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王乐, 赵兴春, 张建, 王峰, 白雪, 欧元, 王超群, 叶健. 甘肃省汉族人群18个STR位点的遗传多态性[J]. 刑事技术,2014,29(3): 20-23
WANG Le, ZHAO Xing-chun, ZHANG Jian, WANG Feng, BAI Xue, OU Yuan, WANG Chao-qun, YE Jian. Genetic polymorphism of 18 short tandem repeat loci in the Hans of Gansu province[J]. Forensic Science and Technology,2014,29(3): 20-23  
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甘肃省汉族人群18个STR位点的遗传多态性
王乐, 赵兴春, 张建, 王峰, 白雪, 欧元, 王超群, 叶健
公安部物证鉴定中心,北京 100038

作者简介:王 乐(1983—),男,辽宁省沈阳市人,主检法医师,博士,主要从事法医DNA相关试剂研究与开发工作。E-mail:wangle_02@163.com

基金: 国家科技支撑计划课题(No.2012BAK02B04)
摘要

目的调查18个短串联重复序列(Short Tandem Repeat,STR)位点在甘肃省汉族人群中的基因频率分布。方法采用PCR扩增及毛细管电泳技术对272名个体的18个STR基因座进行分析。结果 共检出202种等位基因,基因频率分布在0.002~0.570之间。18个STR基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡( P>0.05),杂合度在0.599~0.893之间,个人识别能力在0.771~0.984,多态信息含量在0.534~0.910,非父排除概率在0.290~0.782。结论 本研究结果可为人类群体遗传学及法医学后续研究提供详实可靠的基础数据。

关键词: 法医遗传学; DNATyperTM19; STR; 遗传多态性
中图分类号:DF795.2 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2014)03-0020-04
Genetic polymorphism of 18 short tandem repeat loci in the Hans of Gansu province
WANG Le, ZHAO Xing-chun, ZHANG Jian, WANG Feng, BAI Xue, OU Yuan, WANG Chao-qun, YE Jian
Institute of Forensic Science, Ministry of Public Security, Beijing 100038, China
Abstract

Objective To determine the frequencies and parameters of 18 short tandem repeat loci (D5S818, D21S11, D7S820, CSF1PO, D2S1338, D3S1358, vWA, D8S1179, D16S539, Penta E, TPOX, TH01, D19S433, D18S51, FGA, D6S1043, D13S317, D12S391) of Han population in Gansu province.Methods PCR amplification and capillary electrophoresis technologies were employed to determine the genotypes of 18 STR loci for 272 individuals.Results 202 alleles were recognized, with frequencies ranged from 0.002 to 0.570. No departures from Hardy-Weinberg expectations were detected for all 18 loci studied ( P>0.05). The statistical analysis of 18 STR loci showed the heterozygosity is higher than 0.599, the discrimination power is higher than 0.771, the polymorphic information content is higher than 0.534, and the probability of paternity exclusion is higher than 0.290.Conclusion This work not only studied the genetic polymorphism of 18 short tandem repeat loci in Gansu province, but also introduced the DNATyperTM19 kit into genetic polymorphism studies and reported relevant parameters of the DNATyperTM19 kit.

Keyword: forensic genetics; DNATyperTM19; STR; genetic polymorphism

短串联重复序列(short tandem repeats, STR)是广泛存在于人类基因组中的一类具有高度多态性的遗传学标记[1, 2, 3], 常用于人类遗传学和法医学研究。其等位基因频率具有地区差异性, 不同地区相同STR位点的等位基因分布可能存在显著差异。DNATyperTM19试剂盒是由公安部物证鉴定中心研制推出的商业化试剂盒, 是DNATyperTM15试剂盒的更新换代产品[4, 5, 6, 7], 采用五色荧光技术(FAM蓝色、HEX绿色、TAMRA黄色、ROX红色、分子量内标标记为橙色), 可以同时扩增和检测18个STR基因座以及Amelogenin性别基因座。本文应用DNATyperTM19试剂盒调查了甘肃省汉族人群18个STR位点的遗传多样性, 并报道DNATyperTM19试剂盒的相关技术参数, 旨在为西北地区汉族人群法医学个人识别、亲权鉴定及群体遗传学研究提供一些详实可靠地法医学数据。

1 材料与方法
1.1 样 本

血液样本随机采自甘肃省272个无关个体, 以滤纸血卡形式保存, 为本实验室日常建库积累。

1.2 PCR扩增

按照DNATyperTM19试剂盒推荐的反应体系和条件进行扩增。总反应体积 10 μ L, 含2× PCR反应液5 μ L, 直径1.0mm血卡一片, 加石蜡油10 μ L覆盖液面。用ABI9700型PCR仪扩增, 热循环参数为:(1)95℃预变性5min, (2)94℃变性30s, (3)59℃退火2min, (4)72℃延伸1min, (2)、(4)循环29次, 72℃保温60 min, 4℃长期保存。

1.3 电泳与检测

用ABI3730xl遗传分析仪进行毛细管电泳及检测。1 μ L扩增产物和0.3 μ L内标稀释于20 μ L去离子甲酰胺中, 混匀后95℃温浴5min, 迅速转移至-20℃放置5min, 使DNA解链。电泳条件为:进样电压15000V, 进样时间6s。

1.4 统计学处理方法

采用美国Promega公司PowerStatsV12软件统计基因频率, 并计算杂合度、个体识别能力、多态信息含量和非父排除概率等法医遗传学参数。应用Hardy-Weinberg平衡软件对各个基因座的基因型数据进行χ 2检验[8]。

2 结果与讨论

18个STR基因座在甘肃省272名无关个体中共检出202种等位基因, 基因频率分布在0.002~0.570之间(见表1)。H值为0.599~0.893; DP值为0.771~0.984; PIC值为0.534~0.910; PE值为0.290~0.782(见表2)。累积随机匹配概率达到2.965× 10-22, 累积非父排除概率为0.999999962, 累计个体识别率为0.9999 9999 9999 9999 999 9704, 显著优于DNATyperTM15试剂盒的一些数量级参数[4, 5](见表3)。对18个STR基因座基因型的观察值和期望值进行检验, 结果表明各位点的基因型频率分布均符合Hardy-Weinberg平衡(P> 0. 05), 表明该群体调查资料具有可靠性和科学性。

在实际应用中, 为了准确评估个体识别和亲权鉴定案件的DNA分型证据, 往往需要建立适合案件所涉地区的群体遗传学数据, 本文所调查的群体达到了遗传平衡, 群体调查的数据可信性高。相关研究认为[9], DP> 0.9, H> 0.7的基因座多态性较好, 具有高鉴别力, 本研究中除了CSF1PO、S3S1358、TH01、TPOX 4个STR基因座个体识别能力一般, 法医学应用价值相对有限外, 其它14个STR基因座均为高杂合度(H> 0.7)、高鉴别力DP> 0.9)和高信息量(PIC> 0.7)的基因座, 尤其是Penta E基因座最适于对甘肃省汉族人群进行人类个体识别分析[10]。18个基因座的CEP值为0.999999962, TDP值为0.9999 9999 9999 9999 999 9704, 具有较高的法医学和人类遗传学的应用价值。

另外, 本研究在用DNATyperTM19试剂盒对甘肃省汉族人群进行调查研究时, 发现了一些其他地区汉族人群鲜有的等位基因, 比如D21S11基因座的28.2、29.2、30.2、31.2、32.2等。笔者推测这些等位基因可能与甘肃地区的人种、地域因素有关, 这与陶晓岚、范生贵[11, 12]等人关于甘肃地区汉族人群的遗传多态性研究数据报道一致, 说明本文应用DNATyperTM19试剂盒对DNA进行分型时, 结果相对比较准确。本文研究结果, 期望可以为甘肃地区群体STR数据资料的完善提供一些基础数据。

表1 18个STR基因座的等位基因频率(n=272)
表2 18个STR基因座的法庭科学及亲权鉴定参数(n=272)
表3 DNATyperTM15与DNATyperTM19试剂盒技术参数比较

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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[2] Gill P. Role of short tand em repeat DNA in forensic casework in the UK--past, present, future perspectives[J]. Biotechniques, 2002, 32(2): 366-8, 370, 372, passim. [本文引用:1]
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[12] 范贵生, 刘永康, 赵煜, 等. 甘肃武威地区汉族人群15个STR基因座遗传多态性[J]. 中国法医学杂志, 2013, 28(1): 56-7. [本文引用:1]