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大家族中男性Y-STR基因座的突变分析

更新时间:2020-06-04 来源:法制与社会 编辑:古小玉

  遗传基因检测在法医实践应用中得到推广,尤其是亲子鉴定等,均可通过遗传基因检测对被鉴定者之间的生物学差异提供科学的依据。同源基因存在于具有血缘关系的个体之间,血缘关系越近,其同源基因的短串联重复序列(STR)基因座越多。而Y染色体短串联重复序列(STR),也即Y-STR遗传标记通常以单倍型遗传模式,自同一父系传入子系,临床上称之为“姓氏基因”,从而在亲属关系鉴定以及法医个体鉴别上得到广泛应用。本文则选取一王姓大家系中男性Y-STR遗传标记作为研究对象,探索Y-STR基因座在大家系减数分裂等位基因遗传过程中的突变。

  一、资料与方法

  (一)一般资料

  选取一王姓父系家族为大家系,采集大家系内163位男性个体口腔拭子样本,其中含有137个男子为直系父子关系。163位男性共同祖先位王籍公,来在于王籍公第10-15世系的20个4-5代分支家系。

  (二)材料

  试剂盒分别为北京基点认知技术有限公司生产的Goldeneye20A试剂盒;无锡中德美联生物技术有限公司生产的AGCU-Y24荧光检测试剂盒,美国AB公司生产的Yfiler复合扩增试剂盒;遗传分析仪器则选用美国AB公司生产的3500xl遗传分析仪。

  (三)方法

  1. 常染色体STR分型

  首先对163位男性个体口腔拭子样本进行采集,为确定163位男性个体的亲子关系,选用Goldeneye20A试剂盒对样本进行常染色体STR分型鉴定,以确定亲子关系。PCR复合扩增过程则严格按照Goldeneye20A试剂盒的操作说明进行,并选用美国AB公司生产的3500xl遗传分析仪对PCR复合扩增产物进行分离,基因分型则选用GeneMapperID-X开展。

  2. Y-STR遗传标记分型

  Y-STR遗传标记分型数量位22个,均选用AGCU-Y24荧光检测试剂盒(亦称AGCU-Y24体系)进行分型处理。AGCU-Y24体系涵盖Yfiler体系(Yfile复合扩增试剂盒)确认的16个Y-STR遗传标记,其中16个Y-STR遗传标记分别为:DYS391基因座、DYS389I基因座、DYS439基因座、DYS389lI基因座、DYS438基因座、DYS456基因座、DYS458基因座、DYS437基因座、DYS635基因座、DYS448基因座、Y-GATA-H4基因座、DYS19基因座、DYS392基因座、DYS393基因座、DYS390基因座和DYS385a/b基因座。此外,新增6个标记分别为:DYS449基因座、DYS527a/b基因座、DYS447基因座、DYS522基因座、DYS388基因座和DYS444基因座。多拷贝基因座分别为DYS527a/b基因座和DYS385a/b基因座。将上述两个多拷贝基因座分别是为一个完整的基因标记。PCR复合扩增过程则严格按照Goldeneye20A试剂盒的操作说明进行,并选用美国AB公司生产的3500xl遗传分析仪对PCR复合扩增产物进行分离,基因分型则选用GeneM-apperID-X开展。

  3. Y-STR遗传标记突变分析

  比对163个王姓男子个体间AGCU-Y24体系与Yfiler体系之间的单倍型差异率和平均遗传标记差异数量,以此确定Y-STR遗传标记在王姓大家系中单倍型差异,进而确定其突变状况。

  (四)统计学处理

  采用统计学软件SPSS22.0进行数据统计分析,计数资料借助x2检验,用百分比(%)表示;计量资料采用((-)±s)表示,以t检测。其中P<0.05代表差异显着,具有统计学意义。

Y-STR检测试剂盒

  二、结果

  (一)Y-STR遗传标记突变结果

  137对父子对经常染色体STR分型确定其存在父子关系。经Goldeneye20A试剂盒分型确认,在CSF/PO基因座、D8Sll79基因座、PentD基因座以及THO1基因座分别发生1个常染色体STR突变事件,常染色体STR突变事件共计4例。常染色体STR突变平均发生率为1.54×10-3.Y-STR遗传突变事件共计发生15例,其中DYS449基因座发生1例、DYS449基因座发生1例、DYS437基因座发生1例、DYS392基因座发生1例、DYS385a/b基因座发生1例,DYS389I基因座发生2例、DYS458基因座发生2例、DYS444基因座发生2例,DYS527a/b基因座发生4例,Y-STR遗传突变平均发生率为4.98×10-3.不存在常染色体STR和Y-STR同时发生突变的父子对。

  (二)单倍型差异在不同分支家系中的表现

  经AGCU-Y24荧光检测试剂盒(亦称AGCU-Y24体系)进行分型处理,在163个王姓男性个体重,Y-STR单倍型差异共计30种,经Yfile复合扩增试剂盒检测发现,Y-STR单倍型差异共计20种。从王姓家系分支统计发现,其中第二家系、第四家系、第五家系以及第十三家系存在相同的Y-STR单倍型,而第八家系和第十八家系的存在相同的Y-STR单倍型,第九家系、第十家系和第二十家系存在相同的Y-STR单倍型。剩余基因座则检测出连续的等位基因,如在163个王姓男性个体中DYS439基因座分型为等位基因12或13,DYS3891基因座分型为等位基因28、29或30.

  (三)两个Y-STR分型体系的单倍型差异对比

  163位王姓男性个体相互之间的减数分裂次数从1次至28次不等。每个减数分裂次数的样本数目从24个至2080个不等,合计13200个减数分裂次数的样对数。经统计发现,Yfiler体系中RRHD的数值在不同减数分裂次数的样本对间数最小值为0.058,最大值为1.000,Yfiler体系中RRHD的平均数值为0.910;AGCU-Y24体系中RRHD的数值在不同减数分裂次数的样本对间数最小值为0.109,最大值为1.000,AGCU-Y24体系中RRHD的平均数值为0.923;Yfiler体系中ANMD的数值在不同减数分裂次数的样本对间数最小值为0.059个,最大值为9.833个,Yfiler体系中ANMD的平均数值为6.582个;AGCU-Y24体系中ANMD的数值在不同减数分裂次数的样本对间数最小值为0.110个,最大值为14.833个,AGCU-Y24体系中ANMD的平均数值为9.825个;Yfiler体系与AGCU-Y24体系的最大差异值为19个。且Yfiler体系与AGC U-Y24体系检测体系在不同减数分裂次数中的RRHD数值存在显着性差异(P<0.05),具有统计学意义。

  三、讨论

  (一)Y-STR遗传标记在大家系中的突变

  通过本次研究,137对王姓父子对大家系中,常染色体STR突变事件共发生4个,Y-STR突变事件发生15个,无论是常染色体STR突变亦或是Y-STR突变事件均为逐步突变。Y-STR差异在20个分支家系中均呈现连续等位基因,由此可见,Y-STR突变遵循逐步突变模式。在法医个体鉴定和亲子关系鉴定实践中,父系亲缘关系的鉴定会受Y-STR突变的影响,因此在发生1-3个Y-STR遗传标记差异的情况下,应结合常染色体STR突变分型结果予以辅助确定,以此提高基因鉴别的准确性和真实性。

  (二)Y-STR单倍型差异在不同减数分裂中的次数

  本次研究,163个王姓男性个体分型中,AGCU-Y24体系检测出22个Y-STR遗传标记,Yfiler体系检测出16个Y-STR遗传标记。Yfiler体系获取20种单倍型,AGCU-Y24体系获取30种单倍型差异。Yfiler体系中RRHD的平均数值为0.910,AGCU-Y24体系中RRHD的平均数值为0.923,Yfiler体系中ANMD的平均数值为6.582个,AGCU-Y24体系中ANMD的平均数值为9.825个;Yfiler体系与AGCU-Y24体系的最大差异值为19个。上述结果均表明,在多态性以及识别力方面,Yfiler体系与AGCU-Y24体系具有趋同性。王姓大家系中男性个体相互之间的RRHD数值伴随减数分裂次数的增多而增加。

  综上所述,伴随基因技术的不断发展和成熟,生物学关系鉴定逐渐可以依靠基因检测予以确定,在实际中法医个体学鉴定以及亲子关系鉴别等多采用基因检测。其中染色体STR遗传标记在亲子关系鉴别中应用较为广泛,但在单个人的亲缘鉴定过程中,染色体STR遗传标记无法提供排除信息,为提高亲缘关系鉴定的准确性,需要参考亲权概率值予以辅助鉴别,造成检测准确性和实效型不佳。本文通过对Y-STR遗传标记在大家系突变研究发现,无论是常染色体STR突变亦或是Y-STR突变事件均为逐步突变。Y-STR差异在20个分支家系中均呈现连续等位基因,由此可见,Y-STR突变遵循逐步突变模式。Yfiler体系与AGCU-Y24体系检测体系在不同减数分裂次数中的RRHD数值存在显着性差异(P<0.05),具有统计学意义。在多态性以及识别力方面,Yfiler体系与AGCU-Y24体系具有趋同性。由此可见,Y-STR以单倍型遗传模式自父系传入子系,相同父系男性个体的Y-STR基因分型会因Y-STR突变而产生不同,且伴随减数分裂次数的增加,Y-STR基因分型差异也随之增加。在实际应用过程中,可以借助Yfiler体系进行缩减检测范围,开展排查的基础上,利用AGCU-Y24体系提高鉴别的实效性和准确性。

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