金华地区汉族人群27个Y-STR基因座的遗传多态性

张帆，陈群英，张晓霞，金雷，丁美满

（1.永康市公安局，浙江 金华 321300；2.浦江县公安司法鉴定中心，浙江 浦江 322200；3.嘉兴市公安局，浙江嘉兴 314001）

Y染色体为男性特有，在减数分裂过程中，其非重组区不会与X染色体发生重组交换，因此，位于非重组区的Y-STR具有父系遗传和单倍型连锁遗传等特征。Y-STR在某些方面拥有常染色体不可比拟的优势，如在排查家系、混合斑鉴定等方面的检验分析中，都具有较高的应用价值[1]。本研究调查了27个Y-STR基因座在金华地区汉族群体中的遗传多态性，为法医学鉴定、父系溯源、Y-STR数据库建设及群体遗传学研究提供了基础数据。

1 材料与方法

1.1 样本

采集金华地区587例汉族无关男性个体外周血于血样采集卡上并阴干保存。样本采集均遵循知情同意原则。

1.2 仪器与试剂

YfilerTMPlus PCR扩增试剂盒（美国Thermo Fisher Scientific公司），DNA标准品007（美国Thermo Fisher Scientific公司），去离子甲酰胺、分子质量参照物LIZ600（美国Thermo Fisher Scientific公司）。VeritiTMDx热循环仪（美国Thermo Fisher Scientific公司），3500xL基因分析仪（美国AB公司）。

1.3 复合扩增

复合扩增采用YfilerTMPlus PCR扩增试剂盒，使用直接扩增法在VeritiTMDx热循环仪上进行扩增，扩增体系参照YfilerTMPlus PCR扩增试剂盒说明书，扩增条件：95℃ 1 min；94℃ 4 s，61℃ 1 min，30个循环；60℃ 22min。

1.4 电泳检测与基因分型

扩增产物用3500xL基因分析仪进行毛细管电泳，运用GeneMapper®ID-X软件（美国Thermo Fisher Scientific公司）对电泳结果数据进行分型。

1.5 统计学分析

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，根据文献[2]计算基因多样性（gene diversity，GD）和单倍型多样性（haplotype diversity，HD）。

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）的分子方差分析（analysis of molecular variance，AMOVA）计算金华地区汉族人群与北京汉族[3-4]、广东汉族[5]、海南汉族[6-7]、河南汉族[8-10]、甘肃回族[11-14]、延边地区朝鲜族[15]、青海藏族[16-17]、湖北土家族[15]、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。

2 结果

587名个体样本中共检出587种单倍型，没有发现共有单倍型，HD值为0.99999999987。27个Y-STR基因座上共观察到293个等位基因，各基因座分别检出4～55个等位基因，其中DYS385a/b共检出14个等位基因，55种单倍型，DYF387S1a/b上共观察到10个等位基因，47种单倍型。另外，在DYS385a/b上检出1例三等位基因模式，在DYF387S1a/b上检出13例三等位基因模式（表1）。27个Y-STR基因座GD值范围为 0.391 6（DYS391）～0.953 2（DYF387S1a/b），除了DYS389Ⅰ、DYS391、DYS438、DYS437、DYS393、DYS533基因座外，其余基因座GD值均高于0.6（表2）。将金华地区汉族人群与北京汉族、广东汉族、海南汉族、河南汉族、甘肃回族、延边地区朝鲜族、青海藏族、湖北土家族及广西壮族人群进行遗传学距离比较，Rst值范围为0.0014～0.2222（表3）。据遗传学距离生成的MDS显示，金华地区汉族与河南汉族、北京汉族具有较近的遗传距离，与其他地区遗传距离均较远（图1）。

表1 27个Y-STR基因座在金华地区汉族人群中的等位基因频率分布Tab.1 Allele frequency distribution of 27 Y-STR loci in Jinhua Han population （n=587）

续表1Continued Tab.1

表2 27个Y-STR基因座在金华地区汉族人群中的基因多样性Tab.2 Genetic diversity of 27 Y-STR loci in Jinhua Han population （n=587）

表3 金华地区汉族人群与其他人群间的Rst值Tab.3 Rstbetween Jinhua Han population and other population

图1 金华地区汉族人群和其他人群的MDS结果Fig.1 MDS results of Jinhua Han population and other population

3 讨 论

本研究调查结果显示，27个Y-STR基因座在金华地区汉族群体中的GD值范围在0.391 6～0.953 2。除了DYS389Ⅰ、DYS391、DYS438、DYS437、DYS393、DYS533基因座外，其余基因座GD值均高于0.6，说明具有较高的遗传多态性，这与吴微微等[20-23]的研究结果相符。在Y-STR中，所有Y-STR基因座均连锁遗传，故研究HD值更具有价值[24]。本研究中的HD值为0.99999999987，代表其在金华地区汉族人群中具有较好的个体识别率，适合法医学应用。

27个Y-STR基因座中，DYS385a/b、DYF387S1a/b为双拷贝基因座，即一对引物在Y染色体上有两个结合位点，可以扩增出两个片段长度不同的PCR产物。Y染色体STR基因座存在多个拷贝，这可能和染色体结构有关[25]。587例样本中，DYS385a/b基因座检出三等位基因1例，DYF387S1基因座检出三等位基因13例，这表明DYF387S1基因座更容易出现特殊分型，该现象国内外也有报道[26-27]，推测出现特殊分型的原因是这些基因座发生了新拷贝复制。日常检案中Y-STR基因座出现三等位基因，这对法医的家系识别有帮助作用。在实际工作中，混合样本嫌疑人人数判定时应考虑这种概率性事件的发生。

有研究[28]表明，Y-STR的遗传分布在不同的地域、种族、民族之间具有明显的差异性。本研究对金华地区汉族和其他9个人群27个Y-STR遗传关系的分析发现，各群体之间遗传距离差异有统计学意义（P＜0.05），本研究发现各汉族群体之间均有一定的差异，与文献报道[29-30]基本一致，但与文献[31]中研究结果不一致的原因可能与所选取的基因座种类及数量有关。MDS图提示，金华地区汉族与河南汉族、北京汉族具有较近的遗传距离，这可能与人口迁移过程中基因交流较频繁有关。金华地区汉族与其他地区人群遗传距离均较远，说明不同的地域会造成Y-STR的差异性。正是因为这种遗传特异性，其在法医学检案中的应用越来越广泛。当然，这还需要大样本的进一步研究和支持。在以后的研究比较中可以扩大样本量及基因座数量，以便获得更有价值的结果。

综上所述，27个Y-STR基因座在金华地区汉族群体中具有较高的遗传多态性，能够满足法医学日常检案及家系排查的需求，研究获得的数据能对本地区Y-STR数据库建设提供辅助作用。