廣東江門地區(qū)漢族人群23個(gè)STR基因座遺傳多態(tài)性

張潔 馮冬亮

廣東江門地區(qū)漢族人群23個(gè)STR基因座遺傳多態(tài)性

張潔1馮冬亮2

目的 調(diào)查研究廣東江門地區(qū)漢族人群23個(gè)STR基因座遺傳多態(tài)性，為法醫(yī)學(xué)個(gè)體識(shí)別、親權(quán)鑒定等提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。方法采集475個(gè)無關(guān)個(gè)體的血液樣本，采用HuaxiaTMPlatinum PCR試劑盒對(duì)DNA進(jìn)行復(fù)合擴(kuò)增，統(tǒng)計(jì)23個(gè)基因座的遺傳多態(tài)性參數(shù)。結(jié)果研究顯示，23個(gè)常染色體STR基因座的基因頻率介于0.001 1～0.586 3之間。各基因座的雜合度（H）介于0.534 7～0.884 2之間，匹配概率（MP）值分布在0.015 8～0.233 7之間，個(gè)體識(shí)別能力（DP）值介于0.984 2～0.766 3之間，非父排除率（PE）在0.219 7～0.763 3之間。經(jīng)計(jì)算累積無關(guān)個(gè)體偶和概率（CMP）為3.158 4×10-28，累積個(gè)體識(shí)別能力（TDP）為1-3.158 4×10-28，累積非父排除率（CPE）為1-3.143 9×10-10。結(jié)論本文涉及的23個(gè)常染色體STR基因座在廣東江門漢族人群中均具有高度多態(tài)性，研究所得數(shù)據(jù)可為江門地區(qū)漢族人群法醫(yī)學(xué)個(gè)體識(shí)別和親權(quán)鑒定提供結(jié)果評(píng)估依據(jù)，并為完善STR基因庫數(shù)據(jù)和為研究人類群體遺傳學(xué)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

STR基因座；遺傳多態(tài)性；個(gè)體識(shí)別；親權(quán)鑒定

短串聯(lián)重復(fù)序列（short tandem repeats，SRT），又稱微衛(wèi)星 DNA（micro satellite DNA），是目前在法醫(yī)物證鑒定領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的長(zhǎng)度多態(tài)性標(biāo)記［1-2］。STR基因座應(yīng)用于法醫(yī)物證鑒定的鑒別能力通常需要用雜合度（heterozygosity，H）、匹配概率（match probability，MP）、個(gè)體識(shí)別能力（discrimination power，DP）、非父排除率（probability of exclusion，PE）和多態(tài)信息含量（polymorphism information content，PIC）來衡量。本研究使用含23個(gè)常染色體基因座的HuaxiaTMPlatinum PCR試劑盒對(duì)江門地區(qū)漢族人群的STR基因座遺傳多態(tài)性進(jìn)行研究，觀察這些基因座在江門地區(qū)應(yīng)用于個(gè)體識(shí)別和親權(quán)鑒定時(shí)的鑒別能力。

1 材料與方法

1.1 樣本采集及DNA提取

從廣東華生司法鑒定中心日常親權(quán)鑒定案件中選取江門地區(qū)475個(gè)漢族無關(guān)個(gè)體血液樣品，使用 Chelex-100 法提取樣品 DNA［4］。

1.2 STR檢測(cè)

用HuaxiaTMPlatinum PCR試劑盒（Thermo Scientific公司，美國(guó)）擴(kuò)增檢測(cè)23個(gè)常染色體STR基因 座 D1S1656、D2S441、D2S1338、D3S1358、D5S818、D6S1043、D7S820、D8S1179、D10S1248、D12S391、D13S317、D16S539、D18S51、D19S433、D21S11、D22S1045、CSF1PO、FGA、Penta D、Penta E、TH01、TPOX和vWA及2個(gè)性別位點(diǎn)Amelogenin、Yindel。擴(kuò)增體系為 10 μL（Master Mix 4 μL、Primer Mix 4 μL、PNG 2 μL）。PCR 產(chǎn)物使用Applied Biosystems 3500型遺傳分析儀（Thermo Scientific公司，美國(guó)）進(jìn)行毛細(xì)管電泳，由GeneMapper?ID-X 1.4軟件進(jìn)行 STR基因型分析。

表1 廣東江門地區(qū)人群23個(gè)STR基因座等位基因頻率（n=475）Table 1 Allele frequencies of 23 STR loci in Jiangmen population of Guangdong（n=475）

A：等位基因；F：等位基因頻率；n：樣本數(shù)

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

上述475個(gè)樣品的基因型結(jié)果經(jīng)Power stats v1.2軟件［5］計(jì)算各基因座的基因頻率，同時(shí)獲得各基因座的雜合度（H）、匹配概率（MP）、個(gè)體識(shí)別能力（DP）、非父排除率（PE）、多態(tài)信息含量（PIC）、累積無關(guān)個(gè)體偶和概率（cumulative match probability，CMP）、累積個(gè)體識(shí)別率（total probability of discrimination power，TDP）及累積非父排除率（cumulative probability of exclusion，CPE）等參數(shù)，使用Cervus3.0軟件對(duì)23個(gè)基因座進(jìn)行Hardy-Weinberg平衡檢驗(yàn)［6］。

2 結(jié)果

475個(gè)江門無關(guān)個(gè)體血樣，使用HuaxiaTMPlatinum PCR試劑盒進(jìn)行復(fù)核擴(kuò)增后，除2個(gè)性染色體基因座Amelogenin、Yindel外，統(tǒng)計(jì)得其余23個(gè)常染色體基因座共檢出267個(gè)等位基因，其等位基因及其分布頻率見表1，經(jīng)Hardy-Weinberg平衡檢驗(yàn)，顯示均達(dá)到P＞0.05，未發(fā)現(xiàn)偏離。各基因座的群體遺傳學(xué)參數(shù)見表2。

表2 23個(gè)STR基因座的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析（n=475）Table 2 Statistic analysis of 23 STR loci（n=475）

本文調(diào)查的475個(gè)無關(guān)個(gè)體樣本MP值范圍：0.015 8（Penta E）～0.233 7（TPOX）之間；經(jīng)計(jì)算CMP值為3.158 4×10-28；DP值范圍0.766 3（TPOX）～0.984 2（Penta E）；TDP值為1-3.158 4×10-28。23 個(gè)STR基因座PIC值，除D3S1358（0.677 8）、CSF1PO（0.677 1）、TPOX（0.518 1）、TH01（0.642 6）外，其余基因座均高于0.7，以Penta E（0.903 1）為最高；PE值范圍：0.219 7（TPOX）～0.789 0（D6S1043），經(jīng)計(jì)算CPE 值為1-3.143 9×10-10。H值在 0.534 7（TPOX）～0.896 8（D6S1043）之間。

3 討論

STR基因座由于廣泛的存在于人類基因組中，并具有片段短、遺傳穩(wěn)定、突變率低、擴(kuò)增效率高、分型判定準(zhǔn)確等特點(diǎn)使其普遍的應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)個(gè)體識(shí)別和親權(quán)鑒定等領(lǐng)域［1］。本文使用的美國(guó)Thermo Scientific公司推出的HuaxiaTMPlatinum PCR試劑盒包含25個(gè)基因座，其中有23個(gè)常染色體STR基因座，Amelogenin基因和一個(gè)Yindel二等位基因座。在本文研究的23個(gè)基因座中，除D3S1358、CSF1PO、TPOX、TH01基因座外，其它19個(gè)基因座均屬于高個(gè)體識(shí)別能力（DP＞0.9、高雜合度（H＞0.7）、高多態(tài)信息量（PIC＞0.7）的高鑒別力基因座［7-8］。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，D3S1358、CSF1PO、TPOX、TH01這4個(gè)基因座的多態(tài)性相對(duì)不高，這與文獻(xiàn)［9-12］相符。D6S1043、FGA、Penta E 3 個(gè)基因座相較其它基因座來說多態(tài)性尤為高，其中D6S1043基因座：H（0.896 8），DP（0.969 7），PIC（0.862 8）；Penta E 基因座：H（0.884 2），DP（0.984 2），PIC（0.903 1），從研究數(shù)據(jù)看出D6S1043和Penta E基因座的多態(tài)性參數(shù)不相上下，屬于最高的2個(gè)，證明這2個(gè)基因座在廣東江門地區(qū)漢族人群中的多態(tài)性最高，法醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值最好。這點(diǎn)與上述文獻(xiàn)［9-13］所報(bào)道的Penta E多態(tài)性最高，D6S1043屬于較高但是跟Penta E有一定差距的結(jié)果有區(qū)別，今后會(huì)對(duì)江門地區(qū)漢族人群的上述STR基因座擴(kuò)充數(shù)據(jù)量進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究以證明該結(jié)論。

隨著復(fù)合擴(kuò)增系統(tǒng)的逐步完善，包含更多基因座的擴(kuò)增試劑盒被研發(fā)出來，增加更多的STR基因座可以提高系統(tǒng)的鑒別能力，除了更加強(qiáng)大的個(gè)體識(shí)別能力，對(duì)突變家系案例的判斷尤其是二聯(lián)體親權(quán)鑒定計(jì)算累積親權(quán)指數(shù)（combined paternity index，CPI）以達(dá)到相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求起到了很大的作用。HuaxiaTMPlatinum PCR試劑盒相較于PowerPlex?16、Identifiler?Plus等試劑盒，屬于目前國(guó)內(nèi)有報(bào)道的含基因座較多的試劑盒。本文研究的累積非父排除率CPE值為1-3.143 9×10-10，明顯較于海龍等［9］和穆豪放等［10］研究基因座為 19 個(gè)和21個(gè)的CPE值都高，系統(tǒng)效能更大，對(duì)親權(quán)指數(shù)的計(jì)算值達(dá)到鑒定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更加有幫助。綜上所述，該復(fù)合擴(kuò)增系統(tǒng)所含23個(gè)常染色體基因座對(duì)江門地區(qū)漢族人群的法醫(yī)學(xué)個(gè)體識(shí)別、親權(quán)鑒定及失蹤人員的身源鑒定具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

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Genetic polymorphism of 23 STR Loci in Jiangmen Han population of Guangdong

ZHANG Jie1，F(xiàn)ENG Dongliang2
（1.Forensic Science Centre of WASTON Guangdong，Guangzhou，Guangdong，China，510635；2.Forensic Science Centre of FaZheng，Shaoguan，GuangDong，China，512000）

Objective To study the genetic polymorphism and frequencies of 23 STR loci in Jiangmen Han population of Guangdong,in order to support basic data for individual identification and paternity testing. Methods By using HuaxiaTMPlatinum PCR Amplification Kit,allele frequencies of 23 STR loci were obtained from 475 unrelated individuals of the Jiangmen Han population.The genetic polymorphism and frequencies were statistically calculated. Results Allele frequencies ranged from 0.001 1 to 0.586 3.The heterozygosity ranged from 0.534 7 to 0.884 2.The match probability(MP)ranged from 0.015 8 to 0.233 7.The discrimination power(DP)ranged from 0.984 2 to 0.766 3.The probability of exclusion(PE)ranged from 0.219 7 to 0.763 3.The CMP was 3.158 4×10-28.The total probability of discrimination power(TDP)was 1-3.158 4×10-28.The cumulative probability of exclusion(CPE)was 1-3.143 9×10-10. Conclusion The 23 autosomal STR loci have relatively high polymorphism in Jiangmen Han population of Guangdong,these studies could provide the evaluation basis for individual identification and paternity testing Jiangmen Han population,and could also be used for improving STR database and population genetic data studies.

STR loci;Genetic polymorphism;Individual identification;Paternity testing

1.廣東華生司法鑒定中心，廣東，廣州510635

2.廣東法正司法鑒定所，廣東，韶關(guān)512000

張潔，E-mail:dssan-0331@163.com