24個Y-STR基因座等位基因頻率的群體差異分析

朱如心，劉俊宏，趙　琪，林　源，李　莉（.司法部司法鑒定科學(xué)技術(shù)研究所 上海市法醫(yī)學(xué)重點實驗室 上海市司法鑒定專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺，上海00063；.上海市恒平司法鑒定中心，上海 00070）

?

·技術(shù)與應(yīng)用·

24個Y-STR基因座等位基因頻率的群體差異分析

朱如心1，劉俊宏2，趙琪1，林源1，李莉1
（1.司法部司法鑒定科學(xué)技術(shù)研究所 上海市法醫(yī)學(xué)重點實驗室 上海市司法鑒定專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺，上海200063；2.上海市恒平司法鑒定中心，上海 200070）

摘要：目的 調(diào)查華東地區(qū)漢族無關(guān)個體24個Y-STR基因座的群體遺傳學(xué)多態(tài)性，比較華東漢族和廣東漢族人群間的群體差異性。方法 應(yīng)用GFS 24Y STR熒光檢測試劑盒，對華東地區(qū)268名漢族無關(guān)個體24個Y-STR基因座進行群體遺傳學(xué)分析。比較華東漢族和廣東漢族人群的等位基因頻率，進行群體差異分析。結(jié)果 華東地區(qū)268名漢族無關(guān)個體24個Y-STR基因座共檢出235個等位基因，267種單倍型，GD值范圍為0.5649～0.9668。華東漢族和廣東漢族人群在DYS622、DYS552、DYS443等12個基因座的等位基因間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論 GFS 24Y STR熒光檢測試劑盒中的Y-STR基因座具有良好的遺傳多態(tài)性，可應(yīng)用于父系親緣關(guān)系鑒定。

關(guān)鍵詞：法醫(yī)遺傳學(xué)；多態(tài)現(xiàn)象，遺傳；Y染色體；短串聯(lián)重復(fù)序列；等位基因

人類Y染色體為性染色體，正常男性擁有而女性沒有。Y染色體屬近端著絲粒染色體，由長臂Yq和微小的短臂Yp組成，DNA長度約60Mb。Y-STR基因座是位于男性Y染色體上的人類多態(tài)性STR基因座，具有父系遺傳特征，只能由父親傳遞給兒子。因此，Y-STR基因座檢驗通常用來進行男性的父系鑒定、家族和譜系鑒定，可用于家族起源、人類進化、遷徙等群體遺傳學(xué)研究［1］。

本研究應(yīng)用GFS 24Y STR熒光檢測試劑盒（無錫中德美聯(lián)生物技術(shù)有限公司）對華東地區(qū)268名漢族無關(guān)個體進行基因型分型，調(diào)查其24個Y-STR基因座（DYS531、DYS630、DYS622、DYS552、DYS510、DYS449、DYS459a/b、DYS446、DYS443、DYS635、DYS587、DYS527a/b、DYS460、Y-GATA-A10、DYS520、DYS557、DYS522、DYS481、DYS570、DYS385a/b以及DYS444）的群體遺傳學(xué)數(shù)據(jù)，并與廣東漢族人群的等

1　材料與方法

1.1樣本

268名華東地區(qū)漢族無關(guān)男性個體的血卡來源于實驗室的日常檢案積累。

1.2DNA提取、擴增與電泳分析

268名華東地區(qū)漢族無關(guān)男性個體的血卡采用Chelex-100法提取基因組DNA。在9700型PCR擴增儀（美國Thermo Fisher Scientific公司）上進行復(fù)合擴增。PCR反應(yīng)體系的體積為10μL，其中含反應(yīng)緩沖液4.0μL，引物混合液2.0μL，熱啟動C-Taq酶0.4μL，基因組DNA 0.5～2 ng。PCR循環(huán)參數(shù)：95℃ 2 min；94℃ 1min，62℃ 1min，72℃ 1min，10個循環(huán)；90℃1min，59℃ 1min，72℃ 1min，20個循環(huán)；60℃ 60min；4℃保溫。PCR產(chǎn)物在 3130xl遺傳分析儀（美國Thermo Fisher Scientific公司）上進行毛細管電泳。取1μL產(chǎn)物與0.5μL AGCU Marker SIZ-500（無錫中德美聯(lián)生物技術(shù)有限公司）和9.5μL去離子甲酰胺（Thermo Fisher Scientific公司）混合，95℃變性3min，冰浴3min后進行電泳檢測。采用Genemapper ID v3.2軟件（美國Thermo Fisher Scientific公司）進行分型。

24個Y-STR基因座等位基因特征見表1［2］。

表1　24個Y-STR基因座的等位基因信息

1.3統(tǒng)計學(xué)分析

采用直接計數(shù)法計算Y染色體上24個基因座的等位基因頻率、基因多樣性（gene diversity，GD）和單倍型多樣性（haplotype diversity，HD）。GD和HD分別采用Nei［3］的計算公式：GD=［n（1-∑fi2）］/（n-1），HD= ［n（1-∑Pi2）］/（n-1），其中n為樣本數(shù)，fi為第i個等位基因的頻率，Pi為第i個單倍型的頻率。單倍型識別率（discrimination capacity，DC）采用計算公式DC= h/n［4］，其中n為樣本數(shù)，h為檢測到的各單倍型數(shù)量。

1.4群體遺傳學(xué)比較分析

采用Arlequin v3.5.2.2軟件分析華東漢族和廣東漢族人群［5］中24個Y-STR等位基因的分布差異。分析參數(shù)：No.of steps in Markov chain為100000，No. of dememorization steps為10000。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2　結(jié)果

2.1等位基因頻率分布

24個Y-STR基因座共檢測出235個等位基因，各等位基因的分布頻率見表2。其中，DYS460檢出的等位基因數(shù)最少，多拷貝基因座DYS385a/b檢出的單倍型最多。另外，DYS531、DYS622、DYS510等基因座均檢出了ladder以外的等位基因。

表2　華東地區(qū)漢族24個Y-STR基因座的等位基因分布頻率?。╪=268）

續(xù)表2

2.2基因多態(tài)性和單倍型多態(tài)性數(shù)據(jù)

24個Y-STR基因座的GD值見表3，其范圍為0.5649～0.9668，共檢出267種單倍型。只有兩個無關(guān)個體的單倍型相同，其單倍型頻率為0.0075，其余單倍型頻率均為0.0037。根據(jù)各單倍型頻率，得到該試劑盒的HD值為0.99991615，DC值為0.99626866。

2.3群體差異分析

24個Y-STR基因座在華東漢族和廣東漢族［5］的等位基因分布差異（P值）見表3。其中，12個基因座（DYS622、DYS552、DYS443、DYS527a/b、Y-GATA-A10、DYS520、DYS557、DYS481、DYS385a/b、DYS444）的P值小于0.05。

表3　華東地區(qū)漢族24個Y-STR基因座的GD值及其與廣東漢族的等位基因分布差異（P值）（n=268）

3　討論

華東地區(qū)268名漢族無關(guān)個體采用GFS 24Y STR熒光檢測試劑盒進行檢測。該試劑盒包含24個Y-STR基因座，其中DYS459a/b、DYS527a/b、DYS385a/b為多拷貝STR基因座。該試劑盒與最常用的AmpFeSTR? YfilerTM擴增試劑盒（美國Thermo Fisher Scientific公司）重復(fù)的基因座僅為DYS635和DYS385a/b，因此在Y染色體STR基因座補充方面具有充分的優(yōu)勢。

24個Y-STR基因座的GD值均大于0.5000，在華東漢族人群中均為高度多態(tài)性遺傳標(biāo)記。其中多拷貝基因座DYS527a/b和DYS385a/b的GD值均高于0.9388，所檢出的單倍型多于33個，能提供更豐富的遺傳學(xué)信息，具有更高的法醫(yī)學(xué)應(yīng)用價值。另外，通過計算，證實該試劑盒的HD值為0.999 916 15，DC值為0.99626866，可以滿足法醫(yī)學(xué)的應(yīng)用要求。

通過比較華東漢族和廣東漢族人群的等位基因頻率，發(fā)現(xiàn)DYS622、DYS552、DYS443、DYS527a/b、Y-GATA-A10、DYS520、DYS557、DYS481、DYS385a/b、DYS444這12個基因座的等位基因分布差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。因此，調(diào)查比較不同地區(qū)同一個民族的群體遺傳學(xué)數(shù)據(jù)也具有深遠的意義。

GFS 24Y STR熒光檢測試劑盒中的Y-STR基因座具有良好的遺傳多態(tài)性，在父系親緣關(guān)系鑒定中具有實用價值。

參考文獻：

［1］Butler J.Advanced topics in forensic DNA typing：Methodology［M］.Waltham：Academic Press，2011.

［2］Hanson EK，Ballantyne J.An ultra-high discrimination Y chromosome short tandem repeat multiplex DNA typing system［J］.Plos One，2007，2（8）：e688.

［3］Nei M.Molecular evolutionary genetics［M］.New York：Columbia University Press，1987.

［4］Tajima F.Statistical method for testing the neutral mutation hypothesis by DNA polymorphism［J］.Genetics，1989，123（3）：585-595.

［5］孫凱臻，彭珊，劉超，等.廣東漢族群體24個Y-STR基因座的多態(tài)性及突變率［J］.中國法醫(yī)學(xué)雜志，2014，29（6）：514-518.

（本文編輯：柳燕）

中圖分類號：DF795.2

文獻標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1004-5619.2016.03.007

文章編號：1004-5619（2016）03-0189-04

基金項目：上海市法醫(yī)學(xué)重點實驗室資助項目（14DZ2270800）；上海市司法鑒定專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺資助項目（16DZ2290900）

作者簡介：朱如心（1988—），女，主要從事法醫(yī)物證學(xué)研究；E-mail：herbaria1121@163.com

通信作者：林源，男，主任法醫(yī)師，主要從事法醫(yī)物證學(xué)研究工作；E-mail：liny@ssfjd.cn 李莉，女，研究員，主要從事法醫(yī)生物學(xué)研究；E-mail：anneinchina@163.com位基因頻率進行比較，分析不同地區(qū)漢族人群之間是否存在遺傳差異。

收稿日期：（2016-03-15）

Population Difference Analysis of Allele Frequencies of 24 Y-STR Loci

ZHU Ru-xin1，LIU Jun-hong2，ZHAO Qi1，LIN Yuan1，LI Li1
（1.Shanghai Key Laboratory of Forensic Medicine，Shanghai Forensic Service Platform，Institute of Forensic Science，Ministry of Justice，P.R.China，Shanghai 200063，China；2.Shanghai Hengping Forensic Science Center，Shanghai 200070，China）

Abstract：Objective To investigate the population genetic polymorphisms of 24 Y-STR loci in unrelated individuals in Eastern Chinese Han population，and to compare the difference of Han group between Eastern China and Guangdong.Methods The population genetics of 24 Y-STR loci in 268 unrelated Han individuals from Eastern China were analyzed by GFS 24 Y-STR amplification kit.The allele frequencies in Eastern Chinese Han population were compared with the data in Guangdong Han population，and the difference analysis between two groups was performed.Results Among the 24 Y-STR loci of 268 unrelated Han individuals from Eastern China，235 alleles and 267 haplotypes were observed.GD value ranged from 0.5649 to 0.9668.The difference between 12 loci（DYS622，DYS552，DYS443 et al.）of Han population in Eastern China and in Guangdong was statistically significance.Conclusion GFS 24Y STR amplification system shows favorable polymorphisms，which can be used in patrilineal genetic relationship identification.

Key words：forensic genetics；polymorphism，genetic；Y Chromosome；short tandem repeat sequences；allele frequencies