19 個常染色體STR 基因座在阿昌族和德昂族人群的多態性研究

李光興 ，張韻梅 ，劉程靜 ，王偉濤 ，趙 凱

（1）云南鑒識司法鑒定中心，云南 芒市 678400;2）楚雄彝族自治州公安局刑偵支隊，云南 楚雄 675000）

短串聯重復序列（short tandem repeat，STR）是核心序列為2～6 個堿基（base pair，bp）的短重復序列，約占人類基因組的3%，重復單位的數量在個體之間變化很大，結合毛細管電泳檢測技術，可以一次性檢測多熒光標記的不同基因座，具有高靈敏度、高檢測通量、高種屬特異性和易于實驗室自動化、標準化等特點，廣泛應用于個人識別以及親權鑒定案件中。目前，我國已經有多項司法鑒定技術規范用于指導鑒定工作的開展，建設少數民族人群DNA 數據庫，可以為法醫物證檢案提供可靠、有效的數據來源。

阿昌族和德昂族是聚居于云南邊境的人口較少的少數民族，在2010 年阿昌族總人口為39 555人，主要聚居于中國云南省德宏傣族景頗族自治州，緬甸也有部分阿昌族（峨昌人）人群分布，屬于典型的跨境民族。阿昌族源于古代氐羌族群，在12 世紀末13 世紀初，“阿昌”這一明確族稱便已出現在漢文歷史文獻中，史籍中的“峨昌”“娥昌”“莪昌” “阿昌”或“萼昌”等是不同時期中央王朝對阿昌族的稱謂。阿昌族雖有自己的語言但沒有文字，語言屬漢藏語系藏緬語族緬語支，分為梁河、隴川、潞西3 種方言[1]。2010年德昂族總人口為20 556 人，比較集中的聚居在保山市（保山地區），潞西市、瑞麗市、盈江縣、隴川縣、梁河縣（德宏州），永德縣、鎮康縣、耿馬傣族佤族自治縣（臨滄地區）。德昂族淵源可追溯到古代的濮人，是西南邊疆最古老的民族之一。清代史書稱之為“崩龍”，新中國成立后民族識別時沿用了這個名稱。根據德昂族人民的意愿，1985 年更名為“德昂族”[2]。德昂族人民世代居住在云南西部的高黎貢山和怒山山脈的廣大山區，是一個典型的大分散小聚居的民族，雖然人數不多卻散居在云南省3 個地州9 個縣市。德昂族沒有本民族文字，語言屬于南亞語系孟高棉語族佤德昂語支，分為“布雷”、“汝買”、“若進”3 種方言。

因阿昌族和德昂族前期無常染色體STR 基因座調查報道，此調查預期為云南省阿昌族和德昂族人群的法醫學個人識別和親子鑒定以及群體遺傳學研究提供基礎常染色體STR 數據。

1 材料與方法

1.1 樣本

根據知情同意原則，收集154 例阿昌族和405 例德昂族無關個體的指尖末梢血，用中性濾紙制成血濾紙樣本。

1.2 DNA 提取、擴增及檢測

采用打孔器取1.2 mm 直徑的血濾紙片放入PCR 擴增管中，PCR 擴增采用Goldeneye? 20A試劑盒（中國基點認知技術（北京）有限公司），總反應體系 10 μL，在9700 型PCR 儀（美國Thermo Fisher Scientific 公司）上進行直接復合擴增，擴增條件：95℃ 2 min，94℃ 15 s、61℃ 40 s、65℃ 50 s、30 個循環，72℃ 10 min。取1 μL 擴增產物 0.5 μL內標SIZ500 和9.5 μL 去離子甲酰胺混合，3130基因分析儀（美國Thermo Fisher Scientific 公司）上進行全自動毛細管電泳，用 GeneMapper?ID-X軟件進行等位基因分型。選擇F312（蘇州閱微基因技術有限公司）為陽性質控品，純化水為陰性質控品。

1.3 統計學處理

應用 Powerstates 軟件[3]對數據進行處理，得到 19 個 STR 基因座的等位基因頻率、多態信息含量（PIC）、個人識別率（DP）、非父排除率（PE）、觀察雜合度（Ho）等參數。使用Arlequin 3.5 軟件[4]進行基因座間連鎖不平衡檢驗（哈溫平衡檢驗）。應用dispan 軟件計算阿昌族和德昂族與其他8 個群體（山西運城漢族[5]、浦東漢族[6]、哈薩克族[7]、傣族[8]、哈尼族[9]、彝族[10]、納西族[11]和云南回族[12]），利用MEGA 11 軟件[13]基于DA distances構建鄰接法（Neighbor-Joining Algorithm）進化樹。

2 結果

2.1 等位基因頻率分布及群體遺傳學參數本研究

在云南省154 名阿昌族無關個體共觀察到184 個等位基因，頻率分布在0.003 2～0.571 4（表1）；405 名德昂族無關個體共觀察到212 個等位基因，頻率分布在0.001 2～0.556 8（表1）。經過Bonferroni 矯正，基因型分布均符合哈溫平衡（P＞ 0.002 6）。阿昌族人群Ho 值分布在0.558 4～0.876 6，德昂族人群Ho 值分布在0.590 1～0.886 4。阿昌族人群中D6S1043 和Penta E為高多態性基因座（PIC ＞ 0.85），德昂族人群中D6S1043、Penta E和FGA為高多態性基因座（PIC ＞ 0.85），TPOX基因座為兩民族人群識別能力最差位點。阿昌族人群DP 值在0.786 6～0.979 2，累積個體識別率（CDP）達到0.999 999 999 999 999 999 999 9。德昂族人群DP 值在0.775 0～0.982 3，累積個體識別率達到0.999 999 999 999 999 999 999 992 4。阿昌族人群PE 值在0.243 9～0.748 0，三聯體累積非父排除率（CPE）達到0.999 999 964；德昂族人群PE 值在0.279 2～0.767 8，三聯體累積非父排除率達到0.999 999 955，見表2，表3。

表1 阿昌族（n=154）和德昂族（n=405）群體 19 個 STR 等位基因頻率分布Tab.1 Frequency distribution of 19 STR alleles in Achang（n=154）and De’ang（n=405）

表2 阿昌 族人群19 個 STR 基因座法醫學參數（n=154）Tab.2 Forensic parameters of 19 STR loci in Achang population（n=154）

表3 德昂族人群19 個 STR 基因座法醫學參數（n=405）Tab.3 Forensic parameters of the 19 STR loci in the De’ang population（n=405）

2.2 群體遺傳結構分析

阿昌族和德昂族人群與白族、傣族、納西族等8 個人群14 個常染色體STR 基因座鄰接法進化樹見圖1 和表4。除云南回族人群外，其他的云南少數民族聚為一大類，德昂族和傣族聚為一類，阿昌族和同屬于漢藏語系的哈尼族、彝族和納西族聚集成樹。

圖1 基于DA distances 構建鄰接法進化樹。Fig.1 Construction of neighbour-joining method evolutionary tree based on DA distances.

表4 阿昌族、德昂族與其他8 個人群的Standard genetic distances 和Standard errorTab.4 Standard genetic distances and Standard error of Achang，De’ang and other 8 populations

3 討論

在法醫物證學實踐中，基于毛細管電泳的STR 分型技術，因其高度的檢測效能，在往后很長的時間內，仍然會是法醫物證學鑒定的主要工具。對不同人群進行基礎的STR 基因頻率調查，有益于試劑盒在對應人群的適用性。本次調研，所有基因座的基因型分布均符合哈溫平衡，說明采樣符合隨機性要求，同時各基因座間相互獨立。按 DP ≥ 0.9、H ≥ 0.7、PIC ≥ 0.7 的 STR 基因座屬高度多態性基因座的標準來衡量，vWA、FGA、D8S1179、D21S11、D18S51、D5S818、D13S317、D7S820、D16S539、D2S1338、D19S433、Penta D、Penta E、D6S1043、D12S391 屬高鑒別能力的基因座，TPOX、TH01、CSF1PO 和D3S1358 基因座多態性和識別能力較差。根據乘積原則，Goldeneye? 20A 試劑盒在阿昌族和德昂族人群中具有較高的個體識別和親權鑒定的系統效能（CDP ＞ 0.999 999 999、CPE ＞ 0.999 999）。根據本調查結果，亦提示對于阿昌族和德昂族人群的鑒定STR 基因座個數建議≥19 個，以保證識別能力。

本研究所調查的阿昌族和德昂族群體是屬于云南特有、人口較少的少數民族，主要聚居于德宏州，并少量分布于緬甸，屬于典型的跨境民族。云南省作為我國少數民族組成最為豐富省份，對各民族人群的遺傳多態性和群體遺傳關系進行調查有助于個體識別和親權鑒定的識別應用。基于圖1 鄰接法進化樹的構建結果，雖然阿昌族和德昂族的聚居地都以德宏州為主，兩者之間的遺傳距離還是有一定的差異，可以按照語系進行聚類，此結果與宇克莉等[14]報道的Heath-Carter 人體體型數據分析有一定的差異，提示了環境在表觀遺傳學中的作用。根據郭薇霞[15]對云南少數民族異常血紅蛋白分析，發現39%阿昌族人群攜帶異常血紅蛋白，且阿昌族和德昂族的異常血紅蛋白突變有一致性，考慮與當地古代瘧疾傳播的選擇壓力有關，也提示了兩個民族在一定程度有基因的交流。

19 個 STR 基因座在云南省阿昌族和德昂族人群中具有高度多態性，聯合使用具有較高的識別能力，可用于該人群法醫學個人識別和親子鑒定。本研究數據亦可用于群體遺傳學研究。