49AISNP：东亚北方三个族群遗传来源推断

样本的族群来源推断在法医调查中可发挥重要作用,一个理想的推断体系是用一组较少的遗传标记实现较高的族群推断准确性。本研究调研搜集了区分东亚北方三个族群北方汉族、日本人和韩国人的428个祖先信息SNP (ancestry informative SNP, AISNP),获取了其在三个族群307份样本中的分型,通过位点Fst值及等位基因频率聚类等信息进一步精简位点,最终得到了一组49AISNP组合。基于307份样本利用留一法对49AISNP进行推断准确性验证,结果表明其在北方汉族、日本和韩国族群中的推断准确性均高于99%。49AISNP组合将有助于东亚地区亚族群的进一步区分。     

27-plex SNP种族推断方法的优化及验证

人类学中常将人群分为东亚黄种人、欧洲白种人和非洲黑种人。27-plex SNP种族推断体系可针对来自东亚、欧洲、非洲及欧亚混合人群的样本进行分型检测进而推断其祖先来源。本研究对该体系获取样本分型后的种族推断分析方法进行了进一步优化,建立了一种基于似然比、祖先成分和种族归类的推断分析方法,并对4个来自东亚、欧洲、非洲及其混合人群的测试样本进行种族来源推断。使用基础参考数据库交叉验证和1010份测试样本验证两种方式进行了种族推断方法流程的评估研究。验证结果表明该方法体系在东亚、欧洲、非洲及欧亚混合人群中的推断准确性均高于99%。本种族推断方法可对DNA来源人的种族信息进行刻画,在人类分子遗传学、法医遗传学等领域有重要的应用价值。     

单管直扩38重祖先信息InDels体系的构建及其在微流控芯片系统的应用

本文基于插入-缺失多态性(insertion-deletion polymorphism,InDel)遗传标记,从相关文献和dbSNP库中筛选出38个在东亚、欧洲、非洲人群中具有等位基因频率差异的祖先来源InDel位点,同时整合Amelogenin位点和Y染色体STR(DYS439)位点,以辅助未知样本的性别鉴定,采用PCR-CE技术构建了可以区分三大洲际人群的单管直接扩增复合检测体系,该体系可与微流控芯片系统相结合,1.7 h内完成DNA样本自动化扩增和电泳分型,利用公共数据库1000Genomes中16个人群1 607名个体的分型数据对筛选的38个InDel位点进行初步评估;同时对构建的38-plex InDels体系的灵敏度、准确性、直接扩增能力进行验证评估;检测5种不同人群的779份样本和215份唾液卡、血卡的直接扩增样本,采用聚类分析和主成分分析方法,评价体系的推断准确性.结果表明该38-plex InDels复合检测体系分型准确,灵敏度达157 pg,能够对唾液卡和血卡直接扩增,可以区分三大洲际人群及其混合人群,能够准确推断待测样本的族群来源、估算祖先成分,且通过集成细胞裂解步骤将有望2h实现"样本进-结果出"式快速自动化InDel分型.     

基于全基因组测序的法医单核苷酸多态性系谱推断研究

目的 通过全基因组测序（whole genome sequencing，WGS）获得高密度单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）分型数据，评估分型准确性，研究建立WGS数据用于法医SNP系谱推断的方法。方法 通过华大MGISEQ-200RS测序平台对样本进行深度为30×的WGS，从测序数据中提取Wegene GSA芯片中的645 199个常染色体SNP位点，质控过滤后运用IBS/IBD算法计算预测亲缘关系，并对样本的族群来源进行分析。结果 从测序数据中提取的SNP分型与Wegene GSA芯片分型的一致率大于99.62%。测序获得的SNP数据使用IBS算法可预测1~4级亲缘关系，4级亲缘预测置信区间准确性达100%，使用IBD算法可预测1~7级亲缘关系，7级亲缘预测为有亲缘关系的准确性达100%，通过高深度WGS数据获取的SNP系谱推断能力与芯片预测结果无显著差异。同时，WGS数据用于族群推断与调查结果一致。结论 WGS技术可应用于法医SNP系谱推断，为案件侦破提供线索。     

30个祖先信息位点的筛选及应用

摘要：目的 筛选一组祖先信息SNPs位点（AIMs,Ancestry Informative Markers）,构建复合检测体系,用于东亚、欧洲和非洲人群遗传成分描述及个体种族来源推断。方法 以HapMap数据库9个人群的658份样本的分型数据为基础,从30个表型相关基因总共282个SNPs位点中筛选出30个AIMs位点,基于微测序-通用芯片技术构建复合检测体系,并建立人群等位基因频率数据库。使用这组位点分析HapMap数据库中658份人群样本,初步验证位点的区分效能;然后,使用研究构建的体系检验收集的5个人群194份无关个体的DNA样本。最后,通过Structure软件分析获取人群的成分构成以及个体的遗传成分,对个体样本进行种族来源推断。 结果 筛选的30个AIMs位点符合哈迪温伯格平衡（p>0.01）,位点之间没有连锁（r2<0.1）, 658份HapMap数据库样本和194份实验样本的祖先成分分析结果与已知结果完全一致。 结论 本文筛选并建立的30个AIMs位点复合检测体系,能够有效实现东亚、欧洲、非洲人群及混合人群的成分构成和个体遗传成分的分析,有效控制遗传连锁分析中由于人群分层现象带来的误差,也可以用于法医DNA检验中个体祖先来源推断。     

南-北方汉族人、韩国人和日本人遗传划分机器学习模型优化方案

中国汉族人、韩国人和日本人作为东亚主体人群,其中中国汉族人呈现由北向南的梯度混合,在遗传结构上存在不同程度的差异。为实现对中国南-北方汉族人、韩国人和日本人的高分辨率遗传划分,本研究收集和分析了文献报道和实验室前期数据筛选出的1185个东亚人群祖先信息性SNPs (ancestry informative SNPs,AISNPs),应用softmax与随机森林两种机器学习算法构建族群遗传划分模型,然后利用系统发育树、STRUCTURE和主成分分析方法进一步评估不同模型AISNPs位点组合的族群分类效果,最终筛选出234-AISNP的最优组合,softmax模型准确率为92%,实现了南方汉族人、北方汉族人、韩国人和日本人的高精度区分。本研究测试的两种机器学习算法模型为近距离人群的高分辨率划分提供了重要参考,可作为法医DNA族群推断体系位点开发的重要工具。     

基于微流控芯片的InDel快速族群推断体系研究

目的 QuickTargSeq全集成法医DNA现场快速检测系统是国内首台自主研制的现场快检仪,可应用于InDel族群推断检测,2 h左右完成“样本进-结果出”的快速自动化InDel分型。本文对InDel族群推断微流控芯片检测体系的性能进行评估,以期为实践应用提供参考。方法 使用InDel族群推断微流控芯片检测体系,对体系的灵敏度、干扰物耐受性、成功率、分型准确率、精确性、准确性、峰平衡性及检材适应性进行验证评估,同时对测试样本的族群来源进行推断。结果 138份样本的全集成检测成功率为95.65%,分型准确率为98.85%;DNA模板量≥5 ng时,可获得完整InDel分型,口腔拭子样本最佳采集次数为口腔内壁左右两侧各刮擦8次,血卡样本最佳检测方式为6片（Φ=2 mm）;所有基因座的平均杂合子峰高比值为0.86;10次运行的等位基因分型标准物（allelic ladder）片段大小标准差均在0.3 bp以内,测试样本等位基因和相应的等位基因分型标准物之间的片段准确性均在0.5 bp以内。结论 该体系可实现对口腔拭子、血卡、唾液卡及烟蒂样本的准确分型,能够准确推断样本的族群来源。     

东亚三族群SNP高分辨推断模型构建与效能评估

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)是法医遗传学个体识别和族群推断常用的遗传标记.本研究集合文献和公共库中祖先信息SNP位点(ancestry informative SNPs,AISNPs),应用softmax回归、支持向量机和随机森林3种算法,研究东亚北方的3个主体...     

基于微流控芯片的鲑科鱼类单核苷酸多态性分型系统构建

为开发针对大规模样本、低通量位点的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism, SNP)分型技术,研究依据虹鳟高通量SNP芯片检测鲑科4个属不同物种群体样本的结果,筛选获得了96个高质量共享多态性位点,应用Fluidigm 96.96微流控动态芯片平台,构建了用于鲑科物种增殖放流个体识别的SNP分型系统。以细鳞鲑为例评估芯片分型结果可靠性,分型成功率为98.63%,与Affymetrix高通量芯片分型一致性达到97.92%。基于该芯片分型结果,使用CERVUS 3.0.7软件对96尾细鳞鲑子代样本及其候选亲本和干扰亲本进行亲权鉴定,结果能够准确重现复杂家系的真实系谱,在用于单亲本亲权鉴定时,第一亲本非排除率(Nonexclusion probability for first parent, NE-1P)为4.362×10^–4,用于双亲本亲权鉴定时,双亲非排除率(Nonexclusion probability for parent pair, NE-PP)为6.538×10^–12,完全满足增殖放流回捕个体分...     

牛SNP芯片分型检出率和分型错误率对基因型填充准确率的影响

SNP芯片已被广泛应用于动植物的遗传研究和生产实践,其基因分型的准确性至关重要。但在实际应用中,常有一定数量的基因型因缺失而需要去估计(填充)。此外,由于各种原因,又常常需要在不同芯片的基因型之间相互填充彼此没有的SNP基因型,或从低密度SNP填充到高密度SNP基因型。因此,基因型填充准确率直接影响后续数据分析的准确性和可靠性。为深入了解基因型填充准确率的影响因素,本研究利用20 116头美国荷斯坦牛的50K SNP芯片基因分型数据,在SNP分型检出率与错误率存在相关和没有相关两种情形下,分别评估了上述两个因素对下游基因型填充准确率的影响。当两者不相关时,模拟的SNP分型检出率从100%降低到50%,SNP分型错误率由0%提升到50%。当两者存在相关时,基因分型的检出率和错误率之间的关系是基于一个实际数据中这两个变量之间的线性回归方程来确定,即模拟的SNP分型检出率从100%降低到50%,SNP分型错误率从0%升高到13.35%。最后,采用5折交叉验证的方法评估基因型填充的准确率。结果表明,当原始数据的SNP分型检出率与错误率彼此独立发生时,基因型填充的错误率受原始SNP分型检出率影响不大(P0.05),却随着原始SNP分型错误率的升高而显著提高(P0.01)。当原始数据的SNP分型检出率与错误率存在负相关时,基因型填充的错误率随着原始SNP分型检出率的降低而显著提高(P0.01)。在这两种情形下,建议SNP分型检出率应在90%以上,基因型填充准确率才能不低于98%。该结果可为提升实际的SNP分型和下游数据分析的质控提供参考依据。     

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。     

基于毛干蛋白质组的族群推断技术的建立与验证

毛干是一种案件现场常见的生物物证,由于核DNA含量极少且高度降解,难以采用现有的短串联重复序列(short tandem repeat,STR)检验方法进行个人识别鉴定,目前仅使用线粒体DNA检验进行母系亲缘关系的判定,利用率非常低.毛干中蛋白质非常稳定,而且具有遗传多态性,表现为基因组中的非同义单核苷酸多态性(non-synonymous single nucleotide polymorphisms,ns SNPs),转录翻译后形成蛋白质序列中的单氨基酸多态性(single amino acid polymorphisms,SAPs).充分利用毛干蛋白质中蕴含的遗传信息,为案件提供线索和证据,是实际公安业务的迫切需求,具有重要的应用价值.本文选取了104份中国汉族的毛干样本进行蛋白质组的检测,共获得了703个SAP位点,位于460个蛋白质上,共推导出552个nsSNP位点.进一步筛选在所有样本中检出率超过15%的位点,获得了88个nsSNP位点,使用毛干样本对应的口腔拭子DNA对88个ns SNP位点进行一代测序验证.为评估发现的nsSNP位点对于人群的区分能力,以千人数据库(1 000 Genome Project)为参考数据库,采用聚类分析和群体匹配概率等方法对检测的19份毛干样本进行人群来源推断.结果显示,通过检测毛干蛋白质组中的ns SNP可以实现东亚、欧洲、非洲三大洲际人群的区分.     

对于未知来源个体进行族群推断的自动分析系统

建立一种基于概率算法、聚类分析和主成分分析的DNA族群推断系统(DNA Ancestry Analyzer Version1.0,简称DAA v1.0),用于对未知来源个体进行族群推断。DAA v1.0基础部分用Python语言、R语言、C语言编写;前端部分用node.js语言、HTML语言、css语言编写。DAA v1.0可对未知来源个体的族群进行推断,与已有分析方法相比,结果的一致性为100%,运算效率提升了600%。该系统可界面化、自动化地计算DNA来源人的群体匹配概率和似然比值、群体成分,绘制群体归类图,在人类遗传学、法医遗传学等领域有重要的应用价值。     

随机SNP在全基因组关联研究人群分层分析中的应用

在复杂疾病的全基因组关联研究中,人群分层现象会增加结果的假阳性率,因此考虑人群遗传结构、控制人群分层是很有必要的。而在人群分层研究中,使用随机选择的SNP的效果还有待进一步探讨。文章利用HapMap Phase2人群中无关个体的Affymetrix SNP 6.0芯片分型数据,在全基因组上随机均匀选择不同数量的SNP,同时利用f值和Fisher精确检验方法筛选祖先信息标记（Ancestry Informative Markers,AIMs）。然后利用HapMap Phase3中的无关个体的数据,以F-statistics和STRUCTURE分析两种方法评估所选出的不同SNP组合对人群的区分效果。研究发现,随机均匀分布于全基因组的SNP可用于识别人群内部存在的遗传结构。文章进一步提示,在全基因组关联研究中,当没有针对特定人群的AIMs时,可在全基因组上随机选择3000以上均匀分布的SNP来控制人群分层。     

运用多重PCR-直接测序法检测ABO基因型及其遗传多态性

根据ABO基因座第6和7外显子9个SNP位点设计引物, 复合扩增后直接测序, 根据测序结果判定不同物证检材ABO基因型及其在藏族群体中的多态性分布。成功地检测出经过不同方法处理的血痕、毛发、口腔拭子、骨骼、混合斑等101例腐败、降解及微量检材的ABO基因型, 结果与免疫血清学分型一致, 且该方法具有灵敏度高、特异性好、操作简单、结果准确、客观及能够发现新等位基因等优点。对80名青海藏族无关个体的调查表明, ABO基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡, 杂合度H为0.675, 多态信息含量PIC为0.672, 个人识别力DP值为0.874, 非父排除率PE值为0.391, 偶合度I为0.126; 青海藏族ABO等位基因频率O>B>A, 且O等位基因频率高达0.6125。多重PCR-直接测序法检测ABO基因型适用于法医学不同来源的样本, 提高了ABO血型系统的个体识别能力; ABO基因型在青海藏族人群中的分布具有较高多态性, 可用于法医学个体识别及群体遗传学研究。     

双色荧光杂交芯片在近交系小鼠遗传监测中的应用

应用一种新的高通量SNP检测方法-双色荧光杂交芯片技术进行近交系小鼠遗传监测。应用双色荧光杂交芯片技术对4个品系近交系小鼠的多个基因组DNA样本进行SNP分型,整合6个SNP位点的芯片杂交信息,对样本所属品系进行判断。研究结果表明SNP检测方法-双色荧光杂交芯片技术能够对选定的6个SNP位点进行高准确率分型;双色荧光杂交芯片技术是一种高通量SNP检测的良好工具,适合于对少量近交系品系来源的大样本量小鼠进行遗传污染监测和品系鉴定,并具有扩大应用的潜力。     

双色荧光杂交芯片在近交系小鼠遗传监测中的应用

应用一种新的高通量SNP检测方法-双色荧光杂交芯片技术进行近交系小鼠遗传监测。应用双色荧光杂交芯片技术对4个品系近交系小鼠的多个基因组DNA 样本进行SNP分型,整合6个SNP位点的芯片杂交信息,对样本所属品系进行判断。研究结果表明SNP检测方法-双色荧光杂交芯片技术能够对选定的6个SNP位点进行高准确率分型;双色荧光杂交芯片技术是一种高通量SNP检测的良好工具,适合于对少量近交系品系来源的大样本量小鼠进行遗传污染监测和品系鉴定,并具有扩大应用的潜力。     

中国汉族人群CYP4F3基因多态性的研究

目的:研究CYP4F3基因单核苷酸多态性(SNP)在中国汉族人群中的分布,为进一步研究该基因群体遗传学特征及与疾病易感性的相关性提供更为详实的数据。方法:对CYP4F3基因进行重测序,构建连锁不平衡模式,选择标签SNP在192例北京和424例广州汉族个体中进行基因分型。结果:CYP4F3基因重测序共检出30个SNP,连锁不平衡分析显示广州和北京地区人群的连锁不平衡模式不同,但选择的8个标签SNP的等位基因和基因型频率分布在2个人群中的差异无统计学意义。结论:中国北京地区汉族与广州地区汉族人群CYP4F3基因多态性无显著差异,但不同种族间存在差异。     

维吾尔族体质类型:来自喀什的资料

隋唐以前欧洲人种的地中海类型一直是喀什地区古代居民的主要种族类型.北亚蒙古人种回鹘人西迁进入新疆后,与其他族群发生长期融合,逐渐形成维吾尔族.目前维吾尔族人种学特征如何,是学术界关注的问题.在维吾尔族最具代表性的喀什地区,采用人体测量方法对喀什维吾尔族560(男273,女287)例成人进行了测量.研究发现,维吾尔族体质中包含明显的欧亚人种的因素,也包含部分南亚与北亚成分,但更多的是东亚类型成分.从体质指数分型来看,喀什维吾尔族男性、女性身高均为中等型(男性已经达到中等型的上限),体重值较大,头较圆、较高,面较狭,中鼻型,头宽度中等(男)或较狭(女),胸较宽,肩较宽,骨盆较宽,躯干较长,腿长中等(男)或较短(女).在中国13个族群中,维吾尔族男性眼外角高率、鼻根中等率中等,有蒙古褶、凹鼻背率较低,维吾尔族女性眼外角高率、凹鼻背率中等,圆耳垂率高、鼻基部上翘率低.南疆维吾尔族比北疆维吾尔族更接近东亚类型族群.南疆维吾尔族头型、鼻型和蒙古族接近,北疆维吾尔族和蒙古族面型相对接近.维吾尔族上眼睑有皱褶率很高,一部分人眼内角有蒙古褶,眼外角多高于眼内角,眼色多为褐色,提示其具有蒙古人种的基本特征.维吾尔族与东亚类型族群面宽、头长、形态面高、头宽值相对接近.维吾尔族头较圆、头较高,上身相对较长,腿相对较短,具有东方人群体质的基本特征.研究发现,维吾尔族体质类型既具有亚洲东方人群特点,也具有欧亚人群特点.在亚洲东方各个类型中,维吾尔族体质更接近东亚类型族群,也具有一定的南亚类型、北亚类型族群的特点.维吾尔族体质特征反映出其多族群融合的历史进程.     

可变数目串联重复序列在上海崇明岛地区结核分枝杆菌北京基因型菌株微进化研究中的应用

本文通过对上海市疾病预防控制中心收集并保存的、来源于上海崇明岛地区痰培养阳性肺结核患者的135株结核分枝杆菌北京基因型菌株进行可变数目串联重复序列(VNTR)和单核苷酸多态性(SNP)基因分型,并构建最小生成树(MST),来寻找适合研究北京基因型菌株微进化的VNTR组合及区分不同亚型的分子标志。结果显示,16位点VNTR与SNP的分型结果最匹配,适合于研究该地区北京基因型菌株的微进化;SNP单倍型主要集中在ST10(42.2%)、ST19(30.4%)、ST22(14.1%)3个类型;4个VNTR位点(Mtub21、QUB26、MIRU16和QUB4156)可能是区分北京基因型菌株不同亚型的分子标志。