短串联重复（short tandem repeat，STR）在人类基因组中分布广泛，是一类具有高度多态性的核苷酸序列，具有易于检测、分型准确快速、自动化和标准化程度高等特点，现已广泛应用于法医学个体识别、亲子鉴定和群体遗传学研究。为保证DNA数据库的有效性和可比对性，目前大部分商品化STR试剂盒均包含美国联邦调查局（Federal Bureau of Investigation，FBI）推荐的13个DNA联合索引系统（combined DNA index system，CODIS）STR基因座。中国作为世界上人口最多的国家，拥有最大的国家执法DNA数据库，获得不同地区不同民族的STR基因座的基因分型和频率对数据库的建设和STR基因座在该人群中的科学准确应用至关重要。

本研究采用Goldeneye?DNA身份鉴定系统20A对1 201例四川汉族无关个体的19个STR基因座（D19S433、D5S818、D21S11、D18S51、D6S1043、D3S1358、D13S317、D7S820、D16S539、CSF1P0、Penta D、vWA、D8S1179、TPOX、Penta E、TH01、D12S391、D2S1338、FGA）的遗传多态性进行检测分析，并与我国其他12个已报道群体的遗传关系进行比较，评估其个体识别、亲子鉴定和群体遗传学研究中的法医学应用价值。

1 材料与方法

1.1 样本

经知情同意，随机采集四川各地区1201例（男性674例，女性527例）汉族无关个体血样1mL，乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）抗凝。

1.2 实验方法

采用Chelex-100法提取基因组DNA。根据试剂盒说明书，采用Goldeneye?DNA身份鉴定系统20A［基点认知技术（北京）有限公司］对19个常染色体STR基因座进行分型，在9700型PCR仪（美国Applied Biosystems公司）上进行PCR扩增。PCR扩增产物在3500xL基因分析仪（美国Applied Biosystems公司）进行电泳分离，原始数据采用GeneMapper?ID-X软件（美国Thermo Fisher Scientific公司）进行等位基因分型。检测时，以9947A DNA为阳性对照，以纯水为阴性对照。

1.3 统计学分析

采用Modified-Powerstate软件[1]进行统计学分析，获得四川汉族人群19个STR基因座的等位基因频率、等位基因数量、杂合度（heterozygosity，HE）、个体识别率（discrimination power，DP）、匹配概率（matching probability，MP）、多态信息含量（polymorphism information contents，PIC）、三联体非父排除率（probability of exclusion of trios-testing，PEtri），二联体非父排除率（probability of exclusion of duos-testing，PEduo），进行Hardy-Weinberg平衡检验，并计算累积个体识别率（cumulative discrimination power，CDP）、累积三联体非父排除率（cumulative probability of exclusion of trios-testing，CPEtri）和累积二联体非父排除率（cumulative probability of exclusion of duos-testing，CPEduo）。与其他12个已报道群体[2-13]共有的19个基因座进行比较，采用Phylip 3.695软件包（Joe Felsenstein编制）计算群体间的Nei’s遗传距离（Rst），应用SPSS 19.0[14]（美国IBM公司）进行多维尺度（multidimensional scaling，MDS）分析和主成分分析（principal component analysis，PCA），应用Mega 7.0软件包[15]分析并构建相邻连接（neighbour-joining，NJ）系统发生树。

2 结 果

2.1 等位基因频率分布

1 201例四川汉族无关个体中，19个STR基因座的等位基因及等位基因频率见表1。共检出245个等位基因，其频率分布于0.0004～0.5291。

表1 四川汉族群体19个STR基因座的等位基因频率Tab.1 Allele frequencies of 19 STR loci in Sichuan Han population （n=1201）D19S433等位基因9 10 11 12 12.2 13 13.2 14 14.2频率0.0004 0.0004 0.0067 0.0396 0.0054 0.2943 0.0500 0.2402 0.1082 D21S11等位基因27 27.2 28 28.2 29 29.2 30 30.2 30.3频率0.0008 0.0004 0.0483 0.0096 0.2635 0.0021 0.2685 0.0112 0.0029 D13S317等位基因D8S1179等位基因6 7 8 9 1 0 8 9 1 0 11 12 13 14频率0.0004 0.0025 0.3077 0.1511 0.1445 0.2086 0.1353 0.0400 0.0087 11 12 13 14 15 16频率0.0004 0.0004 0.1236 0.0974 0.1236 0.2040 0.1857 0.1778 0.0712 vWA等位基因13 14 15 16 17 18 19 20 21频率0.0025 0.2560 0.0341 0.1644 0.2398 0.1894 0.0974 0.0142 0.0021

续表1Continued 等位基因15 15.2 16 16.2 17 17.2 18.2 D5S818等位基因频率0.0737 0.1353 0.0087 0.0321 0.0004 0.0042 0.0004 7 8 9 1 0 11 12 13 14 D18S51等位基因10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 28 D3S1358等位基因12 13 14 15 16 17 18 19频率0.0225 0.0058 0.0762 0.1998 0.3072 0.2386 0.1386 0.0112频率0.0017 0.0021 0.0429 0.1769 0.2186 0.1774 0.1303 0.0770 0.0491 0.0408 0.0258 0.0233 0.0221 0.0062 0.0029 0.0025 0.0004频率0.0008 0.0004 0.0383 0.3439 0.3147 0.2352 0.0624 0.0042 D21S11等位基因31 31.2 32 32.2 33 33.1 33.2 34 34.2 D6S1043等位基因频率0.0974 0.0754 0.0283 0.1366 0.0042 0.0004 0.0425 0.0012 0.0067 8 9 1 0 11 12 12.3 13 14 15 16 17 17.3 18 18.2 19 20 20.3 21 21.3 22.3 D7S820等位基因频率0.0008 0.0012 0.0291 0.1170 0.1249 0.0008 0.1216 0.1520 0.0200 0.0017 0.0404 0.0008 0.1765 0.0025 0.1511 0.0483 0.0017 0.0075 0.0012 0.0008 7 8 9 9.1 9.2 9.3 10 10.1 11 12 13 14频率0.0012 0.1461 0.0620 0.0042 0.0008 0.0004 0.1628 0.0017 0.3522 0.2261 0.0375 0.0050 D13S317等位基因16 D16S539等位基因频率0.0012 7 8 9 1 0 11 12 13 14频率0.0004 0.0058 0.2490 0.1232 0.2694 0.2327 0.1032 0.0162 CSF1PO等位基因7 8 9 1 0 11 12 13 14 15 Penta D等位基因6 7 8 9 1 0 11 12 13 14 15 16 TPOX等位基因7 8 9 1 0 11 12 13频率0.0054 0.0029 0.0458 0.2373 0.2498 0.3789 0.0679 0.0112 0.0008频率0.0021 0.0117 0.0491 0.3405 0.1245 0.1407 0.1682 0.1191 0.0300 0.0117 0.0025频率0.0008 0.5291 0.1241 0.0196 0.3052 0.0208 0.0004 D8S1179等位基因17 18 Penta E等位基因4 4.1频率0.0137 0.0021 5 7 8 9 1 0 11 12 13 14 15 16 17 18 18.4 19 19.4 20 21 22 23 24 25 26 27 D12S391等位基因15 16 17 18 18.3 19 19.3 20 21 22 23 24 25 26频率0.0004 0.0004 0.0512 0.0008 0.0071 0.0104 0.0458 0.1545 0.1224 0.0562 0.0870 0.0849 0.0833 0.0649 0.0612 0.0012 0.0558 0.0012 0.0508 0.0237 0.0187 0.0087 0.0062 0.0012 0.0012 0.0004频率0.0133 0.0079 0.0808 0.2281 0.0008 0.2023 0.0004 0.1736 0.1257 0.0920 0.0466 0.0179 0.0079 0.0025 TH01等位基因5 6 7 7.3 8 9 9.3 10 12 D2S1338等位基因15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 FGA等位基因18 19 20 20.2 21 21.2 22 22.2 23 23.2 24 24.2 25 25.2 26 27 28频率0.0004 0.0958 0.2727 0.0008 0.0508 0.5025 0.0387 0.0379 0.0004频率0.0004 0.0129 0.0654 0.1153 0.1928 0.1207 0.0333 0.0529 0.1903 0.1395 0.0654 0.0087 0.0021 0.0004频率0.0246 0.0550 0.0550 0.0004 0.1141 0.0042 0.1828 0.0042 0.2136 0.0075 0.1603 0.0112 0.1012 0.0042 0.0462 0.0112 0.0033

2.2 群体遗传学参数

四川汉族19个STR基因座的群体遗传学参数见表2。其中，各基因座等位基因数量7～26个，HE为0.6170～0.9151，DP为0.7774～0.9865，MP为0.0135～0.2226，PIC为0.5464～0.9108，PEtri为0.3118～0.8263，PEduo为 0.197 9～0.712 1。经 Hardy-Weinberg平衡检验，所有基因座P值均大于0.05，为0.080 7～0.983 1，各基因座基因型分布情况符合Hardy-Weinberg平衡。CDP为0.999 999 999 999 999 999 999 991，CPEtri为0.，CPEduo为0.。

2.3 13个群体间的遗传距离及系统发生树

根据四川汉族与其他12个已报道群体间[2-13]的19个STR基因座计算得到Nei’s遗传距离（表3）。表3可见，四川汉族与湖北汉族差异最小（Rst=0.0017），与先前报道的其他汉族群体[2-5，7-8，10-11，13（]0.002 0＜Rst＜0.015 4）、云南白族[6（]Rst=0.004 6）及海南黎族[12（]Rst=0.0286）遗传距离较近，与新疆维吾尔族差异最大（Rst=0.045 2）。根据四川汉族与12个群体间的遗传距离构建的系统发生树见图1。图中，新疆维吾尔族单独聚类，四川汉族与其他11个群体聚为一类。MDS分析结果显示，四川汉族与四川汉族1、湖北汉族、云南汉族、重庆汉族、上海汉族和福建汉族在MDS图上分布在图中心偏上且聚为一簇，海南黎族位于图左上象限，而新疆维吾尔族位于左下象限（图2）。在人群PCA分析图上可见新疆维吾尔族和海南黎族分布位置相对较远，四川汉族与其他10个群体相对聚集（图3）。

表2 四川汉族19个STR基因座的群体遗传学参数Tab.2 Population genetic parameters of 19 STR loci in Sichuan Han population注：HE，杂合度；MP，匹配概率；DP，个体识别率；PIC，多态信息含量；PEtri，三联体非父排除率；PEduo，二联体非父排除率。1）表示Hardy-Weinberg平衡检验。P值1）0.9505 0.7868 0.6252 0.0807 0.9713 0.8191 0.8275 0.7730 0.5100 0.3563 0.4949 0.5605 0.6101 0.6669 0.7988 0.7548 0.8235 0.9831 0.8162基因座D19S433 D5S818 D21S11 D18S51 D6S1043 D3S1358 D13S317 D7S820 D16S539 CSF1PO Penta D vWA D8S1179 TPOX Penta E TH01 D12S391 D2S1338 FGA数量16 8 18 17 20 8 10 12 8 9 1 1 9 1 1 7 2 6 9 1 4 14 18 HE 0.8160 0.7802 0.8143 0.8768 0.8743 0.7252 0.8010 0.7685 0.7777 0.7194 0.7952 0.8102 0.8526 0.6170 0.9151 0.6545 0.8460 0.8668 0.8609 MP 0.0577 0.0793 0.0532 0.0366 0.0298 0.1303 0.0705 0.0850 0.0801 0.1139 0.0629 0.0688 0.0437 0.2226 0.0135 0.1684 0.0437 0.0324 0.0341 DP 0.9423 0.9207 0.9468 0.9634 0.9702 0.8697 0.9295 0.9150 0.9199 0.8861 0.9371 0.9312 0.9563 0.7774 0.9865 0.8316 0.9563 0.9676 0.9659 PIC 0.7921 0.7502 0.7973 0.8436 0.8603 0.6715 0.7695 0.7387 0.7514 0.6862 0.7788 0.7741 0.8281 0.5464 0.9108 0.6112 0.8244 0.8523 0.8482 PEtri 0.8160 0.5628 0.6259 0.7483 0.7432 0.4684 0.6009 0.5420 0.5583 0.4589 0.5901 0.6180 0.7000 0.3118 0.8263 0.3614 0.6869 0.7282 0.7166 PEduo 0.4692 0.3987 0.4784 0.5597 0.5902 0.3025 0.4264 0.3854 0.3980 0.3203 0.4465 0.4321 0.5235 0.1979 0.7121 0.2521 0.5204 0.5748 0.5684

表3 四川汉族已报道的12个群体间19个STR基因座计算得到的Nei’s遗传距离（Rst）Tab.3 Nei’s genetic distances calculated from 19 STR loci between Sichuan Han and 12 previously reported populations注：“-”表示无数救禾逅拇ê鹤逅拇ê鹤?福建汉族山东汉族贵州汉族云南白族云南汉族重庆汉族新疆维吾尔族上海汉族湖北汉族海南黎族江苏汉族四川汉族0.0000 0.0046 0.0034 0.0154 0.0137 0.0046 0.0020 0.0031 0.0452 0.0031 0.0017 0.0286 0.0098四川汉族1[2]福建汉族[3]山东汉族[4]贵州汉族[5]云南白族[6]云南汉族[7]重庆汉族[8]新疆维吾尔族[9]上海汉族[10]湖北汉族[11]海南黎族[12]江苏汉族[13]--0.0063 0.0191 0.0173 0.0075 0.0040 0.0046 0.0461 0.0055 0.0043 0.0319 0.0156 0.0077 0.0048 0.0040 0.0471 0.0052 0.0029 0.0310 0.0161 0.0151 0.0164 0.0605 0.0151 0.0139 0.0546 0.0143 0.0146 0.0582 0.0170 0.0133 0.0404 0.0060 0.0426 0.0053 0.0045 0.0377 0.0469 0.0034 0.0019 0.0294 0.0041 0.0029 0.0305 0.0444 0.0871 0.0371

图1 13个中国群体的系统发生树Fig.1 Phylogenetic tree of 13 Chinese populations

图2 13个中国群体的MDS分析Fig.2 MDS analysis of 13 Chinese populations

图3 13个中国群体的PCA分析Fig.3 PCA analysis of 13 Chinese populations

3 讨 论

四川省位于中国西南腹地，东邻重庆，西衔西藏，北接甘肃、陕西、青海，南连云南、贵州。四川为多民族聚居地，据第六次人口普查数据，此地居住人口超过8 041万人，其中汉族人口约占94%，其余55个少数民族约490.8万人常住于此[16]。汉族和少数民族间的起源和基因的遗传多样性一直是近年来的研究热点，作为中国连接要塞的四川，明确其汉族人群的遗传多态性和邻近群体的遗传关系对准确评估涉及四川汉族人群的亲权鉴定、个体识别、数据库建设和群体遗传学探究有重要意义。

本研究结果显示，四川汉族群体在19个STR基因座上都符合Hardy-Weinberg平衡定律，表明采样随机，符合群体统计分析要求，分型数据可信。本研究中，除TPOX基因座外，其他基因座的DP均大于0.8，具有高度多态性。且按照乘积定律计算，这19个STR基因座CDP高达0.999 999 999 999 999 999 999 991，CPEtri为 0.999 999 996 093 037，CPEduo为 0.999 993 12。本研究结果表明，Goldeneye?DNA身份鉴定系统20A在四川汉族人群中具有高度的多态性和较好的鉴别能力，适用于该地区群体法医学个体识别和亲权鉴定案件评估。

通过四川汉族与已报道的12个群体之间的遗传距离比较，与新疆维吾尔族显示出较大的遗传差异，其次是海南黎族（Rst=0.0286）、山东汉族（Rst=0.0154）、贵州汉族（Rst=0.0137）、江苏汉族（Rst=0.0098）和云南白族（Rst=0.004 6）。与湖北汉族遗传距离最小（Rst=0.001 7），其次是云南汉族（Rst=0.002 0）、重庆汉族（Rst=0.0031）、上海汉族（Rst=0.0031）和福建汉族（Rst=0.0034）。这些群体中，新疆维吾尔族属于阿尔泰语系，而其他群体属于汉藏语系，这可能与不同语系群体之间具有遗传差异有关。山东、贵州和海南因其特殊的地理结构和位置，对其与其他地区群体基因交流有一定的影响，故遗传距离相对较远。而与四川汉族遗传距离小的群体均为地理邻近种群。此外，也可能与清初时期“湖广填四川”的历史沿革有关[17]。地理邻近和群体混合更易产生基因交流，所以群体间共享相同的等位基因频率高，表现为遗传距离相对较近[18]。

综上所述，本研究通过对四川汉族人群19个常染色体STR基因座的遗传多态性进行调查，获得了该群体的等位基因分布等遗传多态性数据，并与不同地域不同群体进行遗传关系比较分析表明，GoldeneyeTM20A身份鉴定检测系统19个STR基因座在四川汉族人群中具有高度的多态性和较好的鉴别能力，为该地区法医学个体识别、亲权鉴定和群体遗传学研究提供了数据基础。

[1] 赵方，伍新尧，蔡贵庆，等.Modified-Powerstates软件在法医生物统计中应用[J].中国法医学杂志，2003，18（5）：297-298，312.doi：10.3969/ F，WU X Y，CAI G Q，et of Modified-Powerstates software in forensic biostatistics[J].Zhongguo Fayixue Zazhi，2003，18（5）：297-298，312.

[2] 江继平，王庆红，张海军，等.四川汉族群体19个STR基因座遗传多态性[J].中国法医学杂志，2012，27（3）：：10.3969/ J P，WANG Q H，ZHANG H J，et polymorphism of 19 STR loci in Sichuan Han population[J].Zhongguo Fayixue Zazhi，2012，27（3）：236-237.

[3] 王坤，韩俊永，陈金烟，等.福建汉族人群20个常染色体STR基因座遗传多态性分析及法医学应用[J].福建医药杂志，2018，40（2）： K，HAN J Y，CHEN J Y，et polymorphism analysis and forensic application of 20 autosomal STR loci in Fujian Han population[J].Fujian Yiyao Zazhi，2018，40（2）：114-117.

[4] 张茂修，韩淑毅，高洪梅，等.山东汉族人群19个STR基冈座的遗传多态性[J].法医学杂志，2013，29（6）：440-443，446.doi：10.3969/ M X，HAN S Y，GAO H M，et polymorphisms of 19 STR loci in Shandong Han population[J].Fayixue Zazhi，2013，29（6）：440-443，446.

[5] 赵勤松，任峥，张红玲，等.贵州汉族19个STR基因座多态性及法医学应用[J].法医学杂志，2017，33（4）：：10.3969/ Q S，REN Z，ZHANG H L，et of 19 STR loci in Guizhou Han population and their forensic application[J].Fayixue Zazhi，2017，33（4）：388-392.

[6] LI Y，HONG Y，LI X，et frequency of 19 autosomal STR loci in the Bai population from the southwestern region of mainland China[J].Electrophoresis，2015，36（19）：：10.1002/elps..

[7] 黄磊，陈雪云，向超杰，等.云南汉族人群19个STR基因座遗传多态性[J].中国法医学杂志，2016，31（2）：187-188，191.doi：10./ L，CHEN X Y，XIANG C J，et polymorphism of19 STR loci in Yunnan Han population[J].Zhongguo Fayixue Zazhi，2016，31（2）：187-188，191.

[8] ZOU X，LI Y，LI P，et polymorphisms for 19 autosomal STR loci of Chongqing Han ethnicity and phylogenetic structure exploration among 28 Chinese populations[J].Int J Legal Med，2017，131（6）：：10.1007/s00414-017-1577-7.

[9] 陈鹏宇，王斌，韩岩岩，等.新疆维吾尔族群体19个STR基因座遗传多态性[J].遵义医学院学报，2016，39（5）：：10.3969/ P Y，WANG B，HAN Y Y，et al.Study of genetic polymorphism of 19 STR loci in Xinjiang Uyghur population[J].Zunyi Yixueyuan Xuebao，2016，39（5）：491-496.

[10]XIE J，SHAO C，ZHOU Y，et distribution on 20 STR loci from the Han population in Shanghai，China[J].Forensic Sci Int Genet，2014，9：：10.1016/

[11]XIAO C，ZHANG W，WEI T，et data of 21 autosomal STR loci in Chinese Han population from Hubei Province in Central China[J].Forensic Sci Int Genet，2016，20：：10.1016/

[12]GUO Y，GUO J，LIU Y，et polymorphic investigation of 21 autosomal short tandem repeat loci in the Chinese Li ethnic group[J].Forensic Sci Int Genet，2016，24：：10.1016/

[13]居晓斌，潘猛，刘燕婷，等.江苏人群19个STR基因座的遗传多态性[J].南京医科大学学报（自然科学版），2014，34（6）：750-754，792.doi：10.7655/NYDXBNS .JU X B，PAN M，LIU Y T，et al.The polymorphism distributions of nineteen STR loci in Jiangsu population[J].Nanjing Yikedaxue Xuebao（Natural sciences），2014，34（6）：750-754，792.

[14]GREEN S B，SALKIND N J.Using SPSS for Windows and Macintosh：Analyzing and understanding data[M].New Jersey：Prentice Hall Press，2010.

[15]KUMAR S，STECHER G，TAMURA K.MEGA7：Molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets[J].Mol Biol Evol，2016，33（7）：：10.1093/molbev/msw054.

[16]中华人民共和国国家统计局.国家数据[DB/OL].[2020-04-27]. Bureau of Statistics of data[DB/OL].[2020-04-27]. uery.htm?cn=E0103&zb=A0301®=&sj=2019.

[17]张敏，柯立，孙上茜.明末清初“湖广填四川”人口迁徙及其影响[J].常熟理工学院学报，2008，22（5）：96.doi：10.3969/ M，KE L，SUN S Q.“Hu-Guang fills Sichuan”in late Ming and early Qing Dynasties and its effects[J].Changshu Ligong Xueyuan Xuebao，2008，22（5）：96.

[18]CAO Y，LI L，XU M，et al.The ChinaMAP analytics of deep whole genome sequences in 10，588 individuals[J].Cell Res，2020.doi：10.1038/s-020-0322-9.

文章来源：四川政报 网址: http://sczb.400nongye.com/lunwen/itemid-36325.shtml

上一篇： 四川省人民政府印与解放初四川政权建设
下一篇： 《四川政报》2003年目录索引