27個Y-STR基因座在甘肅東鄉(xiāng)族人群的遺傳多態(tài)性

劉亞舉 ，郭利紅 ，李 瑾，岳俊濤 ，石美森

（1.許昌市公安局刑事科學技術研究所，河南 許昌 461000；2.河南省公安廳刑事科學技術研究所，河南鄭州 450003；3.中國政法大學 證據(jù)科學教育部重點實驗室，北京 100088）

Y染色體短串聯(lián)重復序列（Y-chromosome short tandem repeats，Y-STR）在減數(shù)分裂過程中不發(fā)生重組，呈穩(wěn)定的單倍型父系遺傳，且序列的改變僅僅是由突變引起，較常染色體STR基因座具有顯著的人群及地域分布特征。因此，選擇多個Y-STR基因座構建合適的復合擴增體系，探討其單倍型在不同人群中的分布規(guī)律，在人類的起源進化、群體劃分、種族民族差異和法醫(yī)學領域等研究中具有極其重要的意義。

STRtyper-27Y擴增熒光檢測試劑盒（寧波海爾施基因科技有限公司）的27個Y-STR基因座能夠區(qū)分來源于多群體不同家系男性之間的父系親屬關系，可以增加近親男性的個體識別度[1-4]。本研究采用STRtyper-27Y擴增熒光檢測試劑盒[5-9]對甘肅東鄉(xiāng)族男性人群中的遺傳多態(tài)性進行調查，旨在為個體識別和父權鑒定提供基礎群體數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣本來源

根據(jù)知情同意原則，從健康體檢人群中隨機采集526名甘肅省臨夏回族自治州東鄉(xiāng)族自治縣東鄉(xiāng)族無關男性個體外周血0.1mL，滴入采血卡（武漢驥騰公司），陰干后常溫保存。該研究得到相關道德倫理委員會批準。

通過YHRD數(shù)據(jù)庫（www.yhrd.org）獲得中國漢族（YA004092）、河南漢族（YA004057）、廣東漢族（YA004066）、甘肅藏族（YA004043）、丹麥（YA003283）、德 國 （YA003473）、意 大 利 （YA003983）、西 班 牙（YA003147）、波蘭（YA003124）、瑞士（YA003269）、美國亞洲裔（YA004084）、美國拉美裔（YA004086）、美國歐洲裔（YA004085）、美國非洲裔（YA004083）共14個群體的27個Y-STR基因座（DYS576、DYS389Ⅰ、DYS635、DYS389Ⅱ、DYS627、DYS460、DYS458、DYS19、GATA_H4、DYS448、DYS391、DYS456、DYS390、DYS438、DYS392、DYS518、DYS570、DYS437、DYS385a/b、DYS449、DYS393、DYS439、DYS481、DYF387S1a/b、DYS533）單倍型分布數(shù)據(jù)（共 6 322 個單倍型）。

1.2 方法

根據(jù)STRtyper-27Y擴增熒光檢測試劑盒說明書，用直接擴增法（免提?。η笆鲅獦樱?.2 mm直徑血卡）進行PCR擴增。在9700型PCR儀（美國Thermo Fisher Scientific公司）上進行復合擴增，反應體系為 10 μL，其中 PCR Master Mix 5.0 μL、Primer Mix 2.5μL、純水 2.5μL。 PCR 條件：95℃ 5min；94℃ 10s，61℃ 1 min，70℃ 30 s，28 個循環(huán)；60℃ 20 min；4℃保溫。取1μL擴增產(chǎn)物與0.5μL熒光標記內(nèi)標SIZE-500 Plus和8.5μL去離子甲酰胺混合，95℃變性3min后，冰浴3min，置3500xL基因分析儀（美國AB公司）上全自動毛細管電泳，Data Collection軟件收集數(shù)據(jù)，用GeneMapper?ID-X v1.4軟件（美國Thermo Fisher Scientific公司）進行等位基因分型。每批樣本檢測均采用007和超純水分別作為陽性對照和陰性對照。

1.3 統(tǒng)計學處理

采用直接計數(shù)法對各基因座的等位基因頻率和單倍型檢出頻率進行計算。基因多樣性（gene diversity，GD）和單倍型多樣性（haplotype diversity，HD）采用公式：

其中Pi為等位基因或單倍型頻率，n為樣本數(shù)。利用YHRD數(shù)據(jù)庫提供的在線工具（http://www.yhrd.org/Analyse/AMOVA）進行分子方差分析（analysis of molecular variance，AMOVA），計算臨夏回族自治州東鄉(xiāng)族自治縣東鄉(xiāng)族無關男性群體與其他14個群體間的遺傳距離（Rst值），并構建多維尺度分析圖（multidimensional scaling，MDS）。

2 結 果

2.1 甘肅東鄉(xiāng)族人群27個Y-STR基因座遺傳多態(tài)性

27個Y-STR基因座在526名甘肅東鄉(xiāng)族無關男性個體中均得到了有效擴增，且各基因座間擴增產(chǎn)物平衡，擴增片段長度在100～500bp。27個Y-STR基因座的等位基因頻率見表1。在23個單拷貝基因座中共檢測到196個等位基因，各基因座分別檢出4～16個等位基因，等位基因頻率為0.001 9～0.707 2，在DYS448、DYS533、DYS19、GATA_H4、DYS456、DYS570基因座觀察到了等位基因缺失現(xiàn)象。雙拷貝基因座DYS385a/b共觀察到17個等位基因，55種單倍型；DYF387S1a/b檢出10個等位基因，39種單倍型。

27個Y-STR基因座共檢出471種單倍型，累積GD值達0.9995，詳見表2，其中GD值最低為DYS391（0.4539），最高為 DYS385a/b（0.9575）。7 個快速突變基因座（DYS576、DYS627、DYS570、DYS518、DYS449、DYF387S1a/b）的GD值均在0.7以上。

2.2 甘肅東鄉(xiāng)族與參考群體間的遺傳距離及MDS分析

應用本研究甘肅東鄉(xiāng)族人群27個Y-STR基因座單倍型數(shù)據(jù)，計算與YHRD數(shù)據(jù)庫中其他14個群體相同基因座的遺傳距離（表3）。結果表明，甘肅東鄉(xiāng)族與其他14個群體之間的差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。在亞洲群體中，甘肅東鄉(xiāng)族與甘肅藏族之間的遺傳距離最近（0.068 2），其次是與廣東漢族（0.073 4）、美國亞洲裔（0.063 0）之間的遺傳距離較近，與河南漢族之間的遺傳距離相對最遠（0.084 7）?；谶z傳距離所構建的MDS基本與之相符，其中甘肅東鄉(xiāng)族和甘肅藏族群體聚為一大類（圖1）。

表1 27個Y-STR基因座的等位基因頻率 （n=526）

表1（續(xù)）

表2 27個Y-STR基因座的GD值 （n=526）

國美 國美裔美拉 裔洲歐＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋1 0.025國美裔洲亞＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋5 0.178 9 0.095）值ts R是下線角對，值P的應對是上線角對（陣矩離距傳遺值ts R體群個41他其與族鄉(xiāng)東肅甘3表國美裔洲非＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋5 0.170 9 0.249 4 0.159人士瑞＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋3 0.197 8 0.155 2 0.008 6 0.020人牙班西 人蘭波 人利大意 人國德 人麥丹肅族甘藏＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－1 0.134＋＋＋0 0.007 5 0.113＋ ＋9 0.053 1 0.049 5 0.120＋9 0.175 4 0.057 6 0.109 4 0.150 7 0.250 5 0.047 8 0.094 2 0.099 8 0.177 1 0.036 8 0.194 4 0.031 6 0.043 1 0.027 2 0.154 1 0.264 1 0.212 1 0.154 8 0.167 2 0.167 9 0.154 2 0.168 9 0.230 5 0.094 4 0.147 6 0.170 0 0.086 3 0.012 4 0.227 9 0.038 5 0.066 4 0.056 5 0.189 8 0.031 2 0.178 8 0.008 0 0.051 4 0.048 9 0.125南河 東廣族漢 族漢＋ ＋＋ ＋＋5 0.022 8 0.083 3 0.091 5 0.187 3 0.181 9 0.165 8 0.165 6 0.117 6 0.114 0 0.220 3 0.231 0 0.175 6 0.185 2 0.185 4 0.173 3 0.202 2 0.173 2 0.023 4 0.007 6 0.191 9 0.192 9 0.128 6 0.118國中族漢＋0 0.010 3 0.010 9 0.091 6 0.183 1 0.166 6 0.112 2 0.237 0 0.177 9 0.174 9 0.202 1 0.012 3 0.185 0 0.121肅甘族鄉(xiāng)東族3 0.077 4 0.073 7 0.084 2 0.068 7 0.065 9 0.044 6 0.052 5 0.089 7 0.131 0 0.093 6 0.119裔0 0.063裔5 0.121裔5 0.067裔0.05

3 討 論

本研究中，27個Y-STR基因座共檢出471種單倍型，累積GD值達0.9995。其中檢出單倍型最多的是DYS385a/b基因座（55種），DYF387S1a/b基因座次之（39種），其余23個單拷貝基因座中共檢測到196個等位基因，各基因座分別檢出4～16個等位基因。結果表明，27個Y-STR基因座可用于家系排查及數(shù)據(jù)庫建設。

遺傳距離為表示群體間或物種間遺傳差異或遺傳分化的最重要參數(shù)，是以兩個群體間同一座位上相同等位基因頻率差異的函數(shù)為測定依據(jù)的。本研究構建的Rst遺傳距離矩陣顯示，甘肅東鄉(xiāng)族與甘肅藏族之間的遺傳距離最近。從MDS的散點圖結果可以看出，15個群體大致可以劃分為4個類群：第一類群，甘肅東鄉(xiāng)族、甘肅藏族、美國非洲裔；第二類群，中國漢族、廣東漢族、河南漢族、美國亞洲裔；第三類群，丹麥、德國、波蘭；第四類群，西班牙、美國歐洲裔、美國拉美裔、意大利、瑞士。大體上看，27個Y-STR基因座組成的單倍型計算的遺傳距離結果與各參考群體地域分布較一致[10]，表明Y染色體遺傳標記在種族、民族群體間遺傳距離和基因漂流的評價中起到了重要作用。

綜上，本研究獲得了甘肅東鄉(xiāng)族群體27個Y-STR基因座的等位基因頻率及單倍型分布數(shù)據(jù)，為建立甘肅東鄉(xiāng)族群體Y-STR分布數(shù)據(jù)庫、該地區(qū)法醫(yī)學應用及遺傳關系的分析提供了良好的遺傳背景數(shù)據(jù)。