福建畬族X染色體12個STR基因座的群體遺傳學研究

林 敏 劉瓊珊 黃以蘭 車 敏 李長祺 劉彥斌 李 騰 楊 帆

1.福建省人口和計劃生育科研所(福州，350011);2.福建省福安市計劃生育服務(wù)站;3.中國醫(yī)科大學

短串聯(lián)重復(fù)序列(STR)是由2～6個堿基對作為核心單位串聯(lián)重復(fù)形成的一類DNA序列，由核心重復(fù)單位數(shù)目的變化構(gòu)成STR基因座的遺傳多態(tài)性，由于具有基因座多、片段短、多態(tài)信息含量高等特點，已廣泛應(yīng)用于親子鑒定和個體識別，以及人類起源、進化和遷徙等研究中。X染色體的STR基因座分布于真核細胞基因組中，具有高度穩(wěn)定且有較高的遺傳多態(tài)性。長期以來，對于常染色體和Y染色體上STR的研究較多，而對X染色體STR基因座的研究較少。由于X染色體遺傳方式的特殊性(即對女性而言符合常染色體遺傳規(guī)律，對男性后代而言表現(xiàn)為父傳女的獨特規(guī)律)，近年來人們已經(jīng)認識到XSTR基因座在法醫(yī)學領(lǐng)域的重要性，可以解決一些特殊的親權(quán)鑒定案件，如缺少雙親的姐妹認親案件及涉及父女關(guān)系的單親鑒定。為了獲得更多的X－STR基因座的群體資料，本課題組對福建畬族人群X染色體上的12個STR基因座的多態(tài)性進行調(diào)查，旨在闡明12個STR基因座在福建畬族人群中的遺傳多態(tài)性，為進一步研究中華民族的STR遺傳結(jié)構(gòu)及相關(guān)性研究奠定基礎(chǔ)，并評估這12個STR基因座作為遺傳標記的效能。

1 對象和方法

1.1 對象

根據(jù)知情選擇原則，采集福建地區(qū)畬族無關(guān)個體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 應(yīng)用Clelex－100提取外周血細胞DNA，置－20℃凍存?zhèn)溆茫?］。

1.2.2 主要試劑及儀器 12對熒光標記引物、等位基因標準品、分子量內(nèi)標、Muliti－Taq2 DNA Polymerase等購自德國Qiagen公司，Clelex－100購自Sigma公司，PE9700 PCR擴增儀、310遺傳分析儀均為美國應(yīng)用生物公司產(chǎn)品。

1.2.3 復(fù)合基因擴增 復(fù)合擴增12個STR基因座(DXS7132、 DXS7423、 DXS8378、 DXS10074 、DXS10079、 DXS10101、 DXS10103、 DXS10134、DXS10135、DXS10146、DXS10148、HPRTB)及一個性別基因位點Amelogenin，PCR反應(yīng)體系為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反應(yīng)在PE9700擴增儀上進行，熱循環(huán)參數(shù)如下:94℃變性 4min，96℃ 30s，63℃120s，72℃75s，5 個循環(huán)，94℃30s，60℃120s，72℃75s，25 個循環(huán)，68℃延伸60min，10℃保溫。

1.2.4 擴增產(chǎn)物的電泳 擴增產(chǎn)物1μl加入去離子甲酰胺15μl和 BTO 600 內(nèi)標 0.3μl混勻，94℃變性4min，立即冰浴。通過遺傳分析儀進行毛細管電泳，用收集軟件(Collection)收集電泳信息，GeneMapper?ID v3.2軟件進行毛細管電泳分離和基因分型。

1.2.5 統(tǒng)計學處理 用χ2檢驗判斷各STR基因座的基因型分布(僅用女性數(shù)據(jù))是否符合Hardy－Weinberg平衡定律，計算觀察雜合度(H)、個體識別率(DP)及多態(tài)信息含量(PIC)［2］。畬族男女群體間以及與其他不同民族間相應(yīng)基因座等位基因型頻率比較采用χ2檢驗。

2 結(jié)果

2.1 12個STR基因座等位基因的頻率分布

在102個畬族樣本中，12個STR基因座共檢出122個等位基因，其頻率分布在0.007～0.575之間(表1)，對其觀察值和期望值進行χ2檢驗，結(jié)果表明各位點的女性基因型頻率均符合Hardy－Weinberg平衡定律，12個位點的基因型頻率分布性別差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，可以合并男女的數(shù)據(jù)進行總?cè)后w等位基因頻率的統(tǒng)計。

等位基因頻率等位基因頻率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 群體遺傳學指標

根據(jù)實驗所得各基因座等位基因和基因型頻率，按文獻方法計算各基因座遺傳統(tǒng)計學指標(表2)。

表2 福建畬族人群12個X－STR基因座法醫(yī)學參數(shù)

3 討論

我國是個多民族國家，各個民族由于地理、宗教、風俗等的不同，使其彼此隔離，并聚集在相對穩(wěn)定的區(qū)域里，因此可能會存在群體間的遺傳差異。畬族是我國古老的少數(shù)民族，散居在福建、浙江、江西、廣東、安徽省境內(nèi)，90%以上居住在福建省、浙江省山區(qū)。由于STR基因座的基因型在不同種族、不同人群和不同地區(qū)中分布會有所不同，甚至差異顯著，因此將STR基因座應(yīng)用于法醫(yī)學親權(quán)鑒定和人類進化研究時，應(yīng)對該群體進行多態(tài)性調(diào)查，獲得等位頻率分布數(shù)據(jù)，作為該地區(qū)的群體的代表。

女性個體含有兩條 X染色體，男性個體只有一條X染色體，因此X染色體特異遺傳標記在遺傳過程中具有伴性遺傳的特征，表現(xiàn)為性連鎖遺傳，以單倍體形式遺傳給子代，即母親可將兩條X染色體上的等位基因隨機地遺傳給她的子女，而父親X染色體上的等位基因則只能遺傳給女兒［3］。因此X染色體上的STR基因座具有獨特的遺傳方式，可以作為常染色體STR分型及線粒體DNA分型的重要補充，已逐漸為法醫(yī)遺傳工作者所重視。近年來關(guān)于少數(shù)民族群體X染色體上的STR基因座的研究已有報道:侯巧芳等［4，5］調(diào)查了達斡爾民族和鄂溫克民族X染色體遺傳多態(tài)性與親緣的關(guān)系;馮雪等［6］研究了甘肅回族X染色體STR的遺傳多態(tài)性;韓衛(wèi)等［7］對湖南土家族群體X染色體10個STR基因座的遺傳多態(tài)性及法醫(yī)學應(yīng)用價值進行評估;有研究調(diào)查了藏族、內(nèi)蒙古達斡爾族、云南白族、傣族、彝族X染色體上STR基因座的遺傳多態(tài)性［8～10］。對于畬族常染色體上STR基因座遺傳多態(tài)性研究也有見報道:金靜君等［11］研究了福建畬族人群15個常染色體STR基因座的遺傳多態(tài)性;何吉等［12］對浙江畬族和漢族人群6個常染色體STR基因座遺傳多態(tài)性進行了研究，結(jié)果表明:浙江畬族群體和漢族群體存在民族差異，但對于福建畬族X染色體STR基因座的多態(tài)性研究尚未見報道。因此，本研究可豐富我國人類學研究及遺傳學分析的群體資料。筆者將福建畬族12個STR基因座中的 DXS7132、DXS7423、DXS8378和HPRTB基因座(其余8個基因座頻率的少數(shù)民族群體遺傳學數(shù)據(jù)還鮮有報道)的等位基因頻率分別與已報道的藏族、內(nèi)蒙古達斡爾族和鄂溫克族、甘肅回族、湖南土家族、云南納西族等民族相應(yīng)的基因頻率［4～10］進行比較，結(jié)果顯示，除 HPRTB 基因座的等位基因頻率與湖南土家族、云南納西族和回族之間，DXS8378等位基因頻率與內(nèi)蒙古達斡爾族之間分布差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)外，其余分布頻率差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。

對選取的X染色體上的12個STR基因座的遺傳多態(tài)性進行分析:該12個STR基因座的等位基因分布符合Hardy－Weinberg平衡定律。表明該12個STR基因座均適合作為福建畬族人群的遺傳學標志，該12個STR基因座雜合度在0.521～0.913之間，PIC除DX7423外均＞0.5。文獻報道PIC＞0.5時，標記具有高度的可提供信息性，適合用于基因掃描、遺傳連鎖分析等研究［13］，因此本研究的12個STR基因座在福建畬族群體中具有高度多態(tài)性，可以在法醫(yī)學個體識別和親權(quán)鑒定案件，尤其是一些特殊親權(quán)鑒定案件中作為候選STR基因座使用。

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