24个Y-STR基因座等位基因频率的群体差异分析

朱如心，刘俊宏，赵　琪，林　源，李　莉（.司法部司法鉴定科学技术研究所 上海市法医学重点实验室 上海市司法鉴定专业技术服务平台，上海00063；.上海市恒平司法鉴定中心，上海 00070）



·技术与应用·

24个Y-STR基因座等位基因频率的群体差异分析

朱如心1，刘俊宏2，赵琪1，林源1，李莉1
（1.司法部司法鉴定科学技术研究所 上海市法医学重点实验室 上海市司法鉴定专业技术服务平台，上海200063；2.上海市恒平司法鉴定中心，上海 200070）

摘要：目的 调查华东地区汉族无关个体24个Y-STR基因座的群体遗传学多态性，比较华东汉族和广东汉族人群间的群体差异性。方法 应用GFS 24Y STR荧光检测试剂盒，对华东地区268名汉族无关个体24个Y-STR基因座进行群体遗传学分析。比较华东汉族和广东汉族人群的等位基因频率，进行群体差异分析。结果 华东地区268名汉族无关个体24个Y-STR基因座共检出235个等位基因，267种单倍型，GD值范围为0.5649～0.9668。华东汉族和广东汉族人群在DYS622、DYS552、DYS443等12个基因座的等位基因间的差异有统计学意义。结论 GFS 24Y STR荧光检测试剂盒中的Y-STR基因座具有良好的遗传多态性，可应用于父系亲缘关系鉴定。

关键词：法医遗传学；多态现象，遗传；Y染色体；短串联重复序列；等位基因

人类Y染色体为性染色体，正常男性拥有而女性没有。Y染色体属近端着丝粒染色体，由长臂Yq和微小的短臂Yp组成，DNA长度约60Mb。Y-STR基因座是位于男性Y染色体上的人类多态性STR基因座，具有父系遗传特征，只能由父亲传递给儿子。因此，Y-STR基因座检验通常用来进行男性的父系鉴定、家族和谱系鉴定，可用于家族起源、人类进化、迁徙等群体遗传学研究［1］。

本研究应用GFS 24Y STR荧光检测试剂盒（无锡中德美联生物技术有限公司）对华东地区268名汉族无关个体进行基因型分型，调查其24个Y-STR基因座（DYS531、DYS630、DYS622、DYS552、DYS510、DYS449、DYS459a/b、DYS446、DYS443、DYS635、DYS587、DYS527a/b、DYS460、Y-GATA-A10、DYS520、DYS557、DYS522、DYS481、DYS570、DYS385a/b以及DYS444）的群体遗传学数据，并与广东汉族人群的等

1　材料与方法

1.1样本

268名华东地区汉族无关男性个体的血卡来源于实验室的日常检案积累。

1.2DNA提取、扩增与电泳分析

268名华东地区汉族无关男性个体的血卡采用Chelex-100法提取基因组DNA。在9700型PCR扩增仪（美国Thermo Fisher Scientific公司）上进行复合扩增。PCR反应体系的体积为10μL，其中含反应缓冲液4.0μL，引物混合液2.0μL，热启动C-Taq酶0.4μL，基因组DNA 0.5～2 ng。PCR循环参数：95℃ 2 min；94℃ 1min，62℃ 1min，72℃ 1min，10个循环；90℃1min，59℃ 1min，72℃ 1min，20个循环；60℃ 60min；4℃保温。PCR产物在 3130xl遗传分析仪（美国Thermo Fisher Scientific公司）上进行毛细管电泳。取1μL产物与0.5μL AGCU Marker SIZ-500（无锡中德美联生物技术有限公司）和9.5μL去离子甲酰胺（Thermo Fisher Scientific公司）混合，95℃变性3min，冰浴3min后进行电泳检测。采用Genemapper ID v3.2软件（美国Thermo Fisher Scientific公司）进行分型。

24个Y-STR基因座等位基因特征见表1［2］。

表1　24个Y-STR基因座的等位基因信息

1.3统计学分析

采用直接计数法计算Y染色体上24个基因座的等位基因频率、基因多样性（gene diversity，GD）和单倍型多样性（haplotype diversity，HD）。GD和HD分别采用Nei［3］的计算公式：GD=［n（1-∑fi2）］/（n-1），HD= ［n（1-∑Pi2）］/（n-1），其中n为样本数，fi为第i个等位基因的频率，Pi为第i个单倍型的频率。单倍型识别率（discrimination capacity，DC）采用计算公式DC= h/n［4］，其中n为样本数，h为检测到的各单倍型数量。

1.4群体遗传学比较分析

采用Arlequin v3.5.2.2软件分析华东汉族和广东汉族人群［5］中24个Y-STR等位基因的分布差异。分析参数：No.of steps in Markov chain为100000，No. of dememorization steps为10000。检验水准α=0.05。

2　结果

2.1等位基因频率分布

24个Y-STR基因座共检测出235个等位基因，各等位基因的分布频率见表2。其中，DYS460检出的等位基因数最少，多拷贝基因座DYS385a/b检出的单倍型最多。另外，DYS531、DYS622、DYS510等基因座均检出了ladder以外的等位基因。

表2　华东地区汉族24个Y-STR基因座的等位基因分布频率　（n=268）

续表2

2.2基因多态性和单倍型多态性数据

24个Y-STR基因座的GD值见表3，其范围为0.5649～0.9668，共检出267种单倍型。只有两个无关个体的单倍型相同，其单倍型频率为0.0075，其余单倍型频率均为0.0037。根据各单倍型频率，得到该试剂盒的HD值为0.99991615，DC值为0.99626866。

2.3群体差异分析

24个Y-STR基因座在华东汉族和广东汉族［5］的等位基因分布差异（P值）见表3。其中，12个基因座（DYS622、DYS552、DYS443、DYS527a/b、Y-GATA-A10、DYS520、DYS557、DYS481、DYS385a/b、DYS444）的P值小于0.05。

表3　华东地区汉族24个Y-STR基因座的GD值及其与广东汉族的等位基因分布差异（P值）（n=268）

3　讨论

华东地区268名汉族无关个体采用GFS 24Y STR荧光检测试剂盒进行检测。该试剂盒包含24个Y-STR基因座，其中DYS459a/b、DYS527a/b、DYS385a/b为多拷贝STR基因座。该试剂盒与最常用的AmpFeSTR® YfilerTM扩增试剂盒（美国Thermo Fisher Scientific公司）重复的基因座仅为DYS635和DYS385a/b，因此在Y染色体STR基因座补充方面具有充分的优势。

24个Y-STR基因座的GD值均大于0.5000，在华东汉族人群中均为高度多态性遗传标记。其中多拷贝基因座DYS527a/b和DYS385a/b的GD值均高于0.9388，所检出的单倍型多于33个，能提供更丰富的遗传学信息，具有更高的法医学应用价值。另外，通过计算，证实该试剂盒的HD值为0.999 916 15，DC值为0.99626866，可以满足法医学的应用要求。

通过比较华东汉族和广东汉族人群的等位基因频率，发现DYS622、DYS552、DYS443、DYS527a/b、Y-GATA-A10、DYS520、DYS557、DYS481、DYS385a/b、DYS444这12个基因座的等位基因分布差异具有统计学意义。因此，调查比较不同地区同一个民族的群体遗传学数据也具有深远的意义。

GFS 24Y STR荧光检测试剂盒中的Y-STR基因座具有良好的遗传多态性，在父系亲缘关系鉴定中具有实用价值。

参考文献：

［1］Butler J.Advanced topics in forensic DNA typing：Methodology［M］.Waltham：Academic Press，2011.

［2］Hanson EK，Ballantyne J.An ultra-high discrimination Y chromosome short tandem repeat multiplex DNA typing system［J］.Plos One，2007，2（8）：e688.

［3］Nei M.Molecular evolutionary genetics［M］.New York：Columbia University Press，1987.

［4］Tajima F.Statistical method for testing the neutral mutation hypothesis by DNA polymorphism［J］.Genetics，1989，123（3）：585-595.

［5］孙凯臻，彭珊，刘超，等.广东汉族群体24个Y-STR基因座的多态性及突变率［J］.中国法医学杂志，2014，29（6）：514-518.

（本文编辑：柳燕）

中图分类号：DF795.2

文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1004-5619.2016.03.007

文章编号：1004-5619（2016）03-0189-04

基金项目：上海市法医学重点实验室资助项目（14DZ2270800）；上海市司法鉴定专业技术服务平台资助项目（16DZ2290900）

作者简介：朱如心（1988—），女，主要从事法医物证学研究；E-mail：herbaria1121@163.com

通信作者：林源，男，主任法医师，主要从事法医物证学研究工作；E-mail：liny@ssfjd.cn 李莉，女，研究员，主要从事法医生物学研究；E-mail：anneinchina@163.com位基因频率进行比较，分析不同地区汉族人群之间是否存在遗传差异。

收稿日期：（2016-03-15）

Population Difference Analysis of Allele Frequencies of 24 Y-STR Loci

ZHU Ru-xin1，LIU Jun-hong2，ZHAO Qi1，LIN Yuan1，LI Li1
（1.Shanghai Key Laboratory of Forensic Medicine，Shanghai Forensic Service Platform，Institute of Forensic Science，Ministry of Justice，P.R.China，Shanghai 200063，China；2.Shanghai Hengping Forensic Science Center，Shanghai 200070，China）

Abstract：Objective To investigate the population genetic polymorphisms of 24 Y-STR loci in unrelated individuals in Eastern Chinese Han population，and to compare the difference of Han group between Eastern China and Guangdong.Methods The population genetics of 24 Y-STR loci in 268 unrelated Han individuals from Eastern China were analyzed by GFS 24 Y-STR amplification kit.The allele frequencies in Eastern Chinese Han population were compared with the data in Guangdong Han population，and the difference analysis between two groups was performed.Results Among the 24 Y-STR loci of 268 unrelated Han individuals from Eastern China，235 alleles and 267 haplotypes were observed.GD value ranged from 0.5649 to 0.9668.The difference between 12 loci（DYS622，DYS552，DYS443 et al.）of Han population in Eastern China and in Guangdong was statistically significance.Conclusion GFS 24Y STR amplification system shows favorable polymorphisms，which can be used in patrilineal genetic relationship identification.

Key words：forensic genetics；polymorphism，genetic；Y Chromosome；short tandem repeat sequences；allele frequencies