云南白族段姓家系丫染色体遗传多变性研究与其法医学意义

发布时间：2016-02-25 11:15

引言

人类的Y染色体直接代表着父系遗传，永远是由子承父，不会受到任何社会文化和自然因素的影响。人类Y染色体DNA大约包含六千万个碱基对，其中染色体两端的5%为拟常染色体区域,与X染色体相应区段会发生重组，主干部分的95%为非重组区域,不与任何染色体发生重组。Y染色体主干部分的特性，保证了子代能完整地继承父代的Y染色体主干而不受影响，保证了Y染色体主干的严格父系遗传。国内外学者对不同种族、民族和地域的人群进行遗传学研究，结果显示Y染色体的多态性分布具有明显的种族、民族地域和家族等差异。目前，许多系谱专家开始应用Y染色体分析来深入研究姓氏，许多商业公司如牛津祖先（英国牛津）、DNA家族进化树(美国德克萨斯州休斯顿)及DNA遗产(英国多赛特)都在开展遗传系谱检测的业务来进行姓氏分析，近几年取得了长足进步。段姓家族因其特殊的历史和家谱信息，是各大姓氏家族的典型群体之一。本课题利用段姓人群102份，孔姓人群255份和随机人群330份男性样本，釆用SNaPshot分型方法对12个东亚特异性的Y_SNPs位点进行基因分型；应用美国Promega公司的PP-Y23试剂盒同时进行23个Y-STR基因座的复合扩增，扩增产物经过ABI3100毛细管电泳自动检测和GeneMapper? ID v3. 2软件进行基因分型。获得3个人群的Y-SNP和Y-STR遗传学数据，从父系遗传角度研究段姓人群的遗传多态性，，并进一步探讨其在法医学中的应用价值，为中国人群遗传学数据库提供新的信息。
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材料与方法

1材料
知情同意的原则下提取云南省大理州102例白族段姓男性个体口腔拭子保存；昆明市计生委随机抽取330例无关男性个体外周静脉血样，加入DNA保存液混合均勾，常温保存一个月，-8(rC长久保存；云南省公安厅DNA数据库中选取255例孔姓个体的血样（中性滤纸，-2(rC保存)。所有样本之间均无血缘关系。PP-Y23试剂盒中的23个Y-STRs基因座包含了法医DNA实验室和现代人群遗传关系研究中最常用的标记。

2实验方法
⑴取0.5ml样品转移至1.5ml的Eppendorf管中，加低渗去离子水至1.5ml，充分混合、震荡，离心5分钟（lOOOOrpm)，弃去上清液，留下沉淀。(2)在含有白细胞核沉淀的Eppendorf管中加入TNE溶液500^ll和蛋白酶K(lOmg/ml) 10^1,震荡，混勾，将沉积管底的白细胞核沉淀弹松，置于56°C恒温水浴箱中温育至少4小时，其间每隔1小时取出样品混勾。裂解的好坏是整个DNA提取的关键步骤。裂解完全的样品应该呈水状，流动性很好，并可见被打碎的沙状颗粒。若消化液粘稠或还含有沉积块状物，则应该增加消化时间或者再加入蛋白酶K消化到上述状态。(3)在消化液中加入等体积的Tris饱和酷，先用较大的力气将体系混勾，然后轻柔的来回颠倒Eppendorf管4-5分钟。（该步骤是关键之一，应严格的控制好摇晃的时间，以保证去除杂质和蛋白的效果）。(4)离心 5 分钟（l0000rpm)。(5)用200^1吸头缓慢将上层水相转移到对应编号的新Eppendorf管，注意勿将两相交界处的白色物质吸出。（消化是否完全能在该步骤体现，若消化完全则两相交界处的白色物质较少，且不容易被吸力带起；消化不完全在吸取上清的时候容易将中间白色物质带起，此时应特别小心，宁可损失部分上清而不要把白色物质吸起)。(6)在水相中加入等体积的氯仿-异戊醇（24: 1)，轻柔的上下颠倒混勾5分钟。(7)离心 5 分钟（lOOOOrpm)。

引言5材料和方法  ......... 18

实验结果 .........27

讨论....... 35

结论.......... 52

讨论

1Y-SNP位点的选择及频率分布
本研究选取的12个Y-SNPs位点覆盖了单倍群C、D、01、02、03五个东亚及东南亚人群特有的主干单倍群，以及单倍群03下面的六个亚群，遵循以下原则：（1)位点所属单体群及其分支在东亚人中常见，各主要人群中变异较小；（2)为保证引物能稳定结合，所选SNPs位点的侧翼序列在一定范围内保持稳定(在引物扩增片段内不存在其它的SNPs位点）；(3)非疾病相关基因内的SNPs位点；⑷所在序列可以设计出短片段扩增引物(50-150bp)，突变可以用微测序法检测；（5)单位点PCR反应扩增效率高；（6)建立复合体系时各引物对之间Tm值接近，形成二级结构尽可能少。段姓就存在多个起源假说，其中一种假说是起源于姬姓，然而中国的100个大姓中有53个据称起源于姬姓。因此，根据Y-SNP单倍群频率的最高分布，我们推断03a*-M324单倍群可能为段姓人群中核心单倍群。

2群体遗传关系分析
本研究中将段姓人群、孔姓人群、随机人群与之前研究中的白族人群进行群体间遗传关系的比较分析，聚类分析结果显示段姓人群与白族人群关系最近，以这两个人群为基点，其次是随机人群和孔姓人群。之前的研宄[74]表明白族人群基因交流复杂，群体特异性不明显；段姓人群与随机人群存在较近的遗传距离，这表明段姓人群在历史长河中，可能由于某些政治、文化等社会因素，以及结合段姓的历史发展，存在一定程度的基因漂流情况，其中改姓和非父遗传也许是段姓产生基因漂流现象的重要原因；段姓与孔姓遗传距离最远，说明这两个姓氏各有各自的起源发展历史。等位基因频率是指某基因座的某一个等位基因在人群中出现的概率，是描述一个人群在该基因座上遗传特征的基本信息。本研究的23个Y-STRs基因座中，段姓人群共检出102种单倍型，单倍型多样性为1，多态性好。从YHRD (YChromosome Haplotype Reference Database)中查询 23 个 Y-STRs 位点的突变率，见表 6。STR位点的突变率越高，其EH和PIC值就越高，该位点的多态性也就越好。结合Y-STR位点的突变率，将段姓人群的EH和PIC值与之对应比较。

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结论

1、本课题研究获得了段姓人群无关个体的12个Y-SNPs位点和23个Y-STRs基因座的群体遗传学数据，系统效能高，为进一步利用提供了实验方法。
2、本课题研究通过结合Y-SNP和Y-STR两个遗传标记，初步掌握段姓人群的遗传特点。父系遗传结构在多样性中存在着基因交流，出现广泛而又集中的分布特点，表明了其多起源而又单一扩张的遗传特点。
3、段姓人群的Y染色体遗传信息具有一定的特异性，多态性好，效率高，对法医学中推测犯罪现场生物学检材所属个体的姓氏或群体来源具有一定的参考价值。 

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 参考文献（略）

本文编号：14691