趙勤松，任 崢，張紅玲，戴佳琳，王 杰，喻 芳，黃 江

（1.貴州醫(yī)科大學法醫(yī)學院，貴州 貴陽550025；2.貴州省人口和計劃生育司法鑒定所，貴州 貴陽550004）

貴州漢族19個STR基因座多態(tài)性及法醫(yī)學應用

趙勤松1，2，任 崢1，張紅玲1，戴佳琳1，王 杰1，喻 芳2，黃 江1

（1.貴州醫(yī)科大學法醫(yī)學院，貴州 貴陽550025；2.貴州省人口和計劃生育司法鑒定所，貴州 貴陽550004）

目的 調查19個常染色體STR基因座在貴州漢族人群中的等位基因分布，評估其在法醫(yī)學中的應用價值。 方法 應用Golden e yeTMDNA身份鑒定系統(tǒng)20A試劑盒，研究貴州520名漢族無關健康個體19個常染色體STR基因座多態(tài)性。用310型遺傳分析儀進行毛細管電泳，GeneMapper?ID v3.1進行基因分型。結果19個常染色體STR基因座的雜合度為0.603 8～0.916 4，個體識別率為0.790 0～0.985 6，非父排除率為0.295 5～0.826 9，多態(tài)信息含量為0.553 5～0.908 9，累積個體識別率為1-1.230 0×10-22，累積非父排除率為0.999 999 99。貴州漢族和其他五個地域的漢族兩兩之間等位基因頻率比較，僅貴州漢族與山東漢族、遼寧漢族、山西漢族之間存在基因頻率差異具有統(tǒng)計學意義。 結論D19S433等19個常染色體STR基因座在貴州漢族人群中具有良好的遺傳多態(tài)性，對群體遺傳學和法醫(yī)物證學研究有應用價值。

法醫(yī)遺傳學；多態(tài)現(xiàn)象，遺傳；短串聯(lián)重復序列；Golden e yeTMDNA身份鑒定系統(tǒng)20A試劑盒；漢族；貴州

短串聯(lián)重復序列（short tandem repeat，STR）分型技術是以STR為遺傳標記，應用高分辨率的毛細管凝膠電泳分離獲得準確基因片段大小來判斷基因型[1]。當代法醫(yī)物證學以STR分型技術為主要檢測技術，其在人類基因組中多態(tài)信息含量高、數(shù)量豐富[2]。由于同一民族不同地域可能存在不同的亞群結構和遺傳特征，因此，為遺傳關系密切的個體及群體間分子標記作出客觀判斷，保證法醫(yī)物證學鑒定結果的科學性與準確性[3]，對同一民族地域遺傳差異的研究有一定的必要性。本研究應用Golden e yeTMDNA身份鑒定系統(tǒng)20A試劑盒［基點認知技術（北京）有限公司］，對貴州漢族520名無關健康個體遺傳多態(tài)性進行研究，獲得19個常染色體STR基因座（D19S433、D5S818、D21S11、D18S51、D6S1043、D3S1358、D13S317、D7S820、D16S539、CSF1PO、Penta D、vWA、D8S1179、TPOX、Penta E、TH01、D12S391、D2S1338、FGA）的頻率分布和群體遺傳學參數(shù)，并與我國山東、山西、遼寧、內蒙古和閩南（福建）五個地區(qū)漢族的相同19個STR基因座進行比較，為人類遺傳學及法醫(yī)學相關的研究提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 主要試劑

Golden e yeTMDNA身份鑒定系統(tǒng)20A試劑盒［基點認知技術（北京）有限公司］。

1.2 主要儀器設備

9700型PCR儀（美國AB公司），310型遺傳分析儀、Data Collection軟件和GeneMapper?ID v3.1軟件（美國Thermo Fisher Scientific公司），Arlequin v3.5軟件（http://cmpg.unibe.ch/software/arlequin35/）。

1.3 方法

1.3.1 樣本來源

樣本搜集于貴州醫(yī)科大學法醫(yī)司法鑒定中心日常檢案，經(jīng)對方知情同意，隨機采集貴州各地區(qū)漢族520名無關健康個體血樣（FTA卡采集指尖血），并參考山東、山西、遼寧、內蒙古和閩南（福建）地區(qū)的漢族人群相關數(shù)據(jù)[4-8]。

1.3.2 PCR擴增及檢測

根據(jù)GA/T 965—2011《法庭科學DNA親子鑒定規(guī)范》和SF/Z JD0105001—2016《親權鑒定技術規(guī)范》，按照Golden e yeTMDNA身份鑒定系統(tǒng)20A試劑盒說明書，采用10μL體系進行PCR擴增，其中去離子水3.84μL、PCR反應緩沖液Ⅲ4.0μL、引物混合物2.0μL、Taq聚合酶0.16μL。PCR復合擴增在9700型PCR儀上進行。

PCR條件：95℃5 min，30個循環(huán)；94℃30 s，60℃1 min，70℃1 min；60℃60 min；15℃保溫。

產物經(jīng)310型遺傳分析儀進行毛細管電泳檢測（8.5μL甲酰胺+0.5μL分子量內標ORG 500+1μL PCR產物），由Data Collection軟件收集數(shù)據(jù)，使用GeneMapper?ID v3.1軟件進行STR分析獲取分型結果。

1.3.3 統(tǒng)計學分析

采用Modified-powerstate軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學處理[9]，獲得19個STR基因座等位基因頻率、基因型頻率、雜合度（heterozygotes，He）、匹配概率（match probability，Pm）、個體識別率（probability of discrimination，DP）、多態(tài)信息含量（polymorphism information content，PIC）、非父排除率（probability of exclusion，PE）等群體遺傳學指標，并通過Hardy-Weinberg平衡檢驗。應用Arlequin3.5軟件[10]對群體間等位基因頻率進行比較。

2 結 果

2.1 貴州漢族等位基因頻率

520名貴州漢族無關個體在19個常染色體STR基因座，共檢出等位基因228個，其頻率分布在0.0010～0.527 9（表1）。

2.2 貴州漢族群體遺傳學參數(shù)

2.2.1 Hardy-Weinberg平衡檢驗

對貴州漢族19個STR基因座基因型分布期望值經(jīng)χ2檢驗（表2），所有基因座P值均大于0.05，各基因座的基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡定律。

2.2.2 群體遺傳學統(tǒng)計指標

19個STR基因座在貴州漢族中的He、Pm、DP、PIC、PE見表2。其中，He 0.6038～0.916 4，Pm 0.014 4～0.210 0，DP 0.790 0～0.985 6，PIC 0.553 5～0.908 9，PE 0.295 5～0.826 9。采用Arlequin3.5軟件進行連鎖不平衡分析，各基因座之間相互獨立，在漢族人群中累積個體識別率為1-1.230 0×10-22，累積非父排除率為0.999 999 99。

2.2.3 漢族地域差異基因頻率比較

通過Arlequin3.5軟件對貴州漢族群體，以及山東、遼寧、內蒙古、山西和閩南地區(qū)漢族的基因頻率比較，觀察不同地區(qū)漢族群體之間等位基因頻率分布的差異，以及遺傳關系的分析，結果見表3～4。其中貴州與山東之間等位基因頻率分布在基因座D7S820、D8S1179的分別是0.000 4±0.000 3、0.000 0±0.000 0，與遼寧在基因座D8S1179是0.000 5±0.000 3，與山西在基因座D8S1179、FGA是0.000 0±0.000 0，差異有統(tǒng)計學意義；而不同地區(qū)漢族人群兩兩之間基因頻率比較，貴州漢族與閩南漢族之間差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），閩南漢族與山東漢族、山西漢族和內蒙古漢族之間差異亦具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表4。

表1 貴州漢族人群19個STR基因座的等位基因頻率 （n=520）

表2 貴州漢族人群19個STR基因座群體遺傳學參數(shù)（n=520）

表3 貴州漢族和其他5個漢族群體之間19個STR的等位基因頻率分布比較（P值）

表4 貴州漢族和其他5個漢族人群兩兩之間Fst值（對角線以下）和P值（對角線以上）

3 討論

根據(jù)研究方法，通常用He、Pm、DP、PIC、PE來衡量遺傳標記的多態(tài)性程度及其應用價值[11]。He客觀反映群體的遺傳變異水平，在520名貴州漢族無關個體中，He為0.603 8～0.916 4，平均He均較大，說明其群體內遺傳差異顯著；Pm是評價DNA遺傳標記對具體個案的鑒定能力的指標[12]。本研究中Pm在0.014 4～0.210 0，顯然匹配概率均很小，經(jīng)計算累積個體識別率為1-1.230 0×10-22，累積非父排除率為0.999 999 99，具有良好的遺傳多態(tài)性。通常DP＞0.9、PE＞0.5能表明高度多態(tài)性遺傳標記[13]，本研究的遺傳標記中，基因座D3S1358、CSF1PO、TPOX、TH01的DP分別為0.871 4、0.889 5、0.790 0、0.834 6，均小于0.9，其PE分別為0.477 4、0.428 3、0.295 5、0.337 0均小于0.5，可見D3S1358、CSF1PO、TPOX、TH01這4個基因座多態(tài)性程度相對不高，進行親權指數(shù)計算中有一定的局限性。由于PIC＞0.5時，標記具有高度的可提供信息性[11]，貴州漢族19個STR的PIC范圍為0.553 5～0.908 9，均超過了0.5，在法醫(yī)學中具有較高的應用價值。

通過貴州漢族和其他5個不同地區(qū)漢族群體中19個常染色體STR之間的遺傳距離和精確檢驗P值的比較，經(jīng)Bonferroni矯正計算[14，15]，與貴州漢族相比，山東漢族群體中基因座D7S820（0.000 4±0.000 3）、D8S1179（0.000 0±0.000 0），遼寧漢族群體中基因座D8S1179（0.000 5±0.000 3），山西漢族群體中基因座D8S1179（0.000 0±0.000 0）、FGA（0.000 0±0.000 0）的等位基因頻率分布存在差異。貴州漢族與閩南漢族之間差異具有統(tǒng)計學意義，閩南漢族與山東漢族、山西漢族和內蒙古漢族之間差異亦具有統(tǒng)計學意義，而閩南與遼寧兩地區(qū)漢族之間的遺傳差異無統(tǒng)計學意義，貴州與山東、貴州與遼寧之間漢族遺傳差異無統(tǒng)計學意義。因此，地域遠近不能單一決定遺傳結構差異程度，地域距離并不是唯一可以影響亞群之間的遺傳距離的因素[16，17]，在分析貴州漢族與不同地域漢族間遺傳關系時，要綜合多方面的因素，如地理隔離、群體遷移，同時試劑盒的應用、樣本的選擇及數(shù)量的多少等因素均會影響結果分析[2]。

本研究通過調查19個常染色體STR基因座在貴州漢族人群中的等位基因分布，并與不同地域的漢族群體進行遺傳關系比較，為該地區(qū)群體遺傳學、法醫(yī)學個體識別和親權鑒定的研究提供了基礎數(shù)據(jù)。

[1]EDWARDS A，CIVITELLO A，HAMMOND H A，et al.DNA typing and genetic mapping with trimeric and tetrameric tandem repeats[J].Am J Hum Genet， 1991，49（4）：746-756.

[2]高雅，閻春霞，金天博，等.中國19個不同地區(qū)漢族亞群的分子遺傳學關系[J].西安交通大學學報（醫(yī)學版），2005，26（2）：111-114.

[3]林源，闕庭志，趙珍敏，等.Golden e yeTMDNA身份鑒定系統(tǒng)22NC試劑盒的法醫(yī)遺傳學調查[J].法醫(yī)學雜志，2015，31（4）：280-283.

[4]韓清順，黃磊，宋丙林，等.山東漢族群體39個STR基因座遺傳多態(tài)性[J].中國法醫(yī)學雜志，2015，30（5）：513-516.

[5]王景舟，鐘巧娥，翟志慧，等.內蒙古漢族人群19個STR基因座遺傳多態(tài)性[J].中國法醫(yī)學雜志，2015，30（1）：82-84.

[6]沈紅纓，郭飛，金萍，等.遼寧漢族人群23個STR基因座遺傳多態(tài)性[J].中國法醫(yī)學雜志，2014，29（3）：259-261.

[7]申君毅，康恒亮，東方，等.山西漢族人群19個STR基因座的遺傳多態(tài)性調查及法醫(yī)學應用[J].山西警官高等?？茖W校學報，2015，23（2）：63-66.

[8]王永清，林彬輝，陳曉燕，等.閩南漢族人群20個STR基因座遺傳多態(tài)性[J].中國法醫(yī)學雜志，2014，29（3）：264-266.

[9]趙方，伍新堯，蔡貴慶，等.Modified-Powerstates軟件在法醫(yī)生物統(tǒng)計中應用[J].中國法醫(yī)學雜志，2003，18（5）：297-298，312.

[10]EXCOFFIER L，LISCHER H E.Arlequin suite ver 3.5：a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows[J].Mol Ecol Resour，2010，10（3）：564-567.

[11]賴江華，陳艷炯，朱波峰，等.中國普米族、傈僳族STR遺傳多態(tài)性研究[J].遺傳學報，2002，29（11）：959-965.

[12]侯一平.法醫(yī)物證學[M].3版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2009.

[13]GILL P，URQUHART A，MILLICAN E，et al.A new method of STR interpretation using inferential logic--development of a criminal intelligence database[J].Int J Legal Med，1996，109（1）：14-22.

[14]RAMOS-GONZALEZ B，AGUILAR-VELAZQUEZ J A，CHAVEZ-BRIONES M L，et al.Population data of 24 STRs in Mexican-Mestizo population from Monterrey，Nuevo Leon（Northeast，Mexico）based on Powerplex?Fusion and GlobalFiler?kits[J].Forensic Sci Int Genet，2016，21：e15-e17.

[15]PAROLIN M L，REAL L E，MARTINAZZO L B，et al.Population genetic analyses of the Powerplex? Fusion kit in a cosmopolitan sample of Chubut Province（Patagonia Argentina）[J].Forensic Sci Int Genet，2015，19：221-222.

[16]YANG M，REN Z，JI J，et al.Population genetic data and mutations of 22 autosomal STR loci in Guizhou Han population[J].Forensic Sci Int Genet，2017，29：e29-e30.

[17]WANG D，LIU F，KONG L，et al.Population data of 17 Y-STR haplotypes in Jining Han population from Shandong province，East China[J].Forensic Sci Int Genet，2015，19：47-49.

Polymorphisms of 19 STR Loci in Guizhou Han Population and Their Forensic Application

ZHAO Qin-song1,2,REN Zheng1,ZHANG Hong-ling1,DAI Jia-lin1,WANG Jie1,YU Fang2,HUANG Jiang1
（1.Department of Forensic Medicine,Guizhou Medical University,Guiyang 550025,China;2.Guizhou Province Population and Family Planning Institute of Justice,Guiyang 550004,China）

Objective To investigate the allelic distribution of 19 autosomal STR loci in Guizhou Han population,and to estimate the forensic application value.Methods The 19 autosomal STR loci in 520 unrelated healthy individuals from Guizhou Han population were studied using Golden e yeTM20A kit.The 310 genetic analyzer was used for capillary electrophoresis,and the GeneMapper?ID v3.1 for genotyping. Results The heterozygosis,the discrimination power,the probability of exclusion,the polymorphism information content,the cumulative discrimination power and the cumulative probability of exclusion of the 19 STR loci were 0.603 8-0.916 4,0.790 0-0.985 6,0.295 5-0.826 9,0.553 5-0.908 9,1-1.230 0×10-22and 0.999 999 99,respectively.Compared with other five Han populations in pairwise allelic frequencies, Guizhou Han only had significant differences with Shandong Han,Liaoning Han and Shanxi Han.Conclusion The 19 autosomal STR loci such as D19S433 have a highly genetic polymorphic in Guizhou Han population,which have application values in the researches of population genetics and forensic genetics.

forensic genetics;polymorphism,genetics;short tandem repeat;Golden e yeTMDNA ID 20A Kit;Han population;Guizhou

DF795.2

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2017.04.012

1004-5619（2017）04-0388-05

2016-09-07）

（本文編輯：張素華）

貴州省高校工程技術研究中心資助項目（黔科合KY字[2013]114號）；貴州省現(xiàn)代法醫(yī)司法鑒定工程研究中心資助項目（黔發(fā)改高技[2016]1345號）

趙勤松（1986—），男，碩士研究生，主要從事法醫(yī)物證學研究；E-mail：1032663068@qq.com

黃江，女，教授，博士，碩士生導師，主要從事法醫(yī)物證學、法醫(yī)人類學、法醫(yī)昆蟲學教學、科研與檢案工作；E-mail：mmm_hj@gmc.edu.cn