新疆8个地域维吾尔族群线粒体DNA V-区9 bp缺失频率与Y-染色体DYS287位点多态性研究*

木耶塞尔·伊斯马依力，古丽娜·艾山，马合木提·哈力克

(新疆大学生命科学与技术学院资源生物实验室，新疆 乌鲁木齐 830046)

近年来通过对不同人群中线粒体DNA和Y染色体序列上的多态位点的比较，使得人类群体进化和遗传关系研究得到很大发展，许多亚洲人群特异单倍型相继被界定。1981年，Anderson［1］等发现mtDNA COⅡ/tRNAlys基因间的非编码区V区含的研究表明该区可以由于9 bp重复序列中一个拷贝的缺失而产生长度的变化，近年来的研究表明，不同地域人群mtDNA9bp缺失频率有很大差别，是检测人类群体多态性的主要标志［2］。Y染色体为父系遗传，并且大部分不发生重组，忠实记录了父系的历史，同时其有效人群小，对随机的遗传漂移更加敏感，这些特点使得Y染色体成为研究人类进化、遗传学、法医学和家系重建的理想选择，是对母系遗传mtDNA研究的有效补充。随着人们对Y染色体的深入了解，人们已经发现很多的多态性位点，在这些位点中Y染色体Alu多态性即YAP是一个应用广泛，而且具有较高价值的位点。检测不同群体中YAP阳性率可以研究不同群体间的遗传关系和迁徙历史，国内外关于Alu插入这方面的研究也进行了很多。1994年 Spurdl［3］应用 YAP对非洲、欧洲、亚洲等23个人群的分析表明，非洲人YAP(+)的频率最高，其次为欧洲人，大多数亚洲人为YAP(－)，但一部分日本人为YAP(+)。新疆地区是广义中亚的一部分，同时也是东西方人种在欧亚大陆的一个重要接触地区，在历史上经历了复杂的文化形成、多次人群迁徙以及不同人群的基因交流。这一区域在人类迁移史上的作用不很明确，遗传学分析表明，中亚人群是两个已经分化的人群东部欧亚和西部欧亚人群混合的结果［4］。本研究对240个新疆六个地域现代维吾尔族群体进9 bp缺失频率检测，对180个新疆8个地域现代维吾尔族群男性样本进行Y染色体DYS287位点多态性研究，分析新疆不同地域维吾尔族群体的遗传多态性。

1 材料与方法

1.1 样本来源

共采集来自新疆和田、喀什、库车、且木、哈密、吐鲁番、伊犁等6个地域现代维吾尔族群体的240个女性和180个男性个体血样，详见表1。所有个体为当地健康居民，家系3代以内为同一民族，相互之间无亲缘关系。血样均采用ACD抗凝，－70℃保存至提取基因组DNA。

表1 个人群样本概况Table 1 The general situation of the eight sampling populations of uighur

1.2 基因组DNA制备

常规酚和氯仿抽提法提取基因组DNA。

1.3 线粒体DNAV－区的扩增及序列测定

引物序列:

上游引物:5-TCGTCCTAGAATTAATTCCC-3，

下游引物:5-AGTTAGCTTTACAGTG GGCT-3

反应条件:25 mL反应体系中包含50～100 ng基因组 DNA，0.12 μmol/L引物，0.2 mmol/L Dntp，10×PCR Buffer，TaqDNA 聚合酶 (2 U/μL)，Primer(0.2 μmol/L)，ddH2O，经95℃预变性5 min，然后在94℃1 min，62℃退火40 s，72℃延伸20 s条件下循环40次，最后于72℃延伸10 min［5］。

PCR产物采用w=3%琼脂糖凝胶检测，经检测后序列测定由上海生工生物公司完成。

1.4 Y-染色体DYS287位点的PCR扩增及琼脂糖凝胶电泳检测

正向引物:5-CAGGGGAAGATAAAGAAATA-3，

反向引物:5-ACTGCTAAAAGGGG ATGGAT-3

反应条件:25 mL反应体系中包含50～100 ng基因组 DNA，0.12umol/L引物，0.2mmol/L Dntp，10×PCR Buffer，TaqDNA 聚合酶 (2 U/μL)，Primer(0.2 μmol/L)，ddH2O，经 95 ℃ 变性 2 min，然后在94℃1 min，51℃退火1 min，72℃延伸1 min条件下循环30次，最后于72℃延伸10 min.c产物由w=2%琼脂糖凝胶电泳检测［6］。

2 结果与分析

2.1 检测mtDNA V区多态类型

2.1.1 在PCR检测中未见非特异性扩增 结果见图1。

图1 mtDNACOⅡ RNA基因间区PCR结果分析(采用w=3%琼脂糖凝胶检测)Fig.1 The PCR amplification of mtDNA region V

2.1.2 扩增结果 表2列出了新疆8个地域现代维吾尔族群体的mtDNA 9 bp缺失频率。

表2 新疆8个地域现代维吾尔族群体线粒体DNA 9 bp缺失频率Table 2 Frequency of 9 bp deletion of mtDNA in Uighur population in eight geographical regions of Xinjiang

2.1.3 国内外各民族缺失频率的对比结果及差异检验 我们研究的新疆8个地域维吾尔族群体9bp缺失频率与已经报答的北京汉族人 (18.22%)，日本人 (18%)，内蒙蒙古人 (7%)，西藏藏族(5%)，新疆蒙古人 (4%)，哈萨克族 (0%)，新疆汉族人 (8.33%)进行比较，见表3。

表3 国内外各民族Ⅴ区9 bp 缺失频率［2，5，7］Table 3 Comparison results of deletion frequency in home and oversea Ethnic groups

2.1.4 测定结果 图2显示缺失的个体分别随机选25和没有缺失的2个个体进行了序列分析:将25个112 bp的PCR扩增产物及随机选择的2例121 bp的PCR扩增产物进行序列测定，结果显示:112 bp的样本序列只有一个9 bp重复序列，缺失了一个拷贝，121 bp的样本序列有两个9 bp重复序列，没有发现3个或者多拷贝的样本。

图2 粒体DNA V－区序列分析结果Fig.2 Sequence of mtDNA regionV A:标准型 (双拷贝9－bp序列);B:短性 (单拷贝9－bp序列)

2.2 Y–染色体DYS 287基因座多态性分析结果

2.2.1 在PCR检测中未见非特异性扩增 结果见图3。

图3 Alu位点PCR产物w=2%琼脂糖凝胶电泳结果Fig.3 The PCR amplication of Y-choromosome DYS287

2.2.2 扩增结果 在所研究的180位无关新疆8个地域维吾尔族群体中均未发现YAP+，所有个体PCR扩增产物均为150 bp，即均为 YAP－个体(见表4)。

表4 新疆8个地域维吾尔族群体DYS287基因座多态性分析Table 4 Polymorphisim of Y-choromosome DYS287 sites in Uighur population in eight geographical regions of Xingjian

2.2.3 新疆8个地域维吾尔族群体与国内外各民族的对比结果与差异检验 我们所研究的新疆8个地域维吾尔族群体Y–染色体DYS 287基因座多态性分析与已经报到的非洲的撒哈拉地区人，日本人，藏族，欧洲人，南方汉族人，东北汉族人，新疆哈萨克族，内蒙蒙古族，乌兹别克人进行比较，结果见表5。

表5 各民族 DYS287基因座多态性差异表［6，8－10］Table 5 Comparison results of Polymorphisim of DYS 287 sites in home and oversea Ethnic groups

3 讨论

本研究所涵盖的新疆8个采样地点:喀什、和田、库车、且木、哈密、吐鲁番、伊梨和尉犁县有明确的群体遗传学研究意义。现在维吾尔族群体主要居住在这些地方并且古丝周之路的必经之地，是联系东亚与中亚，欧洲之间的咽喉要地，它们既是丝周贸易为主的商贸通道，也是古代游牧民族的迁途通道。因此可以说这8个地点研究新疆现代维吾尔群体迁移与亲缘关系并研究新疆不同地域维吾尔族群体之间的遗传多样性差异的关键地点。

3.1 新疆8个地域维吾尔族群体线粒体DNA 9 bp缺失频率分布特点

近年来，通过对现今亚太地区及太平洋岛屿沿线人群mtDNA9－bp缺失的检测发现其缺失频率呈现的地理趋势能很好的与史前该地区人类迁移路线相符［11］;对国内各民族群体的研究发现其缺失频率由南向北呈现一个递减的梯度分布［2，11］，这与当前中华民族南方起源的观点比较吻合［12］，提示该缺失标可能对追踪一些民族人群或某些隔离人群的亲缘关系和迁移路线有所帮助。

本次研究的240个维吾尔族群体均来自喀什、和田、库车、且木、哈密、吐鲁番、伊梨和尉犁县，各地地形相对封闭，各群体之间隔离程度较高，群体特异性保存较好。通过对其线粒体DNA V－区9 bp缺失 (PCR扩增产物为112bp)情况的分析，我们可以发现:①新疆8个地域维吾尔族群体的9 bp缺失频率分别为3.3%，3.3%，6.6%，3.3%，6.6%，3.3%，3.3%，10%，研究结果进一步揭示新疆不同地域维吾尔族群体都存在mtDNA9－bp缺失多态性，但统计分析表明在不同地域维吾尔族群体的缺失情况差异未达到显著水平(P＞0.05)。②新疆8个地域现代维吾尔族群体的平均9 bp缺失频率为4.96%，低于姚永刚等［2］综合报道的中国30个民族人群的平均缺失频率(17.2%)，8个地域维吾尔族群体的缺失频率范围为3%～10%，明显低于我国西南地区苗族(32.4%)、傣族 (23.5%)和白族 (16.7%)，北方汉族 (18.22%)［2，5，7］等群体，这与目前认为的南方民族人群的缺失频率要高于北方民族人群是相一致。③在姚永刚等［2］的报道中，新疆维吾尔族群体都呈现了较低的9 bp缺失频率 (3.3%)而本次研究的新疆8个地族域维吾尔族群体都出现了类似的较低频率 (3%～10%)与已报道的我国北方的蒙古族 (4.0%)、维吾尔族 (3.3%)和哈萨克族 (0.0%)等较近［2，5］，因为这些群体居住于古丝周之路领域，可能混有高加索人的血缘，对维吾尔族和哈萨克族的mtDNA第一高变区序列分析表明［13］，他们与高加索人确实存在基因融合现象，可能混有高加索人的血缘，因而表现出与报道的高加索人中缺失频率极低较为相近的结果［14］。我们推测维吾尔族群体的这一特征可能］与迁入时其祖先即有较低的9 bp缺失频率，9 bp缺失不是现代维吾尔族的母系遗传传结构征。

mtDNA是研究人类进化的有利工具，通过对新疆8个地域维吾尔族群体mtDNA细胞色素氧化酶和tRNAlys基因编码区之间的单拷贝9 bp缺失多态性的研究，能反映该群体的遗传特征，为群体遗传学的研究提供了一定的资料。

3.2 新疆8个地域维吾尔族群体Y－染色体DYS287位点多太性研究

父系社会中男子的基因较少流向群体外，往往只是随之群体的迁途分化慢慢发生自然的变化而女子的基因在相邻的群体间流动性大得多，这种基因流动由于社会结构和风俗习惯尔难以避免［15］，所以对父系材料和母系材料进行的研究常会得出不同的结果，民族系统分类和识别方面的要求而言，以父系遗传材料进行研究比较理想。

YAP是位于Y染色体长臂Yq11的DYS287位点的一个Alu序列插入多态 (Y chromosome Alu insertion polymorphism，YAP)，是Y－特异区的一个双等位基因位点，插入Alu序列的个体PCR扩增产物为455 bp记作YAP+，没有插入Alu序列的个体PCR扩增产物为150 bp记作YAP－，可用于签订稳定的遗传谱系关系［10］。不同人种中YAP多态性是由于携带YAP+位点的祖先群体与不携带YAP+的群体发生基因交流形成的［17］。Hommar等人的研究显示，YAP在非洲和非洲之外人群之间基因频率有明显差异，说明YAP+并非固有，很有可能是一次性插入造成稳定多态因子，仅有数万年历史［18］。

3.2.1 YAP+频率与群体地域分布关系 新疆的喀什、和田、库车、且木、哈密、吐鲁番、伊梨和尉犁县的维吾尔族群体的平均YAP+频率为0%，与报道的我国新疆维吾尔族群体的平均YAP+频率为0%一致［17］，明显低于我国藏族36.7% (云南)，土族23.8%(青海)，普米族11.3%(云南兰坪)，白族 6.7% (云南大理)，彝族18.4%(云南宁藏)，南方汉族8.7%与报道的我国新疆柯尔克孜族 (新疆)［8，17］，哈萨克族 (新疆)的YAP频率为0%一致的［17］，综观这些民族群体的YAP+频率与采集地点关系，YAP+频率与群体地域分布有密切的关系，对新疆不同地域维吾尔族群体来说没有区域性差异。

3.2.2 YAP+频率与群体的语言学分类关系 从分子遗传学角度探讨民族群体的谱系关系，在复杂的人类群体面前有时会显得头绪纷繁。而语言学研究经过多年的积累，从语言学角度对民族群体进行的系统分类，可为分子遗传学研究提供客观的依据。从YAP+频率我们可以看出属于阿尔泰语系突厥语族的柯尔克孜族 (新疆)，哈萨克族 (新疆)［17］和本研究的新疆维吾尔族群体的YAP+频率为0%，属于阿尔泰语系突厥语族的这些民族是我国YAP+频率最低的民族。

3.2.3 YAP+频率与群体渊源 从两汉代到明代的1 500年间，丝绸之路一直承担着内地与西域，中国与欧亚许多国家紧密联系的任务。中国与中亚欧洲之间的贸易往来主要由中国西北和中亚地区的游牧民族担任中介。本研究中的新疆8各地域维吾尔族群体的祖先是曾在丝绸之路上生活的游牧民族，从新疆维吾尔族群体的YAP+频率来看，我们推测:维吾尔族群体是不携带YAP+元件的民族间的基因交流应该是较多的，所以尽管YAP+来源于中亚，但新疆8个地域维吾尔族群体的YAP+频率却均为0。

探讨民族的起源问题，必须综合考虑历史学、语言学、考古学和遗传学等学科的证据。本研究对Y染色体的遗传学观察与历史记载和语言学分类有很好的一致性，但要获得关于民族起源的切确答案，还需要不同学科的工作者共同探讨。本研究为探讨这一问题提供了父系遗传方面的遗传学证据。

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