云南白族民家支系18 個常染色體STR 位點的遺傳多態(tài)性

魏 巍 ，張壽勛 ，徐沖沖 ，姜焰凌 ，李 屹 ，楊 朔 ，韓建利 ，黎 寬 ，趙 斐 ，楊曉佩 ，張 檸 ，盧曉筱 ，鐘樹榮

（1）昆明醫(yī)科大學法醫(yī)學院，云南 昆明 650500；2）昆明醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院，云南 昆明 650500；3）大理白族自治州公安司法鑒定中心，云南 大理 671000；4）江西神州司法鑒定中心，江西 南昌 330000；5）楚雄醫(yī)藥高等?？茖W校，云南 楚雄 675005；6）北京通達首誠司法鑒定所，北京 100089；7）昆明醫(yī)科大學司法鑒定中心，云南 昆明 650500）

白族是中國人口占比位列第13 的少數民族，主要分布在云南中西部、貴州畢節(jié)、湖南張家界、湘西、四川涼山等地，其中云南是白族人口最多的省份。在云南，白族主要分布于大理州，該州是白族的發(fā)祥地、祖籍地和主要聚集地。根據2020 年第七次人口普查，白族人口約為209.154 3萬人，其中中國80%以上的白族人口居住在云南省大理洱海地區(qū)（http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2021/indexch.htm）。

受地域和風俗習慣的影響，白族可以分為3個分支：民家、勒墨和那馬。白族勒墨和那馬支系主要分布在怒江流域的蘭坪縣、維西縣、福貢縣等地，經濟文化水平與怒族和傈僳族相近。白族民家支系則是白族人口最多的一支，主要居住在云南大理的洱海地區(qū)，深受中國漢文化的影響，具有較高的經濟文化水平[1]。

由于同一STR（short tandem repeat，STR）基因座中相同的等位基因在不同群體間基因頻率分布存在差異，導致親權鑒定和個體識別中關鍵法醫(yī)學參數的計算值亦有不同，如親權指數（paternity index，PI）和隨機匹配概率（matching probability，Pm）等。因此，對不同種族和民族的人群進行基礎遺傳學數據的調查是非常有必要的。本研究選取2 323 名白族民家支系健康無關個體，對云南白族民家支系進行群體遺傳調查，以期建立白族民家支系的法醫(yī)遺傳學參數，為司法鑒定工作中的親子鑒定和個體識別提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 DNA 提取、PCR 擴增和STR 分型

在簽署知情同意書后，在云南省大理白族自治州洱源縣和劍川縣采集了2 323 名無親屬關系健康白族個體的血樣或口腔拭子。采用DNATyperTM19（公安部物證鑒定中心，中國）試劑盒，使用GeneAmpPCR System 9700 PCR 儀（AB公司，美國）對18 個常染色體STR 基因座（D3S1358、D13S317、D16S539、Penta E、D18S51、CSF1PO、TH01、D2S1338、vWA、D21S11、D7S820、D5S818、D12S391、TPOX、D19S433、D8S1179、FGA和D6S1043）進行直接PCR 復合擴增，同時設立滅菌純水為陰性對照樣本，9947A為陽性對照樣本。PCR 復合擴增所得到的產物使用AB 3130XL 自動遺傳分析儀（AB 公司，美國）進行毛細管電泳分離，用GeneMapper ID-X 1.5軟件（AB 公司，美國）進行STR 分型。根據國際法庭科學遺傳學會（international society for forensic genetics，ISFG）的規(guī)定對擴增產物進行分型和命名[2-3]。

1.2 統(tǒng)計學處理

使用Modified-Powerstats 軟件[4]統(tǒng)計等位基因頻率（allele frequency，AF），并進行Hardy-Weinberg 平衡（HWE）檢驗，采用Bonferroni 多重校正，以P＜0.002 8 為差異有統(tǒng)計學意義。計算隨機匹配概率（matching probability，Pm）、觀測值雜合度（observed heterozygosity，Ho）、多態(tài)性信息含量（polymorphism information content，PIC）、個體識別能力（discrimination power，DP）、非父排除概率（probability of exclusion，PE）、親權指 數（paternity index，PI）等法醫(yī)學參數。使用Arlequin v3.5 軟件計算遺傳分化指數（Fst）和P值[5]，采用Bonferroni 多重校正，以P＜0.003 3 為差異有統(tǒng)計學意義。采用Phylip 3.698 軟件包計算白族民家支系與21 個已發(fā)表人群的群體遺傳距離（Nei’ s）（http://evolution.genetics.washington.edu/phylip.html）?；贜ei’ s 遺傳距離，應用Mega 7.0 軟件[6]構建相鄰連接（neighbour-joining，NJ）系統(tǒng)發(fā)育樹。使用SPSS v24.0 統(tǒng)計軟件（IBM 公司，美國），進行多維尺度（multidimensional scaling，MDS）分析。

2 結果

2.1 18 個STR 基因座的等位基因頻率和法醫(yī)學相關參數

白族民家支系2 323 名無親屬關系個體18 個STR 基因座的等位基因頻率和法醫(yī)學相關參數，見表1。在上述18 個STR 基因座中共檢出230 個等位基因和1 073 個基因型。等位基因頻率分布在0.000 2～0.509 3 之間。等位基因數量最少為7 個（TPOX），最多為22 個（Penta E）。經Bonferroni校正后，有17 個基因座等位基因頻率和基因型頻率符合Hardy-Weinberg 平衡（P＞0.05/ 18=0.002 8），D13S317 基因座不符合Hardy-Weinberg 平衡（P=0.000 8）。隨機匹配概率（Pm）的范圍為0.016 6～0.202 3。觀測值雜合度（Ho）的范圍為 0.622 0～0.899 3。多態(tài)性信息含量（PIC）在0.564 1～0.897 7之間。個體識別能力（DP）在0.797 7～0.983 4 之間，累積個人識別能力（cumulative discrimination power，CDP）達到0.999 999 999。非父排除概率（probability of exclusion，PE）在0.318 2～0.793 9 之間，累積非父排除率（cumulative probability of exclusion，CPE）達到0.999 999 940 55。

2.2 遺傳分化指數（Fst）和P 值

白族民家支系與21 個已發(fā)表的人群[7-26]在共有的15 個STR 基因座之間的遺傳分化指數（Fst）和P值，見 表2 。經Bonferroni 校正后（P＜0.05/15≈0.003 3），白族民家支系與喀什地區(qū)維吾爾族、云南佤族和云南地區(qū)越南人群在14 個STR 基因座上存在差異（P＜0.003 3），與廣西侗族和印度人群在11 個STR 基因座上存在差異（P＜0.003 3），與云南哈尼族在9 個STR 基因座上存在差異（P＜0.003 3），與海南黎族和昌都藏族在8個STR 基因座上存在差異（P＜0.003 3），與伊犁地區(qū)維吾爾族在7 個STR 基因座上存在差異（P＜0.003 3），與日本人群在6 個STR 基因座上存在差異（P＜0.003 3），與云南漢族在3 個STR 基因座上存在差異（P＜0.003 3），與云南布朗族和長沙漢族在2 個STR 基因座上存在差異（P＜0.003 3），與四川漢族和納西族在1 個STR 基因座上存在差異（P＜0.003 3），與貴州仡佬族、彝族、寧夏回族、拉薩藏族、怒江白族和大理白族在各基因座上均無統(tǒng)計學差異（P＞0.003 3）。

表2 白族民家支系與21 個已發(fā)表人群的Fst 和P 值（1）Tab.2 Pairwise Fst and P values between Minjia branch of Baiethnic minority and 21 published populations（1）

表2 白族民家支系與21 個已發(fā)表人群的Fst 和P 值（2）Tab.2 Pairwise Fst and P values between Minjia branch of Bai ethnic minority and 21 published populations（2）

表2 白族民家支系與21 個已發(fā)表人群的Fst 和P 值（3）Tab.2 Pairwise Fst and P values between Minjia branch of Bai ethnic minority and 21 published populations（3）

2.3 Nei’s 遺傳距離

根據個體之間共享等位基因片段的數量計算Nei’s 遺傳距離。白族民家支系與云南布朗族和云南佤族相距較遠，而與大理白族和怒江白族相距較近，見表3。

2.4 NJ 系統(tǒng)發(fā)育樹和多維尺度分析（MDS）

為進一步探索白族民家支系與其他人群的親緣關系，基于Nei’s 遺傳距離矩陣筆者構建了NJ 系統(tǒng)發(fā)育樹，見圖1。從NJ 系統(tǒng)發(fā)育樹可以看出，白族民家支系與大理白族和怒江白族相距較近，而與云南布朗族和云南佤族相距較遠。此外，基于Nei’s 遺傳距離矩陣筆者還進行了多維尺度分析（MDS），見圖2。從MDS 分析同樣可以看出，白族民家支系與大理白族和怒江白族相距較近，而與云南布朗族和云南佤族相距較遠。

圖1 白族民家支系與21 個已發(fā)表人群的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.1 The phylogenetic tree showing the relationship of the Minjia branch of Bai nationality and 21 published populations

圖2 白族民家支系與21 個已發(fā)表人群的MDS 分析（基于Nei’s 遺傳距離矩陣）Fig.2 Multidimensional scaling（MDS）plot based on Nei’s standard genetic distances matrix among Minjia branch of Bai nationality and 21 published populations

3 討論

Ho 和PIC 等法醫(yī)學參數常被用來衡量STR基因座的多態(tài)性程度，并推測其法醫(yī)學應用價值。在本次針對白族民家支系的調查研究中發(fā)現，所選的18 個STR 基因座的PIC 在0.564 1～0.897 7之間，PIC＞0.5，遺傳標記具有高度的多態(tài)信息[27]。在個體識別和親子鑒定中，CDP 和CPE參數的計算是極其重要的。在針對白族民家支系的調查中發(fā)現，本研究所選的18 個常染色體STR 基因座的CDP 達0.999 999 999，具有較強的個體識別能力；CPE達0.999 999 940 55，大于0.999 9，在親子鑒定中具有極強的系統(tǒng)效能[28-29]。本研究所獲得的白族民家支系18 個常染色體STR 基因座的法醫(yī)學參數和群體遺傳學數據具有極高的應用價值。

云南佤族和云南布朗族屬于南亞語系中的孟高棉語族[30]。對Y 染色體的研究發(fā)現，云南孟高棉語族起源于東亞南部[31]。而白族民家支系則屬于漢藏語系的藏緬語族[32]。戴慶廈等[32]從語言學的角度發(fā)現，在中國南方分布的藏緬語族人群起源于中國北方的黃河流域。Wang 等[33]對Y 染色體的研究表明，中國南方分布的藏緬語族人群是由北方高原黃河流域遷徙而來。上述研究提示，云南佤族、云南布朗族與白族民家支系在起源上存在著顯著的地理差異。與本研究結果，白族民家支系與云南佤族、云南布朗族在遺傳上相距較遠相一致。

白族的3 個主要分支中，勒墨支系于15 世紀之前就已經從大理白族的主體中遷徙出來，最終聚居于怒江流域的蘭坪縣[34]。而民家支系主要聚居于大理州[1]。上述史料與研究提示，白族民家支系與屬于勒墨支系的怒江白族存在一定的差異。

本研究報道了白族民家支系18 個常染色體STR 基因座的等位基因頻率和法醫(yī)學參數等。研究結果提示，上述18 個常染色體STR 基因座在白族民家支系群體中具有較高的遺傳多態(tài)性，可用于個體識別、親子鑒定以及群體遺傳結構的研究。