中国南方汉族人群D2S1338和D19S433基因座遗传多态性及其应用

　　作者：张旋,邓志辉,李桢,吴国光　　作者单位：深圳市龙岗区妇幼保健院检验科，深圳 518172; 1深圳市输血医学研究所，深圳 518035

　　【摘要】为了研究中国南方汉族人群中D2S1338和D19S433基因座遗传多态性，并应用于常规法医学亲子鉴定，采用Chelex-100法提取基因组DNA，IdentifilerTM试剂盒对D2S1338等15个常染色体STR基因座进行复合扩增，扩增产物经ABI3100 DNA测序仪电泳并收集电泳信息，用GeneScan 3.0和Genetype 3.7软件分析受检者的STR基因型，统计分析D2S1338和D19S433基因座的基因频率等基础数据。结果表明：获得了D2S1338、D19S433两个STR基因座各等位基因的基因频率、杂合度(H)、个体识别率(Dp)、多态信息量(PIC)及非父排除率(PE)等基础数据;基因频率经χ2检验，符合Hardy-Weinberg平衡。观察185例认定亲子关系案例计370次减数分裂，未观察到D2S1338、D19S433基因的突变。结论： D2S1338和D19S433基因座在中国南方汉族人群中有较好的基因型分布，多态信息量高，突变率低，适用于作为法医学亲子鉴定、个体识别的遗传标记。

　　【关键词】 STR基因座,复合扩增,遗传多态性,遗传标记

　　Abstract This study was aimed to investigate the polymorphism of D2S1338 and D19S433 loci in Southern Chinese Han nationality population，and to evaluate its forensic application. The DNA was extracted by chromatography on che-lex-100. Fifteen STR loci (D2S1338，D19S433 etc.) were amplified by IdentifilerTM kit and analyzed by 3100 genetic analyzer. The softwares of analysis were GeneScan 3.0 and Genetype 3.7. The results indicated that the allele frequencies of H，DP，PIC，PE of D2S1338 and D19S433 loci were obtained . The allele frequency of samples were in Hardy-Weinberg equilibrium by χ2 test. No mutation was found on D2S1338 and D19S433 loci in 370 cases of meiosis. It is concluded that the D2S1338 and D19S433 loci are high polymorphic and their mutation rates in Southern Chinese Han nationality population are low. Their good distribution is suitable for forensic individual identification and paternity testing.

　　Key words STR loci; Multiple amplification genetic; polymorphism; genetic marker

　　短串联重复序列(short tandem repeat，STR)是人类基因组中广泛存在的一类具有高度多态性和稳定性的遗传标志，目前STR的等位基因及基因型的检测广泛应用于人类遗传学检查。D2S1338和D19S433是美国ABI公司在CODIS系统的13个检测位点的基础上增加的两个STR检测位点。本研究旨在对中国南方汉族人群中该两位点的分布情况进行调查，以获得该两位点的遗传多态性信息。

　　材料和方法

　　材料

　　样本为深圳市输血医学研究所常规亲子鉴定案例积累的血样，均为5%EDTA抗凝全血。

　　方法

　　采用Chelex-100法提取基因组DNA[1]，扩增反应采用美国ABI公司的IdentifilerTM试剂盒进行复合扩增，扩增产物经ABI 3100 DNA测序仪电泳，应用GeneScan 3.0和Genetype 3.7分析软件分析样本信息，并进行STR分型。用该方法对本研究所的225例常规亲子鉴定案例进行了检测，本研究统计分析其中的458个南方汉族无关个体D2S1338、D19S433的STR基因型，进行群体遗传多态性调查，并观察185例认定亲子关系案例(RCP>99.99%)中该两个基因座的基因突变率。

　　统计学分析

　　所得群体数据经Hardy-Weinberg平衡检验，并应用Modified-Powerstates软件计算各位点的等位基因频

　　率、杂合度、多态信息量、个体识别率及非父排除率[2]。

　　结果

　　等位基因及频率的检出

　　共检测458个样本，D2S1338基因座检出12个等位基因，58种基因型，频率最高的是19(0.1889)(表1);D19S433基因座检出13个等位基因，47种基因型，频率最高的是13(0.2685)(表2)。经χ2检验，该两基因座的等位基因在南方汉族群体中的多态性分布符合Hardy-Weinberg平衡。Table 1. Frequence distribution of D2S1338 locus of Southern Chinese Han nationality population (略)Table 2. Frequence distribution of D19S433 locus of Southern Chinese Han nationality population (略)

　　等位基因的杂合度(H)、多态信息量(PIC)、个体识别率(DP)及非父排除率(PE)等参数

　　结果见表3。由表3可以看出，D2S1338和D19S433两位点的DP值分别为0.96和0.94，H值分别为069和0.71。Gill等[3]认为DP>0.9、H>0.7的基因具有高鉴别力。按此标准，该两位点均属于高鉴别力、高杂合度、高信息量的遗传位点。Table 3. Polymorphic parameter of D2S1338 and D19D433 loci in Southern Chinese Han Nationality Population(略)

　　基因突变率

　　在185例认定亲子关系的案例(RCP>99.99%)计370次减数分裂中，没有发现的基因突变。两基因座的遗传均符合孟德尔遗传规律。

　　法医学应用

　　将该两基因座应用于32例亲子鉴定案例中，观察到的非父排除率D2S1338为0.71，而D19S433为064。

　　与新疆维吾尔族、广西3个少数民族人群的比较

　　本研究结果分别与新疆维吾尔族、广西3个少数民族人群[4-5]D2D1338、D19D433基因座遗传参数进行了比较，t检验表明，均没有显著性差异(P>005)(表4、表5)。Table 4. Frequence distribution of D2S1338 in diffrent nationality populations(略)Table 5. Frequence distribution of D19S433 in diffrent nationality populations(略)

　　讨论

　　Identifiler试剂盒是广泛应用于法医学鉴定的试剂盒，除了包括美国CODIS(combined DNA index system)的13个STR基因座以外，增加了D2S1338和D19S433两个STR基因座，其核心序列及染色体定位分别为: [TGCC]n[TTCC]n、2q35-37.1和[AAGG]n、19q12-13.1。我们业已获得了中国南方汉族人群CODIS系统中13个STR基因座的基因频率等基础数据[6-7]，并对该13个基因座的基因突变率[8]、假变异[9]情况进行了分析。本研究对中国南方汉族CODIS系统以外的D2S1338、D19S433基因座进行了检测分析，获得了该两个基因座的基因频率、杂合度(H)、多态信息量(PIC)、个体识别率(DP)及非父排除率(PE)等基础数据，并将检测结果与新疆维吾尔族、广西3个少数民族人群的检测结果进行了比较，结果表明均无显著性差异(P>005)。邓志辉等报道，在532例认定亲子关系的案例(RCP>99.99%)中观察到中国南方汉族CODIS系统13个STR基因座中有10个基因座存在基因突变[8]，1个基因座(D8S1179)有假变异现象[9]。本研究观察185例认定亲子关系的案例(RCP>99.99%)没有发现D2S1338、D19S433基因座的基因突变，霍振义等曾观察592例认定亲子关系的案例，亦未发现该两个基因座的变异[10]。上述分析结果显示，D2S1338和D19S433两个基因座在中国南方汉族群体中基因频率较好，多态信息量较大，是个体识别率高、非父排除率较强且能稳定遗传的基因位点，在医学、遗传学及法医学中有较高的应用价值。

　　【参考文献】

　　1 Walsh PS，Metzger DA，Higuchi R. Chelex-100 as a medium for simple extraction of DNA PCR-based typing from foriensic material. Biotechniques，1991;10:506-513

　　2 赵方，伍新尧，蔡贵庆等. Modified-Powerstates软件在法医生物统计中应用. 中国法医学杂志，2003; 18：297-298

　　3 Gill PA : A new method of STR interpretation using inferential longic levelopment of a criminal intelligence database. Int J Leg Med，1996; 109:14-20

　　4 汪萍，朱少建，刘超等. 广西地区3个少数民族15个STR基因座的遗传多态性. 中国法医学杂志，2003; 18：299-300

　　5 匡金枝，郭微，张颖等. 新疆维吾尔族15个STR基因座的遗传多态性. 刑事技术，2004; 3：14-17

　　6 杜志淳，李莉，林源等. “中国罪犯DNA数据库”模式库-13个STR位点基因在中国的分布. 法医学杂志，2000; 16：1-5

　　7 程良红，邓志辉，魏天莉等. 中国南方汉族人群STR位点点遗传多态性研究及其在亲子鉴定中的应用. 临床输血与检验，2003; 5：12-15

　　8 邓志辉，吴国光，程良红等. 13个STR基因座在亲子鉴定案例中的基因突变观察. 中国法医学杂志，2003;18：150-153

　　9 邓志辉，吴国光，程良红等. D8S1179基因座假变异6例. 中国法医学杂志，2003;18：243

　　10 霍振义，刘雅诚，唐晖等. 2718例亲子鉴定结果的分析. 中国法医学杂志，2003;18：31-32.