研究對新疆維吾爾族人群19個STR基因座遺傳多態(tài)性進行調查，建立了該群體的遺傳多態(tài)性數據，19個STR基因座組成的復合檢測系統(tǒng)在新疆維吾爾族具有高度的多態(tài)性和鑒別能力，可用于該群體法醫(yī)學個體識別、親權鑒定及群體遺傳學研究。

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[收稿2016-06-13;修回2016-09-01]

(編輯：王福軍)

Study of genetic polymorphism of 19 STR loci in Xinjiang Uyghur population

ChenPengyu1，WangBin2，HanYanyan3，XieChengming1，YuJian1

(1. Department of Forensic Judicial Authentication Center, Affiliated Hospital of Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou 563099, China; 2. Institute of Forensic Science, Tianjin Public Security Bureau, Tianjin 300384, China；3. Department of Nutrition and Food Hygiene, School of Public Health, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou 563099, China)

Objective To study the genetic polymorphism of 19 short tandem repeats (STR) loci in Xinjiang Uyghur population, evaluate the application value in forensic identification and kinship testing, and analyze the population genetic relationship with previously published population data. Methods 101 unrelated Uyghur individuals from Xinjiang were screened, amplification of 19 STR loci were performed using the GoldeneyeTM20A multiple STR kits. PCR products were separated by ABI 3130XL sequencer and genotyped with GeneMapper v3.2 software. Allele frequencies and forensic parameters were calculated with diverse software. To analyze genetic relationship with other 17 previously reported population data, genetic distance between populations were calculated and phylogenetic tree was also constructed. Results At all 19 STR loci, no significant deviation from Hardy-Weinberg equilibrium (HWE) were observed (P> 0.05), and no significant deviations from LD between pairwise STR loci were found. The combined power of discrimination (CPD) and the combined power of exclusion (CPE) was 0.99999999999999999999993 and 0.999999997481278, separately. Two main clusters existed within the 18 populations. The first main cluster consisted of Uyghur and Kazakh populations in Xinjiang. The second main cluster included 14 Han groups from different regions of China, Yunnan Bai and Liaoning Hui populations. Conclusion The 19 STR multiple system afford high genetic polymorphism and discrimination power in Xinjiang Uyghur population, and has important significance in forensic identification, paternity testing, and population genetic study.

short tandem repeats; genetic polymorphism; Xinjiang Uyghur; population genetics

遵義醫(yī)學院博士啟動基金資助項目(NO：院字[2015]01)。

余艦，男，教授，碩士生導師，研究方向：法醫(yī)學，E-mail:783065265@qq.com。

DF795.2

A

1000-2715(2016)04-491-06