內(nèi)蒙古呼和浩特地區(qū)漢族人群19個STR基因座遺傳多態(tài)性

朱永強

（1.內(nèi)蒙古大學生命科學學院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010021；2.呼和浩特市公安局物證鑒定所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010090）

短串聯(lián)重復（short tandem repeat，STR）序列是一類廣泛存在于人類基因組中具有長度多態(tài)性的DNA序列，其核心重復單位2～7bp，重復次數(shù)為10～60次[1]，在人類基因組中數(shù)量豐富[2]，分布廣泛，多態(tài)性高[3]，可復合擴增，是當前法醫(yī)生物物證鑒定中運用的主要遺傳標記。

由于在不同人群中，遺傳標記的多態(tài)性分布存在差異，所以在采用DNA分型進行個體識別和親子鑒定過程中，必須選擇適合相應民族與群體的基因座，并建立相應民族與群體DNA分數(shù)據(jù)庫[4]，才能更準確地服務于鑒定。

1 材料與方法

1.1 樣本

根據(jù)知情同意原則，采集居住生活在內(nèi)蒙古呼和浩特地區(qū)的健康漢族無關個體血樣745份，其中男性560份，女性185份。

1.2 DNA提取及分型檢驗

采用Chelex-100法[5]提取樣本DNA，使用Goldeneye?DNA身份鑒定系統(tǒng)20A［基點認知技術(shù)（北京）有限公司］在9700型PCR儀（美國AB公司）中進行19個STR基因座復合擴增，擴增產(chǎn)物使用3130xl基因分析儀（美國AB公司）進行毛細管電泳，并使用GeneMapperIDV3.2軟件（美國Thermo Fisher Scientific公司）進行基因型分析。

1.3 統(tǒng)計方法

運用χ2檢驗，確認各STR基因座是否符合Hardy-Weinberg平衡定律。采用Modified-Powerstates V12分析軟件[4]，統(tǒng)計各基因座的等位基因頻率、雜合度（heterozygosity，H）、個體識別率（discrimination power，DP）、多態(tài)信息含量（polymorphism information contents，PIC）、三聯(lián)體非父排除率（probability of exclusion of trios-testing，PEtrio）等群體遺傳學參數(shù)。

運用Arlequin v3.11軟件（http://anthro.unige.ch/arlequin）對基因座的基因型頻率分布進行連鎖不平衡（linkage disequilibrium，LD）檢驗。根據(jù)以上DP、PEtrio計算出這19個STR基因座的累積個體識別率（cumulative discrimination power，CDP）、累積非父排除率（cumulative probability of exclusion，CPE）[6-7]等，計算公式分別為：

式中DPk表示第k個遺傳標記的DP值。

式中，PEtriok為檢驗的第k個標記的PEtrio值。

2 結(jié) 果

內(nèi)蒙古呼和浩特地區(qū)漢族745名無關個體在19個STR基因座共檢出238個等位基因和914種基因型。經(jīng)χ2檢驗，19個基因座中除基因座D8S1179（P＜0.05）外，其余18個基因座的P值均大于0.05，基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡。各基因座的等位基因及其相關頻率見表1，有關群體遺傳學參數(shù)見表2。經(jīng)LD檢驗，19個常染色體基因座不存在連鎖不平衡現(xiàn)象（P＞0.05）。根據(jù)表2獲得的DP、PEtrio值計算出這19個STR基因座的CDP和CPE。

將呼和浩特地區(qū)漢族群體19個STR基因座的基因分布與已發(fā)表的不同地區(qū)（內(nèi)蒙古[8-9]、北方漢族[10]、福建[11]、河北[12]、山西晉城[13]）的漢族群體進行比較，差異分析結(jié)果見表3。19個STR基因座CDP計算結(jié)果大于99.999 999 999 999 999 999 9%，CPE達0.999 999 992 795 414。

表1 呼和浩特地區(qū)漢族人群19個STR基因座等位基因及其頻率 （n=745）

續(xù)表1

表2 呼和浩特地區(qū)漢族人群19個STR基因座群體遺傳學參數(shù) （n=745）

表3 不同人群等位基因頻率分布差異顯著性（P值）比較

3 討 論

呼和浩特地區(qū)漢族19個STR基因座的DP為0.795 8～0.987 5、H為0.622 8～0.928 9、PIC為0.563 7～0.917 3、PEtrio為 0.319 2～0.854 7。其中檢測到的等位基因數(shù)量最多的基因座為Penta E，最少的為TPOX；個體識別率、雜合度、多態(tài)信息含量及非父排除率最大的均為Penta E，最小的均為TPOX。說明對于呼和浩特地區(qū)漢族人群而言，基因座Penta E相較于其余的18個基因座多態(tài)性和應用效能均為最高，更適用于法醫(yī)學個體識別和親權(quán)鑒定，而19個STR基因座中，TPOX基因座應用效能則相對較低。本研究使用Goldeneye?DNA身份鑒定系統(tǒng)20A選用的19個STR基因座，經(jīng)LD檢驗確認，19個常染色體基因座不存在連鎖不平衡現(xiàn)象（P＞0.05）。

本次呼和浩特地區(qū)745名漢族無關個體19個STR基因座CDP大于99.9999999999999999999%，CPE達0.999 999 992 795 414。在呼和浩特地區(qū)漢族人群中，該19個STR基因座構(gòu)成的檢測系統(tǒng)在該群體中具有高度多態(tài)性，可以滿足個體識別和親權(quán)鑒定的需要。

呼和浩特地區(qū)漢族群體檢測到的19個STR基因座中，在D19S433、D12S391、D21S11、D6S1043、D18S51、FGA、Penta E、D7S820和D16S539基因座上檢出微變異等位基因，由表1可知，這些微變異等位基因的頻率均小于0.0100。

通常認為DP＞0.9、H＞0.7的基因座是具有高鑒別力的基因座[14]，由表2可見，本次調(diào)查的19個STR基因座除了CSF1PO、D3S1358、TPOX和TH01這4個基因座DP值在0.7958～0.8865、H值在0.6228～0.7235、多態(tài)性偏低、鑒別力相對較弱外，剩余15個STR基因座都為雜合度高、多態(tài)性高、信息量豐富、鑒別力強的基因座。

本研究與內(nèi)蒙古漢族[8-9]、北方漢族[10]、福建漢族[11]、河北漢族[12]、山西晉城漢族[13]等群體19個STR基因座的等位基因頻率分布差異進行比較，結(jié)果顯示差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。根據(jù)《呼和浩特地區(qū)市2010年第六次全國人口普查主要數(shù)據(jù)公報》[15]，全市常住人口為286.6615萬人。其中：漢族人口占87.16%，呼和浩特地區(qū)的漢族正是伴隨著城市的建設由內(nèi)地遷徙而來并逐漸定居下來[16]。推測隨著人口的大量流動，大大增加了不同地區(qū)間通婚的可能性，使原本累積著本地區(qū)民族的祖系基因發(fā)生了改變，從而體現(xiàn)出不同地區(qū)漢族間基因頻率差異不明顯。當然由于條件所限，本調(diào)查中所采集的呼和浩特地區(qū)漢族群體的樣本數(shù)量較少，可能使原本存在的等位基因及其頻率的差異不能很全面地體現(xiàn)出來。

通過以上調(diào)查研究，提示各基因座之間的相互關系以及各基因座對漢族群體的適合程度，為建立更適合該民族群體的檢測體系提供參考依據(jù)，為本地區(qū)漢族群體遺傳學研究提供了可靠的基礎數(shù)據(jù)。