3个 STR基因座在岫岩满族及广州汉族群体遗传多态性

袁 丽, 叶 健, 姜成涛, 张丰收

(1.中国人民公安大学,北京 100038;2.中国政法大学证据科学教育部重点实验室,北京 100088;3.公安部物证鉴定中心,北京 100038;4.江西省九江市公安局,九江 332000)

0 引言

检验特殊类型的亲缘鉴定,常常需要检测更多的短串联重复序列(short tandem repeats,STR)遗传标记。寻找适合中国人群的、具有高度法医学应用价值的 STR基因座是法医物证的研究热点。本文选择了 D7S3048,D10S2325和 GATA 198B05基因座,对辽宁鞍山岫岩满族和广州汉族两个群体进行遗传多态性调查,以了解这些基因座在这两个群体的法医学应用价值。

1 材料和方法

1.1 样本及提取 DNA

随机采取辽宁省鞍山岫岩满族 202名以及广东省广州市汉族 233名无关健康个体血样,每个供血个体追溯 3代以上家族史。岫岩满族样本以 EDTA抗凝血保存,广州汉族样本以棉签血痕保存。Chelex-100提取法[1]提取样本 DNA,利用 Invitrogen公司 Qubit 快速荧光定量系统定量。

1.2 STR基因座引物合成

GATA198B05基因座引物序列根据 Genbank合成,D7S3048和 D10S2325基因座引物是利用 Primer 3软件设计而成。引物由上海生工生物公司合成,D10S2325引物中前导链 5′端标记 6-FAM荧光染料;D7S3048前导链 5′端标记 HEX荧光染料;GATA198B05前导链 5′端标记 TAMRA荧光染料。

1.3 PCR扩增

PCR反应体系为 10μL,包含:5×缓冲液 2.0 μL(缓 冲 液,含 200 μmol/L dNTP、1.5 mmol/L MgCl2),5μmol/L引物 0.2μL～0.6μL,Taq DNA聚合酶 1U,DNA模板 1μL(0.5～-1.0 ng)以及去离子水。PCR反应在 ABI 9700扩增仪上进行,PCR热循环参数均设为:95℃11m in,94℃1min、55℃1 m in、70℃1min 30个循环,60℃延伸 60min,25℃保持。

1.4 扩增片段的电泳分离与检测

采用 ABI 3130型基因分析仪进行毛细管电泳分离,应用 ABIGenemapperID 3.2软件分析结果,等位基因暂时以片段大小标记。按照基因计数法计算等位基因频率。

1.5 测序及等位基因命名

从等位基因片段大小来看,GATA198B05和D7S3048基因座是四核苷酸重复序列,D10S2325基因座是五核苷酸重复序列。每个基因座挑选两个以上等位基因进行测序。按照国际法医血液遗传学会(International Society of Forensic Haemogenetics,ISFH)在 1994年[2]和 1997年[3]对等位基因提出的命名原则,对各等位基因按其重复单位重复次数进行命名。

1.6 遗传数据统计学分析

利用 PowerStatsV12软件[4]进行统计学分析,得出这 3个 STR基因座在岫岩满族和广州汉族多态性信息含量(PIC)、杂合度观测值(Ho)、个体识别力(DP)、非父排除率(PE)和基因频率。利用 GENEPOP(4.0)软件[5]对两个群体的 3个 STR基因座的基因型频率分布进行 Hardy-Weinberg平衡检验。

2 结果

2.1 3个 STR基因座电泳情况

3个 STR基因座在两个群体均获得有效扩增,峰型高尖、stutter峰少且低,不影响等位基因正常分型;杂合子的两个等位基因峰高平衡。电泳分型结果举例见图1。

图1 3个 STR基因座扩增电泳检测结果(由左至右为 D 10S2325、D 7S3048和 GATA 198B 05基因座)

2.2 3个 STR基因座等位基因命名

每个基因座有两个以上的等位基因获得成功测序,图2为 D10S2325基因座部分测序图谱。根据测序结果,按照重复单位的重复次数对等位基因进行命名,具体见表1。

图2 D 10S2325基因座测序图谱,从上至下分别为 208bp和 233bp,按(TCTTA)m核心序列重复次数命名原则进行命名,这些片段的等位基因命名为 7和12

2.3 群体遗传学参数

D7S3048,D10S2325和 GATA198B05基因座在岫岩满族人群中分别检出等位基因 12、12和 10个,基因型 44、46和 41种;在广州汉族人群中分别检出等位基因 11、19和 12个,基因型 44、60和 47种。两个群体基因型分布经检验,所有 P值 ＞0.05,符合 Hardy-Weinberg平衡。基因频率分布、杂合度、多态信息量、个人识别力和非父排除率等见表2。

表1 3个STR基因座的等位基因序列结构及其命名

表2 3个STR基因座在岫岩满族和广州汉族的等位基因频率和遗传学参数

3 讨论

STR基因座的法医学应用价值可以通过它在群体中的多态性信息含量、杂合度、个人识别能力、非父排除率和等位基因频率分布等统计学参数进行评价。本研究表明,在岫岩满族和广州汉族群体中,D7S3048,D 10S2325和 GATA198B05基因座多态信息量最低为 0.810,杂合度最低为 0.790,非父排除率最低为 0.580,个人识别能力最低为 0.948,这 3个 STR属于高识别率基因座[6]。D7S3048和 GATA 198B05基因座在两个群体中有 10～12个等位基因,分布良好。D10S2325基因座在岫岩满族检出12个等位基因,而在广州汉族群体中则检出 ＞17的等位基因,因此在设计复合扩增体系时,如果包含D10S2325基因座,则应将其放在大片段的位置,以免引起基因座之间的混淆。这 3个 STR基因座为四或五核苷酸重复序列,stutter峰少,有利于等位基因的分型,适合于法医学亲子鉴定和个人识别,在岫岩满族和广州汉族人群具有很高的法医学应用价值。

[1] Walsh B S,Metzger DA,HiguchiR.Chelex-100 asmedium for simple extraction of DNA for PCR-based typing from forensic material[J].Biotechnics,1991,10(6):506-513.

[2] DNA recommendations—1994 report concerning further recommendations of the DNA Commission of the ISFH regarding PCR-based polymorphisms in STR(short tandem repeat)systems[J].Int J Leg Med,1994(107):159-160.

[3] BarW,Brinkmann B,Budowle B,Carracedo A,et al.DNA recommendations:Further report of the DNA Commission of the ISFH regarding the use of the short tandem repeat systems[J].Int JLeg Med,1997(110):175.

[4] Allan T.Tools for analysis of population statistics[EB/OL].Profiles in DNA,Promega,1999 Corporation.

[5] Rousset F.GENEPOP'007:a comp lete re-implementation of the GENEPOP software for Windows and Linux[J].Molecu lar Ecology Notes,2008,8(1):103-106.

[6] Gill P,Urquhart A,Millican E,etal.A new method of STR interpretation using inferential longic developmentof a crim inal intelligence database[J].Int J Leg Med,1996,109:14-22.