拉萨地区藏族人群17个短串联重复序列基因座的遗传多态性

马 骏，巴华杰，张文杰，李 开

1江苏省常州市公安局刑事警察支队，江苏常州 213003 2南京医科大学法医学系，南京 210029

拉萨地区藏族人群17个短串联重复序列基因座的遗传多态性

马 骏1，巴华杰1，张文杰1，李 开2

1江苏省常州市公安局刑事警察支队，江苏常州 2130032南京医科大学法医学系，南京 210029

目的调查拉萨地区藏族人群17个短串联重复序列 (STR)基因座的遗传多态性分布。方法采用国产AGCU17+1荧光标记复合扩增试剂盒，结合AB9700扩增仪和3130XL遗传分析仪，对拉萨地区132名藏族无关个体的静脉血进行基因组多态性检测，并用GeneMapper 3.2软件进行基因分型。结果17个STR基因座在132名藏族无关个体中的等位基因频率介于0.0038～0.5720，个体识别能力介于0.779～0.979，非父排除率值介于0.327～0.737，多态信息含量介于0.538～0.910，杂合度介于0.629～0.871。累积耦合概率为3.93×10-20，累积非父排除率为0.9999995234。17个STR基因座中，Penta E与D6S1043的各项多态性指标均为最高，TPOX基因座的各项指标值均为最低。结论17个STR基因座在藏族人群的多态性研究中具有较高的应用价值，可用于该地区的群体学研究、法医学个体识别等领域。

短串联重复序列;遗传多态性;群体遗传学;藏族

短串联重复序列 (short tandem repeat，STR)是人类基因组中广泛存在的一类遗传标记，大多数STR基因座的核心重复序列为2～6 bp，具有高度多态性和遗传稳定性。STR基因座的等位基因数目多、杂合度高、个体识别力强，同时其扩增片段短、检测灵敏度高，是目前群体遗传学、人类学和法医学研究领域应用最为普遍的DNA遗传标记。目前国内汉族等人群的STR研究较多，而关于藏族人群的STR研究报道为数不多［1-3］;且已有的研究方法均采用进口试剂盒，不仅价格昂贵，其包含的基因座也并非针对中国人群设计。本研究采用国产试剂盒对拉萨地区藏族人群 D3S1358、D13S317、D7S820、D16S539、Penta E、TPOX、TH01、D2S1338、CSF1PO、D19S433、vWA、 D5S818、 FGA、D6S1043、D8S1179、D21S11、D18S51共17个STR基因座的遗传多态性进行调查，旨在为群体学研究、人类进化研究、法医学个体识别以及目前正大力推进的中国人DNA数据库建设提供基础数据，同时丰富我国少数民族群体STR遗传资料数据库。

材料和方法

样本采集 按照“知情同意和知情选择”的原则，采集西藏拉萨地区132名无关健康藏族个体(三代之内均为同一民族，并世代居住于该地区)静脉血3 ml，EDTA抗凝，-70℃保存。

主要仪器和试剂 GeneAmp PCR System 9700扩增仪、ABI PRISM 3130XL遗传分析仪均由美国AB公司提供;AGCU17+1试剂盒由江苏无锡中德美联生物技术有限公司提供。

基因组DNA提取 参照Walsh等［4］的方法，用5%Chelex-100提取基因组DNA。

17个STR基因座的复合扩增 参照AGCU17+1试剂盒说明，扩增的总反应体系为10 μl，其中含预混合液 A 4 μl，引物 2 μl，热启动 G-Taq 酶 0.4 μl，模板 DNA 1 μl，超纯水补充到 10 μl。扩增反应在GeneAmp PCR System 9700扩增仪上进行，95℃预变性11 min;94℃ 1 min，62℃ 1 min，72℃ 1 min，共10个循环;90℃ 1 min，60℃ 1 min，72℃ 1 min，共20个循环;60℃延伸60 min，扩增产物4℃保存备用。

扩增产物的毛细管电泳分离及检测 取12 μl去离子甲酰胺与0.2 μl AGCU17+1分子量内标 (SIZ-500)与1 μl扩增产物混匀，95℃变性3 min后迅速置于冰上。然后将变性后扩增产物在ABI PRISM 3130XL遗传分析仪上进行自动毛细管电泳分离和检测，DNA Collection 2.0软件收集电泳信息，Gene-Mapper 3.2软件进行基因分型。

统计学处理 采用PowerStats软件 (http://www.promega.com/geneticidtools/powerstats)计算17个STR基因座的等位基因频率与基因型频率，并使用卡方检验对基因型分布进行Hardy-Weinberg平衡分析，同时计算杂和度 (heterozygosity，H)、多态信息含量(polymorphism information contents，PIC)、个体识别能力 (power of discrimination，PD)、非父排除率 (power of exclusion，PE)等群体遗传学指标［5-8］，以P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

等位基因频率与基因型频率分布 拉萨地区132名无关藏族个体的17个STR基因座的等位基因频率分布见表1。17个STR基因座共检测到170个等位基因，频率分布在0.0038～0.5720之间。经检验基因型频率分布差异无统计学意义 (P＞0.05)，符合Hardy-Weinberg平衡定律。

17个STR基因座的群体遗传学指标 132名拉萨藏族个体D3S1358、D13S317、D7S820、D16S539、PentaE、TPOX、TH01、D2S1338、CSF1PO、D19S433、vWA、D5S818、FGA、D6S1043、D8S1179、D21S11、D18S51基因座的H、PD、PIC、PE等多态性指标值见表2。17个STR基因座的PD值介于0.779～0.979之间，PE值介于0.327～0.737之间，PIC介于0.538～0.910之间，H介于0.629～0.871之间。累积耦合概率为3.93×10-20，累积非父排除率为 0.9999995234。Penta E与D6S1043的各项多态性指标均为最高。TPOX基因座的各项指标值均为最低。

讨 论

基因组DNA多态性研究能够为人类进化和群体遗传学研究提供分子生物学方面的科学依据，突破了古生物学家、历史学家、语言学家以及考古学家研究现代人类群体间关系的局限性。其中，STR基因座的应用在目前是最普遍的，这主要是由于STR的群体遗传多态性可以反映群体分化的过程，在一个群体中频率最高的等位基因通常被认为是该群体中最原始、最保守的，而其余的等位基因均是在群体分化的过程中由频率最高的等位基因突变形成的［9］。STR基因座在群体之间和群体内部的异质性水平较高，因此不同群体以及亲缘关系相近的群体之间的等位基因和基因型频率分布有明显的地理差异，地理因素在遗传多态性形成中的作用比语言等因素更为显著［10］。因此，在将STR基因座应用于人类进化等研究时，必须先对特定的群体进行多态性调查，以获得其频率分布数据。藏族人群主要居住于喜马拉雅山以北的青藏高原上，这种独特的地理位置可能造成了一定程度上的遗传隔离，使得有必要对其基因组多态性进行深入的调查研究。

表1 拉萨地区藏族人群17个STR基因座的等位基因频率 (n=132)Table 1 Allele frequencies of 17 STR loci of Tibetan minority ethnic group from Lhasa(n=132)

表2 拉萨地区藏族人群17个STR基因座的多态性统计学指标(n=132)Table 2 Statistical indicators of 17 STR loci of Tibetan minority ethnic group from Lhasa(n=132)

本研究采用国产化试剂盒AGCU17+1，调查了D3S1358、 D13S317、 D7S820、 D16S539、 PentaE、TPOX、TH01、D2S1338、CSF1PO、D19S433、vWA、D5S818、FGA、D6S1043、D8S1179、D21S11、D18S51共17个STR基因座在拉萨地区132名藏族无关个体中的多态性，得到了反映该地区群体遗传特征的等位基因频率和基因型频率数据。统计分析显示，这17个STR基因座的PD值介于0.779～0.974之间，PE值介于0.327～0.737之间，累积耦合概率为3.93×10-20，累积非父排除率为0.9999995234;而以往对中国人群采用美国CODIS系统基因座调查得到的累积耦合概率和累积非父排除率则分别为2.67×10-17和 0.99999611［11］，与本研究有明显差异，可见国产化试剂盒AGCU17+1是非常适用于群体遗传学研究和法医学个体识别、亲子鉴定的复合扩增系统。

在STR研究中，遗传标记的多态性及其应用价值一般用H、PIC、PD和PE来衡量。H能客观反映样本的遗传变异水平。H越大，表明群体内遗传差异越大，则多态性越高。PIC直接反映一个遗传标记所包含或所能提供的遗传信息总量。当PIC＞0.5时，遗传标记具有高度的可提供信息性。PE和PD则反映了遗传标记在法医学个体识别及亲权鉴定中的能力。一般认为PD＞0.8、PE＞0.5时，属于高度多态性遗传标记，具有较高的应用价值［12］。本研究中，TPOX基因座的各项多态性指标均为最低，与文献报道的其他群体一致;而在目前国内遗传多态性研究方面的进口商品化试剂盒中大多数都不包含的D6S1043和Penta E这两个基因座的各项多态性指标均为最高值，进一步说明群体学研究中选择更适合中国人的基因座是十分有必要，因为国外的试剂盒都是针对白人所设计。可充分利用这些适合中国人群的基因座在人类学、群体遗传学和法医学等领域进行更大规模的研究。

［1］李宁，苏玉虹，席焕久，等.拉萨市藏族人群15个STR基因座多态性的研究［J］.遗传，2006，28(11):1361-1364.

［2］刘世明，王晓勤，余满堂，等.青海藏族群体8个STR位点遗传多态性研究［J］.青海医学院学报，2008，29(2):153-155.

［3］康龙丽，章晓风，刘凯，等.西藏藏族15个STRs位点多态性及其与其他民族群体的遗传关系［J］.中南大学学报:医学版，2008，33(9):800-808.

［4］Walsh PS，Metzger DA，Higuchi R.Chelex 100 as a medium for simple extraction of DNA for PCR-based typing from forensic materia1 ［J］.Biotechniques，1991，10(4):506-513.

［5］Nei M.Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individual ［J］.Genetics，1978，87(3):583-590.

［6］Joens D.Blood samples:Probabilities and discrimination［J］.Forensic Sci Int，1972，12(2):355-359.

［7］郑秀芬.法医DNA分析［M］.北京:中国人民公安大学出版社，2002:405-421.

［8］Ohno Y，Sebetan IM，Akaishi S.A simple method for calcμLating the probability of excluding paternity with any number of codominant alleles ［J］.Forensic Sci Int，1982，19(1):135-154.

［9］Li SL，Yamamoto T，Yoshimoto T，et al.Phylogenetic relationship of the population within and around Japan using 105 short tandem repeat polymorphic loci［J］.Hum Genet，2006，118(6):695-707.

［10］Rosser ZH，Zerjal T，Hudes ME，et al.Y-chromosomal diversity in Europe is clinal and influenced primarily by geography，rather than by language ［J］.Am J Hum Gene，2000，67(6):1526-1543.

［11］Zeng ZS，Zheng XD，Zhu YL，et al.Population genetic data of 15 STR loci in Han population of Henan province(central China)［J］.Leg Med，2007，9(1):30-32.

［12］Shriver MD，Jin L，Bocerwinkle E，et al.A novel measure of genetic distance for highly polymorphic tandem repeat loci［J］.Mol Bio Evol，1995，12(5):914-920.

Polymorphism of 17 Short Tandem Repeat Loci of Tibetan Minority Ethnic Group from Lhasa

MA Jun1，BA Hua-jie1，ZHANG Wen-jie1，LI Kai2

1Detachment Criminal of Public Security Bureau of Changzhou，Changzhou，Jiangsu 213003，China2Department of Forensic Science，Medical College of Nanjing，Nanjing 210029，China

MA Jun Tel:0519-81993537，E-mail:liymajun@sina.com

ObjectiveTo investigate the polymorphism of 17 short tandem repeat(STR)loci of Tibetan minority ethnic group from Lhasa.MethodsBlood samples were obtained from 132 unrelated Tibetan individuals from Lhasa.DNA templates were screened by home-made AGCU17+1 kit and 3130XL genetic analyzer.Genotyping was performed using GeneMapper software(version 3.2).ResultsThe allele frequencies of 17 STR loci ranged 0.0038-0.5720，and the power of discrimination ranged 0.779-0.979，the power of exclusion ranged 0.327-0.737，the polymorphism information contents ranged 0.538-0.910，and the heterozygosity ranged 0.629-0.871.The cumulative coupling probability was 3.93×10-20，and the cumulative power of exclusion was 0.9999995234.Of 17 STR loci，Penta E and D6S1043 had the highest polymorphism indicators，while TPOX had the lowest.ConclusionThe 17 STR loci used in this study are highly polymorphism in Tibetan minority ethnic group from Lhasa and fit for the population genetic study and forensic cases.

short tandem repeat;genetic polymorphism;population genetic analysis;Tibetan

Acta Acad Med Sin，2011，33(4):397-401

马 骏 电话:0519-81993537，电子邮件:liymajun@sina.com

Q347

A

1000-503X(2011)04-0397-05

10.3881/j.issn.1000-503X.2011.04.010

2010-05-27)

(本文编辑:王晶)

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