福建畲族X染色体12个STR基因座的群体遗传学研究

林 敏 刘琼珊 黄以兰 车 敏 李长祺 刘彦斌 李 腾 杨 帆

1.福建省人口和计划生育科研所(福州，350011);2.福建省福安市计划生育服务站;3.中国医科大学

短串联重复序列(STR)是由2～6个碱基对作为核心单位串联重复形成的一类DNA序列，由核心重复单位数目的变化构成STR基因座的遗传多态性，由于具有基因座多、片段短、多态信息含量高等特点，已广泛应用于亲子鉴定和个体识别，以及人类起源、进化和迁徙等研究中。X染色体的STR基因座分布于真核细胞基因组中，具有高度稳定且有较高的遗传多态性。长期以来，对于常染色体和Y染色体上STR的研究较多，而对X染色体STR基因座的研究较少。由于X染色体遗传方式的特殊性(即对女性而言符合常染色体遗传规律，对男性后代而言表现为父传女的独特规律)，近年来人们已经认识到XSTR基因座在法医学领域的重要性，可以解决一些特殊的亲权鉴定案件，如缺少双亲的姐妹认亲案件及涉及父女关系的单亲鉴定。为了获得更多的X－STR基因座的群体资料，本课题组对福建畲族人群X染色体上的12个STR基因座的多态性进行调查，旨在阐明12个STR基因座在福建畲族人群中的遗传多态性，为进一步研究中华民族的STR遗传结构及相关性研究奠定基础，并评估这12个STR基因座作为遗传标记的效能。

1 对象和方法

1.1 对象

根据知情选择原则，采集福建地区畲族无关个体EDTA抗凝血102份，其中女性51例，男性51例。

1.2 方法

1.2.1 DNA提取 应用Clelex－100提取外周血细胞DNA，置－20℃冻存备用［1］。

1.2.2 主要试剂及仪器 12对荧光标记引物、等位基因标准品、分子量内标、Muliti－Taq2 DNA Polymerase等购自德国Qiagen公司，Clelex－100购自Sigma公司，PE9700 PCR扩增仪、310遗传分析仪均为美国应用生物公司产品。

1.2.3 复合基因扩增 复合扩增12个STR基因座(DXS7132、 DXS7423、 DXS8378、 DXS10074 、DXS10079、 DXS10101、 DXS10103、 DXS10134、DXS10135、DXS10146、DXS10148、HPRTB)及一个性别基因位点Amelogenin，PCR反应体系为12.5μl，其中混合物2.5μl，引物1.25μl，Muliti－Taq2 酶0.3μl，Nuclease－free water 7.85μl，模板 DNA 0.6μl。PCR反应在PE9700扩增仪上进行，热循环参数如下:94℃变性 4min，96℃ 30s，63℃120s，72℃75s，5 个循环，94℃30s，60℃120s，72℃75s，25 个循环，68℃延伸60min，10℃保温。

1.2.4 扩增产物的电泳 扩增产物1μl加入去离子甲酰胺15μl和 BTO 600 内标 0.3μl混匀，94℃变性4min，立即冰浴。通过遗传分析仪进行毛细管电泳，用收集软件(Collection)收集电泳信息，GeneMapperⓇID v3.2软件进行毛细管电泳分离和基因分型。

1.2.5 统计学处理 用χ2检验判断各STR基因座的基因型分布(仅用女性数据)是否符合Hardy－Weinberg平衡定律，计算观察杂合度(H)、个体识别率(DP)及多态信息含量(PIC)［2］。畲族男女群体间以及与其他不同民族间相应基因座等位基因型频率比较采用χ2检验。

2 结果

2.1 12个STR基因座等位基因的频率分布

在102个畲族样本中，12个STR基因座共检出122个等位基因，其频率分布在0.007～0.575之间(表1)，对其观察值和期望值进行χ2检验，结果表明各位点的女性基因型频率均符合Hardy－Weinberg平衡定律，12个位点的基因型频率分布性别差异无统计学意义(P＞0.05)，可以合并男女的数据进行总群体等位基因频率的统计。

等位基因频率等位基因频率16.0 0.059 0.098 0.085 31 0.020 0.029 0.026 18.0－0.010 0.007 32 0.020－0.007 DXSl0074 14.0 0.020 0.020 0.020 35 0.020 0.010 0.013 15.0 0.039 0.118 0.092 36 0.010 0.007 16.0 0.216 0.147 0.170 DXS10146 23 0.010 0.007 17.0 0.275 0.294 0.288 25 0.020 0.069 0.052 18.0 0.392 0.233 0.288 26 0.137 0.128 0.131 19.0 0.020 0.128 0.092 27 0.137 0.157 0.150 20.0 0.020 0.049 0.039 28 0.294 0.196 0.229 21.0 0.020 0.010 0.013 29 0.157 0.157 0.157 DXSl0079 16.0 0.020 0.020 0.020 30 0.196 0.088 0.124 17.0 0.078 0.039 0.052 31 0.039 0.088 0.071 18.0 0.157 0.147 0.150 32－0.029 0.020 19.0 0.294 0.245 0.261 33－0.010 0.007 20.0 0.196 0.206 0.203 34 0.020 0.010 0.013 21.0 0.157〛0.167 0.163 35－0.010 0.007 22.0 0.059 0.157 0.124 39.2－0.010 0.007 23.0 0.039 0.020 0.026 42.2－0.010 0.007 DXSIOl34 32.0－0.029 0.020 43.2－0.029 0.020 32.1 0.020 0.020 0.020 DXSl0148 18 0.177 0.137 0.150 33.0 0.020 0.049 0.039 19 0.020 0.010 0.013 33.1 0.039 0.020 0.026 19.1 0.020－0.007 34.0 0.078 0.078 0.078 20 0.039－0.013 35.0 0.177 0.196 0.190 21 0.039 0.020 0.026 36.0 0.235 0.137 0.17 21.2 0.039－0.013 37.0 0.216 0.177 0.190 22.1 0.020 0.049 0.039 38.0 0.1765 0.157 0.163 23.1 0.118 0.088 0.098 38.2－0.010 0.007 24.1 0.157 0.137 0.144 38.3－0.020 0.013 25.1 0.137 0.098 0.111 39.0 0.020 0.078 0.059 26.1 0.078 0.137 0.118 39.3－0.020 0.013 27.1 0.078 0.168 0.137 40.0 0.020 0.010 0.013 28.1 0.039 0.059 0.052 DXSIOl01 27 0.020 0.029 0.026 29.1 0.020 0.059 0.046 27.2 0.020 0.010 0.013 30.1－0.020 0.013 28.0 0.020 0.020 0.020 31.1 0.020 0.010 0.013 29.0 0.020 0.039 0.033 33.0－0.010 0.007

2.2 群体遗传学指标

根据实验所得各基因座等位基因和基因型频率，按文献方法计算各基因座遗传统计学指标(表2)。

表2 福建畲族人群12个X－STR基因座法医学参数

3 讨论

我国是个多民族国家，各个民族由于地理、宗教、风俗等的不同，使其彼此隔离，并聚集在相对稳定的区域里，因此可能会存在群体间的遗传差异。畲族是我国古老的少数民族，散居在福建、浙江、江西、广东、安徽省境内，90%以上居住在福建省、浙江省山区。由于STR基因座的基因型在不同种族、不同人群和不同地区中分布会有所不同，甚至差异显著，因此将STR基因座应用于法医学亲权鉴定和人类进化研究时，应对该群体进行多态性调查，获得等位频率分布数据，作为该地区的群体的代表。

女性个体含有两条 X染色体，男性个体只有一条X染色体，因此X染色体特异遗传标记在遗传过程中具有伴性遗传的特征，表现为性连锁遗传，以单倍体形式遗传给子代，即母亲可将两条X染色体上的等位基因随机地遗传给她的子女，而父亲X染色体上的等位基因则只能遗传给女儿［3］。因此X染色体上的STR基因座具有独特的遗传方式，可以作为常染色体STR分型及线粒体DNA分型的重要补充，已逐渐为法医遗传工作者所重视。近年来关于少数民族群体X染色体上的STR基因座的研究已有报道:侯巧芳等［4，5］调查了达斡尔民族和鄂温克民族X染色体遗传多态性与亲缘的关系;冯雪等［6］研究了甘肃回族X染色体STR的遗传多态性;韩卫等［7］对湖南土家族群体X染色体10个STR基因座的遗传多态性及法医学应用价值进行评估;有研究调查了藏族、内蒙古达斡尔族、云南白族、傣族、彝族X染色体上STR基因座的遗传多态性［8～10］。对于畲族常染色体上STR基因座遗传多态性研究也有见报道:金静君等［11］研究了福建畲族人群15个常染色体STR基因座的遗传多态性;何吉等［12］对浙江畲族和汉族人群6个常染色体STR基因座遗传多态性进行了研究，结果表明:浙江畲族群体和汉族群体存在民族差异，但对于福建畲族X染色体STR基因座的多态性研究尚未见报道。因此，本研究可丰富我国人类学研究及遗传学分析的群体资料。笔者将福建畲族12个STR基因座中的 DXS7132、DXS7423、DXS8378和HPRTB基因座(其余8个基因座频率的少数民族群体遗传学数据还鲜有报道)的等位基因频率分别与已报道的藏族、内蒙古达斡尔族和鄂温克族、甘肃回族、湖南土家族、云南纳西族等民族相应的基因频率［4～10］进行比较，结果显示，除 HPRTB 基因座的等位基因频率与湖南土家族、云南纳西族和回族之间，DXS8378等位基因频率与内蒙古达斡尔族之间分布差异具有统计学意义(P＜0.05)外，其余分布频率差异无统计学意义(P＞0.05)。

对选取的X染色体上的12个STR基因座的遗传多态性进行分析:该12个STR基因座的等位基因分布符合Hardy－Weinberg平衡定律。表明该12个STR基因座均适合作为福建畲族人群的遗传学标志，该12个STR基因座杂合度在0.521～0.913之间，PIC除DX7423外均＞0.5。文献报道PIC＞0.5时，标记具有高度的可提供信息性，适合用于基因扫描、遗传连锁分析等研究［13］，因此本研究的12个STR基因座在福建畲族群体中具有高度多态性，可以在法医学个体识别和亲权鉴定案件，尤其是一些特殊亲权鉴定案件中作为候选STR基因座使用。

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

2 郑秀芬.法医DNA分析［M］.北京:中国人民公安大学出版社，2002:374－387.

3 任云星，梁景青.X染色体STR基因座的法医学研究进展［J］.遗传，2006，28(10):1316－1320.

4 侯巧芳，杨丽，桂宏胜，等.内蒙古鄂温克族群体X染色体九个短串联重复序列位点的遗传多态性及法医学应用价值评估［J］.中华医学遗传学杂志，2007，24(6):723－726.

5 侯巧芳，高放，桂宏胜，等.达斡尔民族X染色体遗传多态性与亲缘的关系［J］.第四军医大学学报，2007，28(11):1045－1048.

6 冯雪，徐平，托娅，等.宁夏回族人群X染色体10个短串联重复序列位点的遗传多态性调查［J］.中华医学遗传学杂志，2006，23(3):346－348.

7 韩卫，杨丽，桂宏胜，等.湖南土家族群体X染色体10个STR位点的遗传多态性及法医学应用价值评估［J］.遗传，2008，30(5):568－574.

8 陈腾，辛娜，朱俊艳，等.云南纳西族10个X－STR基因座遗传多态性研究［J］.遗传，2007，29(2):180－184.

9 魏曙光，杨丽，郑海波，等.云南白族、傣族、彝族X染色体STR基因座的遗传多态性及其与中国5个主要民族的遗传关系［J］.遗传，2009，31(2):153－159.

10 高雅，金天博，余兵，等.藏族X染色体10个STR位点的遗传多态性［J］.中华医学遗传学杂志，2006:23(1):97－99.

11 金静君，薛士杰，赖力，等.福建畲族人群15个短串联重复序列的遗传多态性及法医学应用［J］.福建医药杂志，2007，29(5):9－12.

12 何吉，许先国，傅启，等.浙江畲族和汉族人群六个短串联重复序列位点遗传多态性的研究［J］.中华医学遗传杂志，2003，20(3):250－252.

13 Nei M.Estimation of average heterozygosity and genetic dictance Form a small numberof individual.Genetic，1978，89(3):1583.