河南新乡地区汉族群体3个YSTR基因座遗传多态性分布
作者:王瑞娟,黄艳梅,郭利伟,王克杰,王晓丹,李聪,王洁,侯腾野,安宗伟 作者单位:1.新乡医学院基础医学院法医学专业2004级,河南 新乡 453003; 2.新乡医学院法医物证学教研室,河南 新乡 453003;3.新乡医学院基础医学院法医学专业2006级,河南 新乡 453003; 4.新乡医学院基础医学院法医学专业2005级,河南 新乡 453003【摘要】 目的 调查河南新乡地区汉族群体Y染色体3个YSTR基因座DYS19、DYS385和DYS389的基因多态性分布。方法 聚合酶链反应(PCR)扩增各基因座,质量分数6%中性聚丙烯酰胺凝胶电泳,银染显带分型。结果 在158例无关男性个体中,DYS19、DYS385、DYS389分别检出9、16、9个等位基因,基因多样性(GD)分别为0.798 0、0.951 2、0.852 1。3个YSTR基因座共检出157种单体型,单体型多样性为0.999 9。结论 DYS19、DYS385、DYS389等3个YSTR基因座具有高度的遗传多态性,可用于法医学个体识别、亲子鉴定及群体遗传学研究
【关键词】 Y染色体;短串联重复序列;单体型;遗传多态性
Distribution of genetic polymorphism of three YSTR loci of Han people in Xinxiang of Henan province
WANG Ruijuan,HUANG Yanmei,GUO Liwei,et al
(1.Grade 2004 of Forensic Medicine Specialty,Xinxiang Medical College,Xinxiang 453003,China;2.Department of Forensic Genetics,Xinxiang Medical College,Xinxiang 453003,China)
Abstract: Objective To investigate the distribution of genetic polymorphism of DYS19,DYS385 and DYS389 loci of Han pople in Xinxiang of Henan province.Methods Three YSTR loci were amplified by polymerase chain reaction(PCR),and the PCR products of YSTR loci were typed by using 6% neutral polyacrylamide gelelectrophoresis followed by silverstain.Results In total of 158 unrelated Male individual,the number of alleles of DYS19,DYS385 and DYS389 were found 9,16 and 9,respectively.The gene diversity was 0.798 0,0.915 2 and 0.852 1,respectively.A total of 157 haplotypes at 3 YSTR loci were observed.The haplotype diversity reached 0.999 9.Conclusion DYS19,DYS385 and DYS389 loci are highly polymorphic and can be used for identification,paternity testing and genetic polymorphism research.
Key words: Ychromosome;short tandem repeat;haplotype;genetic polymorphism
人类Y染色体特异的短串联重复序列(short tandem repeat,STR)具有多态性好,灵敏度高,特异性强,分型简单,易于重复等特点,使其在法医学个体识别和亲子鉴定中得到广泛应用[1]。但由于单个STR基因座提供的信息有限,分辨率低,所以采用多个STR基因座联合,可提高其个体识别能力。由于YSTR 基因座的多态性分布具有明显的民族和地域差异,因此,获取本地区汉族人群的YSTR等位基因及频率分布很有必要。群体遗传学调查DYS19、DYS385及DYS389 3个YSTR基因座的遗传多态性较好。作者选择了DYS19、DYS385及DYS389等3个YSTR基因座,研究其在河南新乡地区汉族群体的遗传多态性分布情况。因DYS385、DYS389 2个基因座均为双拷贝,所以上述3个基因座相当于5个位点。
1 材料与方法
1.1 样本来源和DNA提取
根据知情同意的原则,采集河南新乡地区汉族男性无关个体血样本158例。用Tris饱和酚-氯仿提取法提取基因组DNA,并设立女性血样本作为阴性对照,消毒双蒸水作为空白对照。
1.2 引物
DYS19基因座引物序列参见文献[2],DYS389基因座的引物序列选自基因组数据库网[3],DYS385引物采用Primer 5.5软件重新设计,由Invitrogen英骏生物技术有限公司上海分公司合成。序列见表1。表1 3个YSTR基因座扩增引物序列(略)
1.3 PCR扩增
PCR扩增体系[4]为25 μL,包含1×Taq DNA聚合酶缓冲液,200 μmol·L-1 dNTPs,0.5 μmol·L-1引物,30~50 ng模板DNA,1 u Taq Plus DNA聚合酶。热循环参数:94 ℃预变性2 min后,94 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 45 s,30个循环;最后72 ℃延伸10 min;4 ℃保存。
1.4 扩增产物的分离及检测
采用质量分数6%中性聚丙烯酰胺凝胶垂直电泳进行分离,硝酸银染色[4],根据各基因座的等位基因分型标准物判读结果。
1.5 各基因座等位基因的命名及等位基因分型标准物的制备
将3个YSTR基因座的不同等位基因的扩增产物分别电泳分离后进行序列分析(Invitrogen,上海英骏分公司),按国际法医遗传学学会DNA委员会(ISFG DNA Commission)推荐的命名原则进行命名[5]。
将各等位基因片段在质量分数6%中性聚丙烯酰胺凝胶电泳,回收后分别放入500 μL EP管中,加200 μL 0.2×TE,混匀后过夜,然后取2.0 μL 作为模板,按上述PCR扩增条件扩增,扩增产物等量混合均匀。
1.6 数据处理
将各样本分析结果导入Microsoft Excel XPR进行等位基因和单体型频数、频率构成比分析,等位基因按数字由小到大排列。个体识别率(probability of discrimination power,DP)和非父排除概率(probability of exclusion,EPP),按公式DP=1ΣPi2型频率,Pi为第i个基因型的频率。基因多样性(genetic diversity,GD)和单体型多样性(haplotype diversity,HD),按公式GD/HD=n(1ΣPi2)/(n1)计算。其中n为调查的群体个体数,Pi为基因型或单体型频率[6]。
2 结果
2.1 3个YSTR基因座等位基因及频率分布
检测158例无关男性个体,DYS19基因座检出9个等位基因,高频基因为12,基因频率为0.278 5,DP值为0.793 0;DYS385基因座检出16个等位基因,高频基因为12,基因频率为0.154 6,DP值为0.909 4,检出64种基因型,高频基因型为1216,基因型频率为0.0570,GD值为0.982 7;DYS389Ⅰ、DYS389Ⅱ基因座分别检出3个、6个等位基因,高频基因分别为12、29,基因频率分别为0.218 4、0.170 9,检出15种基因型,高频基因型为1228,基因型频率为0.196 2,GD值为0.891 2。见表2。表2 3个YSTR基因座等位基因频率分布(略)
2.2 单体型的分布
158例无关男性个体中共检出157种单体型,除DYS19/DYS385/DYS389单体型(14/1319/1229) 出现2次外,156种单体型均仅出现1次。单体型多样性达0.999 9。
3 讨论
Y染色体为人类男性所特有,按父系遗传,YSTR基因座在正常女性DNA及消毒双蒸水扩增均为阴性。在女性DNA含量很高的情况下,可以不受女性成分的干扰,已有YSTR基因座用于个体识别中混合斑的检验和只有父系亲属的亲子鉴定的报道,且其在人类进化研究中具有独特的作用[7]。
本研究检测了158例河南新乡地区汉族无关男性个体,检出DYS19基因座有9个等位基因,其中12、14、16等3个等位基因的频率较高,分别为0.278 5、0.259 5、0.221 5。据报道河南汉族群体高频基因为12[8]与本研究结果一致,而在我国南方汉族人群中14、15、16等3个等位基因的频率较高[9]。DYS385基因座检出16个等位基因,高频基因为12,基因频率为0.154 6,DP值为0.909 4;检出64种单体型,高频单体型为1216,基因型频率为0.0569 6。DYS385基因座 GD值达0.982 7,具有较好的遗传多态性。DYS385基因座的单体型具有显著的种族和地域性差异,在中国南方汉族人群中,DYS385基因座的高频单体型均为1313,在北方汉族人群中,DYS385基因座的高频单体型为1217[8],种族和地域性差异进一步显示DYS385基因座高度的遗传多态性。DYS389Ⅰ、DYS389Ⅱ基因座分别检出3个、6个等位基因,高频基因分别为12、29,基因频率分别为0.218 4、0.170 9,检出15种基因型,高频基因型为1228,基因型频率为0.196 2,GD值为0.891 2,与中国南方汉族群体一致。3个YSTR基因座中,DYS385基因座GD值最高,GD值为0.982 7,DYS19基因座GD值最低,GD值为0.798 0。
DYS19、DYS385及DYS389等3个YSTR基因座所组成的单体型,在158例无关男性个体中共检出157种单体型,单体型多样性达0.999 9。说明DYS19、DYS385及DYS389等3个YSTR基因座在河南新乡地区汉族群体均有较高的遗传多态性,对该地区的个体识别、亲子鉴定及群体遗传学研究有重要意义。
【参考文献】
[1]Hanson EK,Ballantyne J.A highly discriminating 21 locus YSTR megaplex system designed to augment the minimal haplotype loci for forensic casework[J].Forensic Sic,2004,49(1):4051.
[2]Wiegad P,Kleiber M.Less is morlength reduction of STR implications using redesigned primers[J].Int J Legal Med,2001,114:285287.
[3]RTI International,North Carolina USA.The GDB human genmone database[EB/OI].[20030305] http:// www.gdb.org.
[4]郝彦威,王克杰,袁晚刘,等.河南新乡地区汉族人群13个短串联重复序列基因座遗传多态性[J].新乡医学院学报,2008,25(2):193195.
[5]Redd AJ,Agellon AB,Kearney VA,et al.Forensic value of 14 novel STRs on the human Y chromosome[J].Forensic Science International,2002,130(23):97111.
[6]祁英杰,朱运良,王克杰,等.河南汉族群体4个YSTR基因座的遗传多态性[J].新乡医学院学报,2007,24(4):337340.
[7]杨剑,刘雅诚,唐晖,等.YSTR在混合斑及亲缘鉴定案件中的应用[J].中国法医学杂志,2003,18(1):4546.
[8]李杨,孙莉,汪培青,等.7个YSTR 基因座在河南汉族人群中的遗传多态性[J].法医学杂志,2007,23(5):353357.
[9]王冬花,陈玲,侯庆唐,等.安徽汉族人群11个YSTR基因座遗传多态性[J].中国法医学杂志,2006,21(5):302303.

