河南漢族14個(gè)Y-STR基因位點(diǎn)單倍型的遺傳多態(tài)性

楊洪毅，徐朝陽，宋麗君，肖 海，李曉文#

1)鄭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教研室 鄭州 450001

2)北京康辰藥業(yè)有限公司 北京 101500

Y染色體短串聯(lián)重復(fù)序列(Y-short tandem repeat，Y-STR)為父系單倍體連鎖遺傳，具有明顯的民族和地域差異[1-2]。為獲得河南漢族群體高多態(tài)性Y-STR單倍型，作者調(diào)查河南漢族群體中DYS713、 DYS720、 DYS635、 DYS456、 DYS389I、DYS390、DYS389Ⅱ、H4、DYS460(A7.1)、DYS391、DYS448、DYS393、DYS439及 DYS392等14個(gè) Y-STR位點(diǎn)的單倍型多樣性(haplotype diversity，HD)，為法醫(yī)物證學(xué)鑒定提供可靠的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及參考數(shù)據(jù)，并將其應(yīng)用于2例親緣關(guān)系鑒定檢案的判定。

1 材料與方法

1.1 檢測(cè)與樣本 Y-STR單倍型檢測(cè)對(duì)象為203名河南漢族無關(guān)男性個(gè)體、20名女性個(gè)體、20對(duì)真父子和20對(duì)非父子(通過常染色體STR檢測(cè)確定);2例親緣關(guān)系鑒定檢案均為交通事故死者與認(rèn)領(lǐng)者之間的親緣關(guān)系鑒定。研究對(duì)象均知情同意，抽取外周靜脈血2 mL，酚-氯仿法抽提基因組DNA，4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 14個(gè)Y-STR單倍型檢測(cè) 根據(jù)GenBank設(shè)計(jì)PCR擴(kuò)增引物序列[3]，由上海生工生物工程公司合成。根據(jù)14個(gè)位點(diǎn)共構(gòu)建4個(gè)復(fù)合擴(kuò)增體系:復(fù)合體系 Ⅰ 含 DYS456、DYS389Ⅰ/Ⅱ、DYS390、DYS713;復(fù)合體系Ⅱ含 H4、DYS460(A7.1);復(fù)合體系Ⅲ含 DYS391、DYS448、DYS720;復(fù)合體系Ⅳ含DYS393、DYS439、DYS635、DYS392。每管擴(kuò)增體系總體積 20 μL:Mix 10 μL，模板 DNA 2 μL，引物終濃度均為1 μmol/L，用 ddH2O 補(bǔ)充至 20 μL。擴(kuò)增條件:96 ℃ 2 min;94 ℃ 1 min，60 ℃ 1 min，70 ℃ 1.5 min，10個(gè)循環(huán);90 ℃ 1 min，60 ℃ 1 min，70 ℃ 1.5 min，20個(gè)循環(huán);60 ℃30 min[3]。產(chǎn)物于 4 ℃保存，80 g/L變性聚丙烯酰胺凝膠電泳，銀染顯帶。

1.3 2例親緣關(guān)系鑒定 A案例為死者A2與A1之間的父子關(guān)系鑒定，B案例為死者B1(男)與已知兩兄弟B2、B3之間的同胞關(guān)系認(rèn)定。2案例各檢材均經(jīng)AB 3130遺傳分析儀進(jìn)行常染色體STR基因分型后，PCR-聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)Y-STR單倍型。

1.4 數(shù)據(jù)分析 單倍型頻率pi=n/N;HD=n(1－∑pi2)/(n－1)，個(gè)體識(shí)別力(discriminating power，DP)=1－∑pi2，其中n為單倍型個(gè)數(shù)。

2 結(jié)果

14個(gè)Y-STR位點(diǎn)在203名河南漢族無關(guān)男性個(gè)體中共檢測(cè)出203種單倍型，單倍型多樣性為1，DP 為0.999976。

在20名女性樣本中均未檢測(cè)到任何擴(kuò)增產(chǎn)物。20對(duì)真父子樣本中，各父子對(duì)的14個(gè)Y-STR位點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果均完全一致。20對(duì)非父子樣本中，各非父子對(duì)均有至少7個(gè)Y-STR位點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果不一致。

2例親緣關(guān)系鑒定結(jié)果顯示，案例中疑似父子(A1、A2)之間14個(gè)Y-STR位點(diǎn)中有7個(gè)位點(diǎn)不相符，排除親子關(guān)系;B案例中B1與B2的Y-STR單倍型相同，但二人同時(shí)有8個(gè)Y-STR位點(diǎn)與B3不相符，不具有相同的Y-STR單倍型，故可認(rèn)為B1與B2為同父關(guān)系，排除B1與B3的同父關(guān)系。

3 討論

單倍型即位于同一條染色體上連鎖遺傳的多個(gè)基因座上等位基因的組合。尋求適宜于不同群體的高多態(tài)性的Y-STR單倍型將為法醫(yī)遺傳學(xué)、群體遺傳學(xué)等研究和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[4]。

路志勇等[5]檢測(cè)10個(gè)Y-STR位點(diǎn)在北方165名漢族人群中的單倍型分布，共檢出158種單倍型，其中有5種重復(fù)出現(xiàn)2次，1種重復(fù)出現(xiàn)3次，HD為0.9987。匡金枝等[6]在210名天津漢族人群中檢測(cè)了由12個(gè)Y-STR基因座構(gòu)建的單倍型，檢出208種單倍型，其中有2種單倍型分別重復(fù)出現(xiàn)了2次，HD 達(dá)0.9999。王永在等[7]檢測(cè)了 192 名內(nèi)蒙古漢族人群的17個(gè)Y-STR位點(diǎn)，共檢出191種單倍型，其中有一種單倍型重復(fù)出現(xiàn) 2次，HD為0.9999。作者檢測(cè)了203名河南漢族人群中14個(gè)Y-STR基因座的單倍型分布，共檢出203種單倍型，單倍型無一重復(fù)，HD高達(dá)1。盡管增加基因位點(diǎn)數(shù)目可以提高單倍型的多樣性，但在實(shí)際應(yīng)用中并非檢測(cè)的位點(diǎn)數(shù)目越多，HD就越高，DP就越好。作者選取的14個(gè)Y-STR位點(diǎn)中，基因多樣性為0.6～0.7的位點(diǎn)有5個(gè)，0.7～0.8的位點(diǎn)有5 個(gè)，最高為DYS392和 DYS635，基因多樣性分別達(dá) 0.8147、0.8089。14個(gè)位點(diǎn)數(shù)目適中，在節(jié)約成本、提高效率的同時(shí)，構(gòu)建的單倍型具有高多態(tài)性和高DP，在實(shí)際工作中有較好的應(yīng)用價(jià)值。

作者進(jìn)行了2例親緣關(guān)系鑒定。A案例中，疑似父子A1、A2之間Power Plex 16系統(tǒng)有4個(gè)位點(diǎn)不相符;進(jìn)一步進(jìn)行Y-STR單倍型分析，14個(gè)位點(diǎn)中有7個(gè)位點(diǎn)不相符，因此明確排除親子關(guān)系。B案例中，三兄弟之間PowerPlex 16和STR type G10系統(tǒng)共24個(gè)常染色體位點(diǎn)未發(fā)現(xiàn)雙親所不能提供的等位基因，但按照該教研室前期研究[8]結(jié)果提出的標(biāo)準(zhǔn)(兩個(gè)體24個(gè)STR基因位點(diǎn)中全相同數(shù)≥8或全不同數(shù)≤3提示為同胞關(guān)系，全不同數(shù)≥9或全相同數(shù)≤2，提示為無關(guān)個(gè)體)，卻不能判定B1是否與B2、B3具有同胞關(guān)系;進(jìn)一步進(jìn)行Y-STR單倍型分析，意外發(fā)現(xiàn)B3與B1、B2之間有8個(gè)Y-STR位點(diǎn)不相符，而B1與B2之間Y-STR單倍型相同，故而排除B3與B1、B2之間的同父關(guān)系，但不確定他們是否具有相同的母親。

Y-STR為人類正常男性所特有，呈父系單倍體連鎖遺傳，若未發(fā)生堿基突變，家系中男性成員YSTR的基因分型結(jié)果應(yīng)完全一致，因此在父系親權(quán)鑒定及強(qiáng)奸案中嫌疑犯的排查方面具有常染色體STR無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。但若在同一家族父系男性間進(jìn)行篩查排除時(shí)，優(yōu)點(diǎn)卻變成難以克服的缺點(diǎn)。因此，Y-STR目前尚不適宜單獨(dú)進(jìn)行同一認(rèn)定，應(yīng)作為常染色體檢測(cè)的重要補(bǔ)充予以推廣應(yīng)用。

[1]朱永生，霍正浩，賴江華，等.27個(gè)群體7個(gè)Y-STR基因座多態(tài)性的聚類分析[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2009，9(2):234

[2]馮雪.包頭蒙古族Y染色體的遺傳多態(tài)性研究[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版，2007，28(4):384

[3]李楊，孫莉，黃文君，等.河南漢族人群7個(gè)Y染色體短串聯(lián)重復(fù)序列基因座的遺傳多態(tài)性[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版，2008，43(6):1149

[4]巴華杰，張璐，趙陽，等.人類Y染色體STR的發(fā)展與應(yīng)用[J].廣東公安科技，2004，4(21):20

[5]路志勇，田芳，葉健，等.10個(gè)Y染色體STR基因座復(fù)合擴(kuò)增系統(tǒng)的構(gòu)建及應(yīng)用[J].江蘇警官學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，22(3):172

[6]匡金枝，朱巍，聶同鋼，等.天津漢族人群12個(gè)Y-STR基因座的遺傳多態(tài)性[J].刑事技術(shù)，2005(1):19

[7]王永在，王勇，黃太宇，等.內(nèi)蒙古漢族人群17個(gè)Y-STR基因座遺傳多態(tài)性[J].中國法醫(yī)學(xué)雜志，2009，24(2):117

[8]宋麗君，劉建新，陳輝，等.河南漢族人群9個(gè)Y染色體短串聯(lián)重復(fù)序列單倍型遺傳多態(tài)性[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版，2011，46(2):225