河南汉族人群DYS713和DYS720基因位点遗传多态性检测

张俊杰,宋丽君,刘建新,陈 辉,李晓文#

1)郑州大学基础医学院细胞生物学与医学遗传学教研室郑州 450001 2)深圳建安医药有限公司深圳 518027 #通讯作者,女,1955年8月生,教授,研究方向:遗传病的分子机制与基因诊断,E-mail:lixiaowen@zzu.edu.cn

Y染色体短串联重复序列(Y-short tandem repeat,Y-STR)呈精确的父系单倍体连锁遗传,具有多态性信息含量高、扩增片段小、检测灵敏度高、分型简便及宜于推广应用等特点,在进行父系亲权鉴定等特殊案例中具有常染色体 STR无法比拟的优点。目前 Y-STR的研究[1-4]热点集中于单倍型多样性,寻求新的高多态性Y-STR基因位点构建单倍型是提高单倍型多样性的关键。此外,由于Y-STR基因位点具有明显的民族和地域差异,因此任何新位点在构建单倍型进行实际应用前都应首先研究其在该群体或种族中的基因多样性[5]。作者调查了DYS713和DYS720基因位点在河南汉族群体中的遗传学数据,以期为单倍型的构建提供高多态性的Y-STR基因位点,为法医物证学鉴定提供参考数据。

1 对象与方法

1.1 对象 选择 203名河南汉族无亲缘关系体检健康的男性个体,抽取外周静脉血液2mL,EDTA抗凝。所有研究对象对该研究均知情同意。

1.2 DYS713和DYS720基因位点的PCR鉴别常规苯酚-氯仿抽提法提取外周血基因组 DNA。2个Y-STR基因位点的引物序列均来源于STRBase (http://www.cstl.nist.gov/div831/strbase),由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。DYS713上游引物序列5'-GTGCAAGCCAAGGGCTTTATAAGT-3',下游引物序列5'-CCTGGGTGACAGACTC CATCTTAAA-3';DYS720上游引物序列 5'-AGAGAGAGAGGGAGAGAGAACG-3',下游引物序列5'-TCTGGTGTG TGAAGGACAGC-3'。PCR反应体系:Mix 10μL,DNA 1.7μL,引物终浓度1μmol/ L,ddH2O补充至 20μL。扩增条件:96℃预变性2 min;94℃变性1 min,60℃退火1 min,70℃延伸1.5min,10个循环;90℃1min,60℃1 min,70℃1.5min,20个循环;60℃延伸30min后4℃保存。取10μL扩增产物,在80 g/L变性聚丙烯酰胺凝胶上电泳,银染显带。

1.3 等位基因分型标准品的制备及结果判定[6-7]

自制等位基因分型标准品并经 DNA测序确定其碱基序列,按国际法医遗传学学会DNA委员会(ISFG DAN Commission)推荐的命名原则进行命名。根据分型标准品梯阶对照命名待检等位基因。等位基因频率(P)采用直接计数法:Pi=n/N;基因多样性(gene diversity,GD)=n(1-∑Pi2)/(n-1);个体识别力(discriminating power,DP)=1-∑Pi2;其中, n为等位基因个数,N为样本数。

1.4 统计学处理 采用SPSS 10.0进行分析,应用χ2检验比较河南、河北男性人群中 2个基因位点的差异,检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 DYS713和DYS720基因位点检测结果 见表1。DYS713基因位点扩增条带312～340 bp,共检出 8个等位基因,根据其核心重复单位的拷贝次数的不同分别命名为等位基因 28～35(图 1); DYS720基因位点扩增条带219～255 bp,共检出 10个等位基因,分别命名为等位基因 27～36(图 2)。

表1 DYS713和DYS720基因位点多态性检测结果(n=203)

2.2 河南、河北[5]人群DYS713和DYS720位点的比对分析 见表2。

表2 河南、河北人群DYS713、DYS720位点的比较

3 讨论

Y-STR由2～6个核苷酸组成的核心单元不断重复排列构成,多态性信息含量高。目前常染色体STR在法医学和遗传学等亲权鉴定中广泛应用,但在父系男性成员间进行亲权鉴定及主要为女性成分的混合斑鉴定等特殊案例中,Y-STR是常染色体STR检测的重要辅助参考。另外,Y-STR基因位点无杂合态,可以用于男性混合样本或男女混合样本遗传标记的区分[3,8-9]。20世纪初期,各实验室大多采用MHL进行单基因座扩增实验研究,为进一步提高Y-STR在实际工作中的鉴别能力,各实验室对其进行扩展,加入其他新的高多态性Y-STR基因位点,并构建不同的复合扩增体系进行单倍型多态性研究。虽然增加Y-STR基因位点的检测数目可提高其单倍型多态性,但在实际应用中,并非检测的基因位点数目越多,单倍型多样性和个体识别能力就越高,单倍型多样性的高低与构成单倍型的各个基因位点的基因多态性密切相关。因此,选择多态性高的基因位点构建单倍型,是增加单倍型多样性和提高其应用价值的关键[10-15]。

作者的实验结果显示,DYS713和DYS720基因位点的基因多样性分别为 0.729 8和 0.777 8,且这2个基因位点的扩增片段小(200～350 bp),等位基因数目相对较多,分别为 8和 10个,扩增条带清晰且易于区分,检出灵敏度高,具有高度的种属特异性和较低的突变率。因此,DYS713和DYS720基因位点在河南地区个体识别和亲权鉴定等检测实验当中均具有较高的应用价值。由目前可查阅的文献可知,这 2个基因位点在国内外的研究应用极少,可用来对比参考的数据也很少,因此,这 2个基因位点的民族及地域性差异还有待进一步深入研究。

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