内蒙古鄂温克族人群30个InDel位点遗传多态性

靳小业，魏媛媛，贺永锋，郭瑜鑫，梅婷，孟昊天，张玉党，孔婷婷，朱波峰

（1.西安交通大学口腔医学院陕西省颅颌面精准医学研究重点实验室，陕西西安 710004；2.西安交通大学口腔医学院陕西省牙颌疾病临床医学研究中心，陕西西安 710004；3.西安交通大学口腔医院口腔医学研究中心，陕西西安 710004；4.陕西省公安厅刑事侦查局，陕西西安 710016；5.新疆医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室，新疆乌鲁木齐 830011；6.安徽省公安厅物证鉴定中心，安徽合肥 230061）

内蒙古鄂温克族人群30个InDel位点遗传多态性

靳小业1，2，3，魏媛媛1，2，3，贺永锋4，郭瑜鑫1，2，3，梅婷5，孟昊天1，2，3，张玉党6，孔婷婷1，2，3，朱波峰1，2，3

（1.西安交通大学口腔医学院陕西省颅颌面精准医学研究重点实验室，陕西西安 710004；2.西安交通大学口腔医学院陕西省牙颌疾病临床医学研究中心，陕西西安 710004；3.西安交通大学口腔医院口腔医学研究中心，陕西西安 710004；4.陕西省公安厅刑事侦查局，陕西西安 710016；5.新疆医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室，新疆乌鲁木齐 830011；6.安徽省公安厅物证鉴定中心，安徽合肥 230061）

目的研究30个插入/缺失（insertion/deletion，InDel）位点在内蒙古地区鄂温克族人群中的遗传多态性，并评估其在法医学中的应用价值。方法采集87名鄂温克族健康无关个体的外周血样，提取基因组DNA，对样本的30个InDel位点进行复合扩增并分型，运用优化的PowerStats v1.2软件对各位点进行Hardy-Weinberg平衡检验及遗传学参数的计算，并采用SNPAnalyzer v2.0软件检验各位点间是否存在连锁不平衡。基于30个InDel位点的等位基因频率进行分子方差分析、主成分分析、系统发育树的构建，探讨鄂温克族与其他群体的关系。结果30个InDel位点经校正检验后符合Hardy-Weinberg平衡定律。经Bonferroni法校正后，两两配对的InDel位点之间处于连锁平衡状态。群体遗传学研究结果表明，鄂温克族与河南汉族和北京汉族的遗传关系较近，与欧洲和墨西哥地区的族群较远。结论30个InDel位点在内蒙古鄂温克族人群中具有相对较好的遗传多态性，可作为STR检测体系的有益补充。

法医遗传学；多态现象，遗传；插入/缺失位点；鄂温克族；内蒙古

插入/缺失（insertion/deletion，InDel）多态性分子遗传标记是指基因组中插入或缺失不同大小的DNA片段所形成的长度多态性分子遗传标记[1]。InDel在人类基因组中分布广泛，一般平均每隔7.2kb就会有一个InDel位点。人类基因组中约20%的DNA多态性是InDel[2]，而且InDel位点具有突变率相对较低、扩增片段较小（通常＜200 bp）的特点，适宜于分析降解检材。InDel位点和STR基因座一样都表现为长度多态性，可以用法医DNA实验室的毛细管电泳平台进行基因分型检测，分型方法简便、快速、准确，易于在法医DNA实验室进行推广和应用[3]。本研究针对我国内蒙古地区鄂温克族人群常染色体上30个InDel位点的遗传多态性进行分析，并评估其在法医学中的应用价值，同时基于这些群体遗传学数据，探讨鄂温克族和其他族群的关系。

1 材料与方法

1.1 样本采集和DNA提取

根据知情同意原则，采集87名内蒙古地区鄂温克族健康无关个体的外周血样。本研究遵循西安交通大学医学部人类伦理研究原则的相关规定，并得到西安交通大学医学部伦理委员会的支持。

采用常规的Chelex-100法提取样本的基因组DNA。

1.2 PCR复合扩增和InDel分型

采用Investigator®DIPplex试剂盒（德国QIAGEN公司）中的复合扩增反应系统，总扩增体系为25μL，其中反应混合物A（含dNTPs、MgCl2、BSA）5.0μL，引物混合物5.0 μL，Multi Taq2 DNA聚合酶0.6 μL，模板DNA 1μL（0.5ng/μL），灭菌去离子水补至25 μL。使用9700型PCR扩增仪（美国AB公司）进行扩增，热循环参数：94℃预变性4 min；94℃变性30 s，61℃复性120s，72℃延伸75s，30个循环；最后68℃延伸60min，4℃保存备用。

PCR扩增产物应用3130型遗传分析仪（美国AB公司）进行毛细管电泳分离与检测。取1μL PCR扩增产物，加10μL的去离子甲酰胺和0.5μL的分子质量参照内标DNA Size Standard 550混合，95℃变性3min，冰浴3min，离心后在遗传分析仪上电泳。

采用GeneMapper®ID v3.2软件对30个InDel位点及性别基因座Amelogenin进行分型。每批样本检测均采用9948和去离子水作为阳性和阴性对照。该分型中等位基因命名如下：InDel位点中缺失等位基因命名为1，插入等位基因命名为2。

1.3 统计学分析

30个InDel位点的Hardy-Weinberg平衡检验、插入等位基因频率（Fins）、缺失等位基因频率（Fdel）、观察杂合度（Ho）、个体识别率（DP）、多态信息含量（PIC）、非父排除率（PE）应用优化的PowerStats v1.2软件进行计算；期望杂合度He=1-∑Pi2（i=1，2，3……n），Pi代表样本第i个等位基因的频率，n为等位基因的数目[4]。应用SNPAnalyzer v2.0软件检测配对位点之间是否存在连锁不平衡。鄂温克族和其他民族[5-15]30个InDel位点等位基因频率差异的比较、主成分分析（principal component analysis，PCA）以及系统发育树的构建分别采用Arlequin 3.5、MATLAB 2007a和MEGA v5软件进行。

2 结果

2.1 鄂温克族人群30个InDel位点的Hardy-Weinberg检验

鄂温克族人群30个InDel位点经Hardy-Weinberg平衡检验，除HLD84、HLD97两个位点外，其余位点的P值均大于0.05，采用Bonferroni法校正，将P值设为0.001 7（0.05/30）后，30个位点的P值均大于0.0017，表明所有位点均符合Hardy-Weinberg平衡。

2.2 鄂温克族人群30个InDel位点的等位基因频率及其群体遗传学参数

鄂温克族人群30个InDel位点的等位基因频率及其群体遗传学参数见表1。30个InDel位点的Fins值为0.115～0.925，Fdel值为0.075～0. 885；Ho值为0.149～0.540，He值为0.138～0.500，DP值为0.254～0.657，PIC值为0.129～0.375，PE值为0.018～0.225。经Bonferroni校正，P=0.05/435=0.000 115，其中435=[N×（N-1）]/2，N为研究的位点的数目。30个InDel位点间处于连锁平衡状态，所以这些位点可以采用乘积定律计算鄂温克族群体中30个InDel位点的累积DP和累积PE。30个InDel位点在鄂温克族群体中的累积DP和累积PE值分别为0.999999999982476和0.986329361。

2.3 鄂温克族和其他族群基于30个InDel位点的群体遗传学比较

内蒙古鄂温克族和其他24个群体在30个InDel位点等位基因频率分布差异的分子方差分析值见表2，结果显示，鄂温克族与河南汉族[6]、四川彝族[5]、成都汉族[5]、广西壮族[5]、北京汉族[6]、广西苗族[5]、上海汉族[8]、广东汉族[7]、新疆锡伯族[9]、广西侗族[5]、四川阿坝藏族[5]、福建畲族[8]、新疆哈萨克族[11]、新疆维吾尔族[10]、尤卡坦人[15]、哈利斯科人[15]、维拉克鲁斯人[15]、巴斯克人[12]、匈牙利人[14]、西班牙人[12]、奇瓦瓦人[15]、墨西哥城人[15]、美洲印第安人[15]以及丹麦人[13]分别在1、1、2、2、3、3、4、4、4、5、6、8、10、11、14、16、16、17、18、18、18、18、19、22个位点的等位基因频率分布差异具有统计学意义（P<0.05），表明鄂温克族与国内群体有差异的位点较少，与其他洲际群体有差异的位点较多。

鄂温克族与其他24个群体的主成分分析结果显示，大部分中国群体位于右侧，欧洲群体位于左下侧，墨西哥群体位于左上侧，新疆维吾尔族和哈萨克族居中，表明本研究的鄂温克族与河南汉族和北京汉族的遗传关系较近，与欧洲和墨西哥群体较远（图1）。

构建鄂温克族与其他24个群体的系统发育树（图2），结果显示有两大分支：欧洲和墨西哥群体先聚类，然后再与国内其他群体聚类；鄂温克族先与不同地区的汉族聚类，然后再与国内的其他群体聚类。

表1 鄂温克族30个InDel位点的等位基因频率及其遗传学参数（n=87）

表2 鄂温克族与其他群体30个InDel位点等位基因频率差异比较（P值）

续表2

图1 鄂温克族与其他群体的主成分分析结果

图2 鄂温克族与其他群体的系统发育树

3 讨论

鄂温克族是我国少数民族之一，根据2010年人口普查统计[16]，鄂温克族人口数为30 875人，主要居住在内蒙古和黑龙江地区。鄂温克族的语言属于阿尔泰语系满-通古斯语族通古斯语支，鄂温克族人有本民族的语言，但没有文字，多使用汉文和蒙古文。目前国内外学者[17-19]对鄂温克族白细胞抗原、线粒体DNA和STR等遗传标记的多态性进行了研究，而本研究对87名鄂温克族健康无关个体的30个InDel位点的遗传多态性进行分析，为InDel遗传标记的法医学应用提供了基础数据。

鄂温克族30个InDel位点中，HLD70位点的Ho和PE值最高，分别为0.540、0. 225；HLD88位点的He、DP和PIC值最高，分别为0.500、0.657和0. 375；HLD118位点的Fdel、Ho、He、DP、PIC和PE均为最低，其次是HLD81位点。胡真等[20]对华东汉族和畲族人群的法医学应用研究中发现，30个InDel位点在华东汉族人群中的累积DP值（0.999 999 999 982）满足法医学个体识别的要求，可以应用于法医学实践；而累积PE值（0.988）略低，不建议单独应用到华东汉族的亲权鉴定中，但可以作为辅助的检测体系。本研究获得的累积DP值（0.999999999982476）表明30个InDel位点在鄂温克族群体中具有较高的累积个体识别率，能够应用于法医学的个体识别；然而30个InDel位点的累积PE值（0.986 329 361）相对较低，可作为STR基因座的补充应用于法医学司法实践中。

对鄂温克族和其他24个群体30个InDel位点的等位基因频率进行分子方差分析发现，鄂温克族与不同地区汉族人群在等位基因频率分布上，差异具有统计学意义的位点少于5个，与欧洲和墨西哥群体在多于12个位点上的差异具有统计学意义，表明鄂温克族与国内汉族群体具有相似的等位基因频率分布，与不同洲际群体在等位基因频率分布上存在较大的差异。在HLD111、HLD118和HLD39位点上，鄂温克族与多个群体的等位基因频率差异具有统计学意义，表明这些位点在群体间具有较大的差异性。Wei等[11]对中国4个群体30个InDel位点遗传多态性的研究结果显示，HLD111和HLD118位点的遗传分化贡献率相对较高。百茹峰等[21]基于30个InDel位点分型结果对西藏藏族与其他群体的比较分析中发现，HLD111、HLD118和HLD39位点具有较高的遗传分化贡献率。提示HLD111、HLD118和HLD39这些位点在不同群体间的分布具有差异，可以应用于群体遗传学的研究。

基于30个InDel位点的等位基因频率构建了鄂温克族与其他群体的主成分分析及系统发育树，结果同样显示鄂温克族与河南汉族和北京汉族的遗传距离较近。侯巧芳等[22]基于X-STR遗传标记研究了鄂温克族的遗传结构及与其他群体的遗传关系，在内蒙古地区4个主要的少数民族（蒙古族、鄂温克族、鄂伦春族、达斡尔族）与西安汉族的遗传距离上，发现鄂温克族与西安汉族有较近的遗传距离。毕力夫[23]基于HLA-DRB1位点构建了鄂温克族与其他群体的系统发育树，结果显示鄂温克族与北方汉族聚在一起。Kong等[24]研究了中国达斡尔族、鄂温克族、蒙古族、朝鲜族和鄂伦春族的线粒体DNA序列多态性，发现鄂温克族群体中63%以上的单倍型类群分别是D、G、C和Z（主要见于中国北方群体），表明鄂温克族是一个北方民族，与北方群体的遗传关系较近。据历史记载[25]，鄂温克族的祖先原居住于贝加尔湖以东和黑龙江上游的山林中，后来向东发展，多与蒙古族、达斡尔族、汉族、鄂伦春族等民族交错杂居；17世纪中叶由于沙俄的入侵，鄂温克族大部分南迁至大兴安岭嫩江一带，此后有一部分人进入呼伦贝尔草原，其后裔便是今天的鄂温克族自治旗的鄂温克族。为进一步深入分析鄂温克族与其他群体间的遗传关系，今后需要基于更多的分子遗传标记对鄂温克族的遗传背景进行系统全面的研究。

综上，本研究获得的鄂温克族30个InDel位点等位基因频率和遗传学参数，为鄂温克族法医学应用研究提供了基础数据，也丰富了鄂温克族的基因信息资源。

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Genetic Polymorphisms of 30 InDel Loci in Ewenki Ethnic Group from Inner Mongolia

JIN Xiao-ye1,2,3,WEI Yuan-yuan1,2,3,HE Yong-feng4,GUO Yu-xin1,2,3,MEI Ting5,MENG Hao-tian1,2,3, ZHANG Yu-dang6,KONG Ting-ting1,2,3,ZHU Bo-feng1,2,3
（1.Key Laboratory of Shaanxi Province for Craniofacial Precision Medicine Research,College of Stomatology,Xi′an Jiaotong University,Xi′an 710004,China;2.Clinical Research Center of Shaanxi Province for Dental and Maxillofacial Diseases,College of Stomatology,Xi′an Jiaotong University,Xi′an 710004,China; 3.Research Center of Stomatology,Stomatological Hospital,Xi′an Jiaotong University,Xi′an 710004,China; 4.Department of Criminal Investigation,Shaanxi Provincial Public Security Bureau,Xi′an 710016,China; 5.Department of Biochemistry,Preclinical Medicine College,Xinjiang Medical University,Urumqi 830011, China;6.Institute of Forensic Science of Anhui Public Security Department,Hefei 230061,China）

ObjectiveTo study the genetic polymorphisms of 30 insertion/deletion（InDel）loci and evaluate their forensic application in Ewenki ethnic group from Inner Mongolia.MethodsPeripheral blood samples were collected from 87 unrelated healthy individuals in Ewenki ethnic group.Genomic DNA were extracted, and 30 InDel loci of the samples were multiplex amplified and genotyped.Hardy-Weinberg balance tests were preformed for all loci and genetic parameters were calculated by modified PowerStats v1.2 software. The linkage disequilibrium between loci were tested by SNPAnalyzer v2.0 software.Based on the allele frequencies of 30 InDel loci,the genetic relationships between Ewenki ethnic group and other populations were evaluated by analysis of molecular variance,principal component analysis and phylogenetic reconstruction.ResultsAfter correction,30 InDel loci conformed to Hardy-Weinberg equilibrium.It was found that the pairwise InDel loci were in linkage equilibrium after Bonferroni correction.The results of population genetics indicated that Ewenki ethnic group had close genetic relationships with Henan Han and Beijing Han populations;whereas it was significantly different from several populations in Europe and Mexico.ConclusionThere are relatively high genetic polymorphisms on 30 InDel loci of Ewenki ethnic group from Inner Mongolia,which can be used as a helpful supplement application for STR detection system.

forensic genetics;polymorphism,genetic;insertion/deletion;Ewenki ethnic group;Inner Mongolia

DF795.2

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2017.03.012

1004-5619（2017）03-0271-06

2016-08-13）

（本文编辑：张素华）

靳小业（1992—），男，硕士研究生，主要从事法医遗传学研究；E-mail：1115259825@qq.com

朱波峰，男，博士，研究员，主要从事法医遗传学研究；E-mail：zhubofeng7372@126.com