赣中地区汉族人群34个Y-STR基因座的遗传多态性

张帆，金雷，张晓霞，丁美满

（1.永康市公安局，浙江 金华 321300；2.嘉兴市公安局，浙江 嘉兴 314001）

Y染色体中约95%的区域为非重组区或称Y特异区。Y特异区在减数分裂过程中不发生重组，所有Y-STR基因座均连锁遗传。因此，在个体识别和父权鉴定等概率计算方面不能像常染色体STR基因座那样采用乘法原则将各基因座等位基因频率相乘，而应将所有Y-STR基因座分型结果视为1个单倍型，以单倍型概率进行计算[1-2]。目前，市面上一些商品化试剂盒检测的Y-STR基因座较少，个体识别能力有限，若要充分发挥Y-STR基因座在法医学鉴定工作中的作用，必须联合检测更多的Y-STR基因座，才能提高Y染色体单倍型的鉴别能力[3-4]。本研究应用ZGWZ FS YPlus荧光检测试剂盒对赣中地区1064名汉族男性无关个体34个Y-STR基因座的群体遗传学数据进行调查，并分析不同地区人群之间是否存在差异，旨在为法医学鉴定、Y-STR数据库建设和群体遗传学研究提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 样本

赣中地区1 064名汉族男性无关个体的血卡，来源于实验室的日常检案积累。样本采集均遵循知情同意原则。

1.2 试剂与仪器

ZGWZ FS YPlus荧光检测试剂盒、DNA标准品9948均购自无锡中德美联生物技术有限公司，去离子甲酰胺、分子质量参照物LIZ500、VeritiTMPCR仪、3500xL基因分析仪均购自美国Thermo Fisher Scientific公司。

1.3 复合扩增

采用ZGWZ FS YPlus荧光检测试剂盒进行复合扩增，使用直径为1.2 mm的打孔器在样本采集卡上打孔取样，使用直接扩增法在VeritiTMPCR仪上进行扩增，扩增体系参照试剂盒操作说明书。扩增条件：95℃ 5min；94℃ 12s，59℃ 55s，64℃ 50s，28个循环；60℃ 14min。

1.4 电泳检测与基因分型

扩增产物在3500xL基因分析仪上进行毛细管电泳，运用GeneMapperTMID-X软件（美国Thermo Fisher Scientific公司）对电泳结果进行分型。

1.5 统计分析

采用直接计数法计算各基因座的等位基因频率和单倍型频率，基因多样性（gene diversity，GD）和单倍型多样性（haplotype diversity，HD）按照公式GD（HD）=n（1－∑Pi2）/（n-1）[5]分别计算，n为样本数，Pi为等位基因频率或单倍型频率。

Y-STR基因座单倍型结构使用Y-STR单倍型参考数据库（Y-STR Haplotype Reference Database，YHRD；http://www.yhrd.org/）进行分析，应用YHRD在线工具（http://www.yhrd.org/Analyse/AMOVA）计算赣中地区汉族人群与甘肃汉族[6]、海南汉族[7-8]、湖南汉族[9]、辽宁北方汉族[10]、绵阳地区汉族[11]、上海汉族[12-14]、宁夏回族[15-16]、西藏藏族[17]、广西壮族[18-19]人群（源自 YHRD数据库，http://www.yhrd.org/search）的遗传距离（Rst值），同时生成多维尺度（multidimensional scaling，MDS）图，根据净遗传距离采用MEGA 7.0软件按邻接法（neighbor-joining，NJ）对10个群体进行系统发育树分析。

2 结 果

1064名无关个体中共检出1064种单倍型，没有发现共有单倍型，HD值为0.99999999985。在31个单拷贝基因座中共观察到260个等位基因，各基因座分别检出4～19个等位基因。双拷贝基因座DYS385a/b共检出19个等位基因，83种单倍型；DYF387S1a/b共检出14个等位基因，57种单倍型；DYS527a/b共检出14个等位基因，53种单倍型。另外，在DYS385a/b基因座上检出6例三等位基因模式和8例四等位基因模式，在DYF387S1a/b上检出24例三等位基因模式和1例四等位基因模式，在DYS527a/b基因座上检出21例三等位基因模式。34个Y-STR基因座的GD值分布范围为 0.350 1～0.957 1，除 DYS389Ⅰ、DYS438、DYS549、DYS437、DYS533、Y-GATA-H4、DYS391 外，其余基因座的GD值均高于0.6，各基因座频率分布及GD值见表1～2。

表1 34个Y-STR基因座在赣中地区汉族人群中的等位基因频率分布Tab.1 Allele frequency distribution of 34 Y-STR loci in Han ethnic group in the central Jiangxi Province（n=1064）

续表1Continued Tab.1

续表1Continued Tab.1

表2 34个Y-STR基因座在赣中地区汉族人群中的GD值Tab.2 The GD value of 34 Y-STR loci in Han ethnic group in the central Jiangxi Province（n=1064）

将赣中地区汉族人群与甘肃汉族、海南汉族、湖南汉族、辽宁北方汉族、绵阳地区汉族、上海汉族、宁夏回族、西藏藏族、广西壮族人群进行遗传学距离比较，Rst值范围为0.000 4～0.237 5（表3）。经Bonferroni校正，发现赣中地区汉族人群与湖南汉族人群之间的差异无统计学意义（P>0.05），但与其他8个地区人群之间的差异均具有统计学意义（P<0.05）。根据遗传学距离生成的MDS图见图1，根据遗传距离构建的系统发育树见图2，结果与图1一致，均显示赣中地区汉族人群与湖南汉族、海南汉族、绵阳地区汉族、上海汉族、甘肃汉族、辽宁北方汉族及宁夏回族人群遗传关系较近，而与广西壮族及西藏藏族存在一定遗传差异。

表3 赣中地区汉族与其他9个地区人群间的Rst值Tab.3 Rstvalue between Han ethnic group in the central Jiangxi Province and other 9 regional populations

图1 赣中地区汉族人群与其他9个地区人群的MDS结果Fig.1 MDS results of Han ethnic group in the central Jiangxi Province and other 9 regional populations

图2 赣中地区汉族人群和其他9个地区人群的系统发育树Fig.2 Phylogenetic tree of Han ethnic group in the central Jiangxi Province and other 9 regional populations

3 讨 论

本研究中，34个Y-STR基因座在赣中地区汉族人群中的GD值范围为0.3501～0.9571，除DYS389Ⅰ、DYS438、DYS549、DYS437、DYS533、Y-GATAH-4、DYS391外，其余基因座的GD值均高于0.6，且HD值为0.999 999 999 85，34个Y-STR基因座联合检测在赣中地区汉族人群中具有较高的鉴别能力，能够满足法医学相关鉴定方面的需求。

遗传距离为表示群体间或物种间遗传差异或遗传分化最重要的参数。本研究构建的遗传距离矩阵显示，赣中地区汉族人群在遗传结构上与湖南汉族人群相近，而与其他5个汉族群体以及3个少数民族群体之间存在差异。与湖南汉族人群差异无统计学意义的原因，一方面可能与人口迁徙、交流融合有关，另一方面可能与本研究所纳入的基因座数量或样本量有关。本研究虽然选用了34个Y-STR基因座，但是在遗传距离的研究方面只选用了上述10个群体共同的17个基因座。因此，在以后的研究中应采用更多相同的基因座以及更多数量的个体进行遗传学比较，以获得更有价值的结果。而赣中地区汉族人群与广西壮族及西藏藏族人群比较存在较大差异，表明Y-STR基因座的多态性分布具有显著的民族和地域差异[20-21]。

综上所述，本研究获得了赣中地区汉族人群34个Y-STR基因座的单倍型频率并计算了GD值，为该地区的法医学应用、Y-STR数据库建设和群体差异性研究提供了基础数据。