Y-STR遗传标记在大家系中的突变

彭珊，刘超，王瑛，李越，张楚楚，洪丽，欧雪玲，孙宏钰

（1.中山大学中山医学院法医学系，广东广州 510080；2.广东省法医遗传学重点实验室，广东广州 510030；3.广州市刑事科学技术研究所，广东广州 510030）

Y-STR遗传标记在大家系中的突变

彭珊1，刘超2，3，王瑛1，李越2，3，张楚楚1，洪丽1，欧雪玲1，孙宏钰1

（1.中山大学中山医学院法医学系，广东广州 510080；2.广东省法医遗传学重点实验室，广东广州 510030；3.广州市刑事科学技术研究所，广东广州 510030）

目的调查大家系中Y-STR基因座在减数分裂等位基因传递过程中的突变现象。方法收集一个林姓父系家系的163个男性个体口腔拭子样本，采用AGCU Y24荧光检测试剂盒（AGCU Y24体系）进行22个Y-STR遗传标记分型。AGCU Y24体系包含YfilerTM复合扩增试剂盒（Yfiler体系）的全部16个YSTR遗传标记。比较该家系内男性个体两两之间的Y-STR分型差异。结果该林姓家系163个男性个体在Yfiler和AGCU Y24体系分别获得20和30种单倍型，男性个体两两之间单倍型差异率分别为0.9105和0.9227，平均遗传标记差异数目分别为6.5821个和9.8248个。男性个体两两之间的单倍型差异率随着减数分裂次数增多而增加。结论Y-STR突变会使同一父系男性个体的Y-STR基因分型产生差异，随着减数分裂次数增多差异增加。

法医遗传学；突变；遗传标记；Y-STR；家系

Y-STR为男性所特有，以单倍型遗传模式从父亲传递给儿子，因此又被称为“姓氏基因”。这一特点使得Y-STR在法医学个体识别和亲权鉴定中有特殊的应用价值，在人类学研究中也有重要的作用[1-2]。本研究对一大家系中男性样本进行Y-STR分型，观察Y-STR遗传标记的突变现象。

1 材料与方法

1.1 样本采集

林姓父系家系的163个男性个体（含137对父子对）的口腔拭子样本采集自广西壮族自治区岑溪市糯垌镇昙海大队林籍公第11～16世系的20个3～4代分支家系，其共同最近祖先[3]为林籍公第2世系。

1.2 常染色体STR分型

采用GoldeneyeTM20A试剂盒（北京基点认知技术有限公司）的常染色体STR分型进行亲子关系确认。按试剂盒说明书进行PCR复合扩增，扩增产物通过3500XL遗传分析仪（美国AB公司）进行分离，用GeneMapper ID-X进行基因分型。

1.3 Y-STR分型

采用AGCU Y24荧光检测试剂盒（无锡中德美联生物技术有限公司，简称AGCU Y24体系）进行22个Y-STR遗传标记的分型。该体系包括AmpFLSTR® YfilerTM复合扩增试剂盒（美国AB公司，简称Yfiler体系）的全部16个Y-STR遗传标记（DYS391、DYS389Ⅰ、DYS439、DYS389Ⅱ、DYS438、DYS456、DYS458、DYS437、DYS635、DYS448、Y_GATA_H4、DYS19、DYS392、DYS393、DYS390和DYS385a/b），并新增DYS449、DYS527a/b、DYS447、DYS522、DYS388和DYS444共6个标记，其中DYS527a/b和DYS385a/b为多拷贝基因座，分别视为一个遗传标记。按照试剂盒说明书进行PCR复合扩增，扩增产物通过3500XL遗传分析仪进行分离，用GeneMapper ID-X进行基因分型。

1.4 统计分析

分析该林姓家系的Y-STR单倍型差异，计算并比较Yfiler体系和AGCU Y24体系在163个男性个体两两之间的单倍型差异率（the rate referred to haplotype differences，RRHD）和平均遗传标记差异数目（the average number of marker differences，ANMD）[4]。

2 结果

2.1 突变情况

经常染色体STR分型结果确认了137对父子关系，在CSF1PO、D8S1179、Penta D和TH01基因座共检出4个常染色体STR突变事件，平均突变率为1.536 7×10-3。检出15个Y-STR突变事件，其中DYS439、DYS449、DYS437、DYS392、DYS385a/b各发生1例，DYS389Ⅱ、DYS458和DYS444各2例，DYS527a/b 4例，平均突变率为4.9768×10-3。未检见常染色体STR与Y-STR同时突变的父子对。

2.2 各分支家系单倍型差异情况

该林姓家系163个男性个体在AGCU Y24体系中共检出30种Y-STR单倍型，在Yfiler体系中共检出20种Y-STR单倍型。以各分支家系中占多数的单倍型作为其代表单倍型（表1），结果显示，第2、4、5和13家系的单倍型相同，第8和18家系的单倍型相同，第9、10、20家系的单倍型相同。全部个体的DYS391基因座分型全相同，其余基因座检出连续的等位基因，例如DYS439在163个男性个体中分型为等位基因12或13，DYS389Ⅱ分型为等位基因28、29 或30。

表1 20个分支家系的单倍型比较

2.3 两个Y-STR分型体系的单倍型差异比较

163名男性个体两两之间减数分裂次数为1～28次，各减数分裂次数的样本对数目为24～2080个，共计13203个样本对。

由表2可见，Yfiler体系在各减数分裂次数样本对间的RRHD为0.058 4～1.000 0，平均RRHD为0.910 5；AGCU Y24体系RRHD为0.109 5～1.000 0，平均RRHD 0.9227。Yfiler体系在各减数分裂次数样本对间的ANMD为0.0584～9.8333个，总体ANMD为6.5821个，最大差异为13个；AGCU Y24体系在各减数分裂次数样本对间的ANMD为0.1095～14.8333个，总体ANMD为9.8248个，最大差异为19个。两个检测体系在不同减数分裂次数中的RRHD差异具有统计学意义（t=3.4380，P〈0.05）。

表2 两个Y-STR分型体系的单倍型差异比较

3 讨论

3.1 Y-STR遗传标记的突变

本研究大家系的137对父子分别检出15个YSTR突变事件和4个常染色体STR突变事件，均为一步突变。20个分支家系中的差异Y-STR多表现为连续等位基因，显示符合逐步突变模式[5]。实际应用中，Y-STR的突变会对父系亲缘关系鉴定造成干扰，当出现1～3个差异遗传标记时，应当结合常染色体STR分型结果进行分析，不应轻易下排除同一父系的结论。

3.2 不同减数分裂次数的Y-STR单倍型差异

本研究比较了包含16个Y-STR遗传标记的Yfiler体系和包含22个Y-STR遗传标记的AGCU Y24体系在该林姓家系163个男性个体的分型，两个体系分别获得20和30种单倍型，平均RRHD分别为0.910 5和0.922 7，平均ANMD分别为6.582 1和9.8248个，均提示AGCU Y24体系较Yfiler体系具有更高的多态性和识别力。家系内男性个体两两之间的RRHD随着减数分裂次数增多而增大。

一次减数分裂的样本对（即父子间）采用两个体系分型的RRHD分别为0.0584和0.1095；二次减数分裂的样本对（兄弟或祖孙间）RRHD分别为0.1033和0.2065；三次减数分裂的样本对（叔侄或曾祖孙间）RRHD分别为0.1608和0.2563，四代减数分裂的样本对（第一代堂兄弟等）RRHD为0.1987和0.3046。在8～10次减数分裂后，两个体系在样本对间均获得100%的差异率。因此，Y-STR突变为区分同一父系男性个体提供了可能性[6-7]，AGCU Y24体系较Yfiler体系具有更高的同一父系男性个体识别能力。

本研究结果也提示在实际工作中，可以先选用Yfiler体系进行家系排查，缩小检测范围，再用AGCU Y24等体系对家系内的男性个体进行进一步鉴别。

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Mutations in a Large Pedigree with Y-STR Genetic Markers

PENG Shan1,LIU Chao2,3,WANG Ying1,LI Yue2,3,ZHANG Chu-chu1,HONG Li1,OU Xue-ling1,SUN Hong-yu1
（1.Department of Forensic Medicine,Zhongshan School of Medicine,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510080,China;2.Guangdong Provincial Key Laboratory of Forensic Genetics,Guangzhou 510030,China; 3.Guangzhou Institute of Criminal Science and Technology,Guangzhou 510030,China）

Objective To explore the mutation of Y-STR loci in meiotic allelic transmission in a large pedigree.Methods The oral swabs of 163 male individuals were collected from a Lin pedigree.Twentytwo Y-STR genetic markers were typed with AGCU Y24 fluorescent detection kit（AGCU Y24 system）,which also contained 16 Y-STR markers included in YfilerTMmultiple amplification kit（Yfiler system）.The genotyping results of Y-STR loci were compared between each two males in the pedigree. Results There were 20 and 30 kinds of haplotypes obtained with Yfiler and AGCU Y24 systems in 163 male individuals from the Lin pedigree,respectively.The rates referred to haplotype differences（RRHD）of these two typing systems between male pairs were 0.910 5 and 0.922 7,respectively.The average number of marker differences were 6.5821 and 9.8248,respectively.The RRHD increased along with the incidents of meiosis.Conclusion Y-STR mutation leads to different Y-STR haplotypes among the male members in a paternal pedigree and the rate of difference increases along with the incidents of meiosis. Key words：forensic genetics;mutation;genetic markers;Y-STR;pedigree

DF795.2

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2015.02.008

1004-5619（2015）02-0109-03

2015-02-11）

（本文编辑：李成涛）

国家自然科学基金面上项目（81273347）；广东省科技计划项目（2013B021500010）

彭珊（1989—），女，湖南娄底人，硕士研究生，主要从事法医物证学研究；E-mail：pengshan2007＠163.com

孙宏钰，女，博士，教授，主要从事法医物证学研究；E-mail：sunhongyu2002＠163.com