基于高密度SNP数据的东亚人群遗传结构研究

目的 东亚疆域辽阔,民族众多,有着广泛多样的语言。中国34个省级行政区可划分为7个地理分区,人群主要分属世界七大语系。已有研究主要集中在东亚人群的起源、迁徙、融合等遗传历史。本文基于5 147份世界人群个体的高密度单核苷酸多态性（SNP）数据,从地域及语言两个角度研究东亚人群尤其是中国人群与世界其他人群的遗传关系,研究中国人群的遗传关系和遗传结构。方法 收集了5 147份世界人群个体的高密度SNP数据,并对其进行质控、合并。通过频率差异分析方法对最终获得的32 789个SNP进行统计学检验,并进一步使用主成分分析、系统发育树、祖先成分分析和D检验统计等方法,对东亚人群与世界其他人群的遗传关系,以及中国人群的遗传关系和遗传结构进行研究。结果 研究发现东亚人群与非洲、美洲和欧洲人群存在显著差异。中国人群可分为7个亚群,不同人群间的遗传聚类与其地理分布、语系语族和族源历史有很强的相关性。结论 本文研究了中国人群与世界人群的遗传关系和差异,并系统研究了中国人群的遗传亚结构。这将丰富东亚人群的群体遗传学、法医遗传学等研究基础,为个体化医疗等工作提供数据支撑。     

赣南地区汉族人群29个Y-STR基因座的遗传多样性及系统进化分析

研究赣南地区汉族人群29个Y-STR基因座的遗传多态性以及与国内多个民族群体的遗传关系,探讨其在群体遗传学和法医学中的实际应用价值。采用DNATyperTM Y29试剂盒对1532例赣南地区健康男性无关个体进行Y-STR基因座扩增,3730型遗传分析仪进行毛细管电泳检测,运用GeneMapper IDX1.4软件对数据结果进行Y-STR分型,计算29个Y-STR基因座的等位基因频率及单倍型频率等遗传学参数。应用Mega-X软件对选取的群体构建进化树,用YHRD在线工具软件的分子方差分析(AMOVA),计算群体间遗传距离,同时构建多维尺度图(MDS)。经分析,29个Y-STR基因座在赣南汉族人群中的基因多样性(GD)值范围为0.3815~0.8766,除了DYS508、DYS437、DYS391和DYS438基因座外,其余25个基因座GD值均高于0.5,且单倍型多样性为0.999924,表明29个Y-STR基因座在赣南汉族人群中有较高的遗传多态性。与其他地区汉族人群比较,赣南汉族与福建汉族遗传距离最近(遗传距离Rst值是0.0002),与黑龙江汉族遗传距离最远(Rst值是0.0249);与其他地区少数民族人群比较,赣南汉族与云南白族遗传距离最近(Rst值是0.0059),与甘孜藏族遗传距离最远(Rst值是0.4689)。研究表明,这29个Y-STR基因座在赣南汉族人群中具有较好的遗传多态性分布,能够满足家系排查及法医学检案的要求,所得的数据可为该地区的群体遗传学和法医学研究与应用提供基础数据支持。     

德州汉族人群37个Y⁃STR基因座遗传多态性分析

调查德州汉族人群598名男性无关个体37个Y-STR基因座的遗传多态性,分析其在法医学和群体遗传学方面的应用价值,用AGCU Y37荧光检测试剂盒对德州汉族群体的37个Y-STR基因座进行扩增,用3500xL基因分析仪对其进行检测。用MEGA 7.0软件,通过邻接法（neighbor-joining, NJ）构建德州汉族群体和其他15个参考群体的系统发生树,探索群体间的遗传关系。结果共检出593种单倍型,基因多样性（genetic diversity, GD）值为0.113 9（DYS645）～0.971 4（DYS385a/b）,单倍型多样性（haplotype diversity, HD）和识别能力（discriminative capacity, DC）分别为0.999 971 989和0.991 6。结果表明,这37个Y-STR基因座在德州汉族人群中有较高的多态性分布。群体遗传分析中,遗传距离、多维尺度分析( multi-dimensional scaling,MDS) 和系统发生树分析结果表明,德州汉族与其他地区的汉族群体遗传距离更近。不同群体的遗传特征与语系划分、历史形成、地理分布等方面具有一致性。研究结果可为德州汉族人群的法庭科学和群体遗传学研究提供基础数据支持。     

陕西渭南地区汉族人群17个Y-STR基因座多态性及遗传关系分析

调查陕西渭南地区汉族群体17个Y-STR基因座的多态性,探讨其群体遗传学及法医学应用价值。应用Y-fi ler荧光标记复合扩增系统,对413名陕西渭南地区汉族无关男性个体17个Y-STR基因座进行复合扩增,用ABI3130遗传分析仪进行基因分型,计算各基因座的群体遗传学参数,并结合已经发表的其他10个群体相应基因座的单倍型资料,分析各群体间的遗传距离。413名陕西渭南汉族个体共检出405种单倍型,其中397种单倍型仅出现1次,单倍型多样性达0.9999,基因多样性(GD)为0.4130(DYS391)~0.9734(DYS385a/b),累计GD值为0.9999。遗传距离分析提示,陕西渭南汉族与辽宁满族的遗传距离最小(0.00110),与青海藏族的遗传距离最大(0.22333)。结果表明,17个Y-STR基因座在陕西渭南汉族群体中具有丰富的遗传多态性和较高的非父排除能力,在法医学和人类群体遗传学研究中具有重要价值。     

用毛细管电泳技术对北京汉族人群9个STR基因座遗传多态性的研究

为对北京汉族D3S1358、vWA、FGA、D8S1179、D21S11、D18S51、D5S818、D13S317及D7S820等9个STR基因座的遗传多态性进行群体遗传学研究,利用荧光标记复合扩增及毛细管电泳自动荧光检测的方法,对236名无关个体获得9个STR基因座等位基因的分布频率,结果均符合Hardy-Weinberg平衡.计算了各基因座的杂合度（H）、个人识别能力（DP）、偶合率（PM）、非父排除率（EPP）和多态性信息总量（PIC）等群体遗传学数据.结果表明,这9个STR基因座多态性好,灵敏度高,可用于人类遗传分析及法医学中的亲子鉴定和个人识别.     

西南地区6种魔芋属植物基于cpDNA序列的遗传多样性研究

研究野生作物资源的遗传变异及分化机制对种质资源的收集与改良具有重要意义。魔芋是我国西南地区的特色经济作物,但由于受到人为活动干扰,野生种群不断衰退。为评估西南地区魔芋属(Amorphophallus)野生群体的遗传多样性,探究代表性物种的系统发育地位,该研究利用3个叶绿体DNA(cpDNA)片段,分析了魔芋6个物种的遗传多样性,重建了种间系统发育关系。结果表明:(1)西南地区野生魔芋群体的遗传多样性普遍较低,虽然单倍型多样性(H_d)均值为0.428,但近一半群体只有1个单倍型,6个物种整体水平上的单倍型多样性在0.704到0.983之间。(2)在6个物种间检测到高水平的遗传分化,遗传分化系数(F_ST)值在0.481到0.967之间。(3)系统发育分析表明,选取的27个魔芋种主要聚成3个分支:非洲分支、东南亚分支和东亚大陆分支。疣柄魔芋(A. paeoniifolius)隶属于东南亚分支,而东亚大陆分支A包含花魔芋(A. konjac)和西盟魔芋(A. krausei),东亚大陆分支B由东亚魔芋(A. kiusianus)、滇魔芋(A. yunnanensis)和东京魔芋(A. tonkinensis)构成。生境隔离与人为干扰造成了西南地区野生魔芋群体较低的遗传多样性,魔芋属东亚大陆分支的分化可能与早期的快速扩张和生态适应有关。该研究为西南地区魔芋资源的合理保护、可持续利用和杂交育种提供了参考资料。     

山西汉族17个Y-STR基因座遗传多态性及遗传关系

为了调查山西汉族群体17个Y-STR基因座的多态性分布,探讨其群体遗传学及法医学应用价值,文章应用Y-filer TM试剂盒检测222名山西汉族无关男性个体的17个Y-STR基因座,用ABI3130遗传分析仪进行基因分型,计算等位基因频率及单倍型多样性,并结合已公开发表的国内其他13个群体相关数据资料,分析山西汉族群体遗传距离和聚类关系。结果:山西汉族个体中共检出219种单倍型,单倍型多样性为0.9999;基因多样性GD值在0.3894(DYS391)~0.9755(DYS385a/b)。从遗传距离分析发现,山西汉族与吉黑汉族之间的遗传距离最近(?0.0001),与台湾群体(0.0152)之间的遗传距离相对较远。结果表明该17个Y-STR基因座在山西汉族群体中具有丰富的遗传多态性,对建立Y染色体STR数据库、研究群体遗传学和进行法医学应用有重要意义。     

云南泸西汉族17个Y-STR基因座多态性及遗传关系分析

调查云南泸西县汉族群体17个Y-STR基因座的多态性分布, 探讨其群体遗传学及法医学应用价值。应用AmpF?STR?Yfiler荧光标记复合扩增系统扩增156名汉族无关男性个体的17个Y-STR基因座, 用ABI3100遗传分析仪进行基因检测, 计算等位基因及单倍型频率, 并结合已公开发表的国内外其他16个群体的遗传学资料, 分析各群体间的遗传距离。云南泸西汉族男性群体中, 共观察到154种单倍型, 其中152种为仅观察到1次的单倍型, 2种单倍型观察到2次, 单倍型多样性(HD)值为0.9998, 基因多样性(GD)值在0.3901(DYS437)—0.9632(DYS385a/b)。17个群体遗传距离分析提示, 国内人群云南泸西汉族与湖南汉族的遗传距离最小(0.005), 与闽南汉族的遗传距离最大(0.035); 在中国周边群体中,云南泸西汉族与新加坡华人的遗传距离最小(0.015), 与日本人和马来西亚印度人群的遗传距离最大(0.060)。结果表明, 17个Y-STR基因座在云南泸西汉族中具有较高的遗传多态性, 适用当地的法医学应用。与其他民族群体的遗传多样性比较, 对了解各群体的起源、迁徙及相互关系有重要意义。     

福建畲族群体17个Y-STR基因座单倍型及遗传关系

应用Y-filerTM试剂盒及基因分型技术,检测152份福建畲族无关男性个体17个Y-STR基因座的多态性分布,计算等位基因频率及单倍型多样性,并结合已公开发表的其他11个群体相应基因座的单倍型资料,分析福建畲族群体遗传距离和聚类关系。福建畲族DYS385a/b基因座检出50种单倍型,其余15个Y-STR基因座分别检出3-11个等位基因,基因多样性GD值在0.4037(DYS391)～0.9725(DYS385a/b);观察到DYS19和DYS390基因座双等位基因和DYS385a/b基因座三等位基因,以及DYS448等部分基因座出现的"off-ladder"等位基因现象。17个Y-STR基因座共同构成的单倍型144种,其中138种单倍型出现1次,5种出现2次,1种出现4次,累计GD值为0.9990。从遗传距离分析发现,福建畲族与浙江汉族之间的遗传距离最近(0.0042),与青海藏族(0.2378)之间的遗传距离相对较远。福建畲族最靠近由台湾群体、浙江汉族、南方汉族等典型南方汉族群体聚成的分支区域。结果表明该17个Y-STR基因座在福建畲族群体中具有丰富的遗传多态性,对建立Y染色体STR数据库,研究群体遗传学和进行法医学应用有重要意义。     

铜川汉族人群38个Y-STR基因座多态性调查

Y染色体上的短串联重复序列（Y chromosome short tandem repeats, Y-STRs）在法医鉴定,尤其是混合斑中男性成分的检测分析和家系排查中具有重要作用。随着Y-STR试剂盒的不断推出和数据库的建立,国内外针对不同地区和群体的Y-STR多态性研究日益增多,而有关铜川汉族Y-STR研究鲜有报道。基于此,采用YfilerTM Platinum复合扩增试剂盒对陕西铜川汉族669名无关男性个体进行38个Y-STR基因座遗传多态性调查,并探索铜川地区汉族与其他群体之间的遗传关系。调查共检出657种单倍型,单倍型多样性和识别能力分别为0.999 937 345和0.982 1。38个Y-STR基因座共检出428个等位基因,基因多样性值在0.108 9（DYS645）~0.969 9（DYS385）。群体遗传分析中,多维尺度分析（multi-dimensional scaling, MDS）和系统发育树分析结果显示铜川汉族与其他地区的汉族群体遗传距离更近。综上,研究结果中38个Y-STR基因座在铜川汉族群体中具有较高的遗传多态性,适合铜川地区法庭科学应用。     

Comprehensive Analysis of UGT1A1 Genetic Polymorphisms in Chinese Tibetan and Han Populations

The study of polymorphism of the UGT1A1 gene has not been reported in the Chinese Tibetan population, and there are no comparisons of genetic polymorphism in the gene between Chinese Han and Tibetan populations. In this study, we directly sequenced the functional regions of the UGT1A1 gene in 200 unrelated healthy Chinese volunteers, detecting 20 variations (including five novel ones). The distributions of allele and genotype frequencies differ between the two groups. UGT1A1*6 is the major reduced functional variant in the populations, and the *27 allele was detected only in the Han group. Differences in the frequencies of the UGT1A1*6/*63 genotype between the Tibetan and Han populations were statistically significant (P?=?0.009). Our genetic data might provide fundamental information for the advance of personalized medicine and will facilitate genotype-phenotype studies in larger populations.     

Forensic characteristic and population structure dissection of Shaanxi Han population in the light of diallelic deletion/insertion polymorphism data

The genetic polymorphisms of diallelic deletion/insertion polymorphic (DIP) loci in the Shaanxi Han population are still not clearly characterized. Herein, allele frequencies and forensic application efficiencies for 30 diallelic DIP loci were investigated in 506 unrelated healthy Han individuals from Chinese Shaanxi province. Based on population data of the same 30 diallelic DIP loci, the genetic differentiations, hierarchical clustering relationships and population architectures among Shaanxi Han and other 50 populations were further dissected through genetic and bioinformatics analyses. Results indicated that most of the 30 diallelic DIP loci were relatively high polymorphisms in the Shaanxi Han population; and there were the genetically intimate relationships between Shaanxi Han and the East Asian populations. In summary, this study provided significant insights into genetic background of Shaanxi Han population, and the multiplex amplification of these 30 diallelic DIP loci was appropriate for forensic individual identification and population genetic research in Shaanxi Han population.     

湖南省汉族人群15个STR基因座多态性分析

应用美国AmpFISTR Indentifiler荧光标记复合扩增试剂盒,结合PE9700型PCR仪和美国ABI公司310型遗传分析仪,对湖南汉族人群D8S1179、D21S11、D7S820、CSF1PO、D3S1358、TH01、D13S317、D16S539、D2S1338、D19S433、vWA、TPOX、D18S51、D5S818和FGA共15个STR基因座进行多态性调查分析．结果显示15个STR基因座的基因型分布符合Hardy．Weinberg平衡。其杂合度（H）介于0．593～0．900,多态信息含量（PIC）介于O．54～0．85,个体识别力（DP）介于0．780～0．963,非父排除率（PE）介于0．282～0．785,累计个体识别力为（1～1．6×10^-17）〉0．99999999。累计非父排除率为0．9999995．证明15个STR基因座在湖南省汉族人群中具有较高的多态性。可应用于该地区群体学研究、法医学个体识别和亲权鉴定等．     

西北汉族人群D10S1248、D2S441、D1S1677、D9S1122、D10S1435等5个miniSTR基因座的遗传多态性及其法医学应用

为了调查D10S1248、D2S441、D1S1677、D9S1122、D10S1435等5个miniSTR(mini short tandem repeats)基因座在西北汉族人群中的遗传多态性、遗传稳定性及其在陈旧降解检材中的法医学应用价值, 文章采用荧光PCR和基因分型技术对西北汉族154份无关个体血样、10个家系血液样本及10份陈旧降解检材进行片段长度分析。在西北汉族人群中, 5个miniSTR基因座分别检测出了8、7、7、6、7个等位基因, 等位基因频率分布符合Hardy-Weinberg平衡定律, 杂合度(Heterozygosity, H)为0.662~0.792, 个人识别率(Power of discrimination, PD)为0.869~0.915, 非父排除率(Power of exclusion, PE)为0.382~0.585, 多态信息含量(Polymorphism informa-tion content, PIC)为0.650~0.750。家系和陈旧降解检材的研究表明, 5个miniSTR基因座具有高度的遗传稳定性, 可对陈旧降解检材DNA进行有效的分型。5个miniSTR基因座适合作为西北汉族人群的遗传标记, 用于陈旧降解检材的法医学个人识别和亲权鉴定案件中。     

Systematic polymorphism analysis of the CYP2C9 gene in Chinese Han and Tibetan populations

Study about polymorphism of the CYP2C9 was not reported in the Chinese Tibetan population and there was no comparison of genetic polymorphism pattern of CYP2C9 between Chinese Han and Tibetan populations. Here we screened the genetic polymorphisms of functional regions of the CYP2C9 in 100 unrelated healthy Chinese Han and Tibetan volunteers, respectively, using direct sequencing. A total of 20 variants were detected and there were different distribution of allelic and genotype frequencies, linkage disequilibrium patterns, haplotype structures and htSNPs between the two populations. CYP2C9*3 is a major functional variant of CYP2C9 in the two populations and *11 allele was only detected in Tibetan population. The determined genetic information of CYP2C9 in Chinese Han and Tibetan populations might serve as a baseline for larger studies on determining metabolic phenotypes of CYP2C9 substrate drugs and also provide important data for the advance of personalized medicine in Chinese Han and Tibetan populations.     

中国南北方汉族人群DNA甲基化表观遗传差异研究

目的 族群地域、体貌特征等表型是基因型与环境共同作用的结果。大量基因组学研究表明,汉族人群具有混合特征,内部存在明显的南北遗传差异。本研究旨在探索研究表观基因组在中国南北方汉族人群之间是否存在差异,并筛选差异遗传位点。方法 使用GLINT软件对483份汉族样本的全基因组甲基化芯片数据进行EWAS分析,使用Lasso回归方法筛选位点。使用多元逻辑回归算法构建南北方汉族人群预测模型,通过十折交叉验证的方法评估。结果 筛选出一组南北方汉族之间差异显著的CpG位点,准确性为99.03%,Kappa系数为0.979 6。结论 本研究表明南北方汉族人群之间存在表观遗传差异,本研究为进一步开展不同地域汉族人群之间的表观遗传差异研究奠定了基础。     

贵州地区汉族人群THO1、TPOX、CSF1PO基因座的遗传多态性

为了解贵州地区汉族群体中THO1、TPOX、CSF1PO基因座的遗传多态性,获得这3个基因座的群体遗传学数据和法医学相关数据。采自贵州地区汉族无关个体的110份EDTA抗凝血样用Chelex法提取DNA,应用PCR复合扩增技术扩增样本后,聚丙烯酰胺凝胶电泳分型。对3个STR基因座的等位基因频率进行了调查分析,并与其他汉族人群的等位基因频率进行了比较。在贵州汉族群体中,3个基因座的基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡。3个STR基因座总个体识别率为0.9986,累积非父排除率为0.832。表明这3个基因座在法医学个体识别及亲子鉴定中是很有价值的遗传标记系统。 Abstract:To understand the genetic polymorphism at THO1,TPOX,CSF1PO STR loci for Han population in Guizhou Province,and construct a preliminary database,EDTA-blood specimens were collected from the 110 unrelated individuals in Han population from Guizhou.The DNA samples were extracted with Chelex method and amplified by multiplex polymerase chain reaction.The PAGE was used to type the PCR products.The allele frequencies were compared with other Han populations.The genotype distributions of THO1,TPOX and CSF1PO were in accordance with Hardy-Weinberg equilibrium.The combined PD and PE were 0.9986 and 0.832 respectively.All of the three loci in this study provide useful marker for forensic paternity test and individual identification.     

Genetic analysis of 30 InDel markers for forensic use in five different Chinese populations

Allele frequencies of 30 insertion/deletion polymorphism (InDel) markers previously selected and validated for forensic purposes were assessed in 419 unrelated individuals originating from five different populations of P.R. China, including Chinese Han, Chinese Hui, Uighur, Mongolians, and Tibetans. Hardy-Weinberg equilibrium tests and linkage disequilibrium analysis were performed; the allele frequency distributions of the 30 InDel markers met the conditions for genetic equilibrium in all five populations and the InDel markers on the same chromosome did not generate any linkage blocking. Analysis of molecular variance indicated that genetic variation among the five populations represents only 4% of the total genetic diversity. We determined the cumulative power of discrimination for each population: 0.99999999999841 in Chinese Han, 0.99999999999690 in Chinese Hui, 0.99999999999709 in Uighur, 0.99999999999772 in Mongolians, and 0.99999999999854 in Tibetans.