41个Multi-InDel体系的法医学应用及联合多种分子标记解晰汉族和裕固族的遗传背景

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背景与目的:法医学实践工作中,微量、混合以及降解等疑难检材日益成为检案工作的重点与难点问题。实现对疑难检材的有效检测及成功分型,对案件中未知个体(常为犯罪嫌疑人)的最终甄别与举证具有重要意义。此外,新型案件的层出不穷以及犯罪嫌疑人数量的逐年累积,也让传统的基于STR数据库比对的侦查方式陷入僵局。在常规STR分型无法获得满意的分型结果时,利用有限的生物检材获得更多嫌疑人相关的身份信息(例如容貌信息、身高信息、年龄信息以及祖源信息等)往往能够为案件的侦破提供关键的指向性线索或者证据,成为目前法医DNA领域的又一重点研究方向之一。混合样本的鉴定、分离及科学解释是法医学日常检案中常见并且极其复杂的一项鉴定难题。实现对混合样本的成功鉴识有时能对案件的侦破起到关键性作用。祖源推断是指通过对一系列祖先信息丰富的分子遗传标记进行评估,而达到推断未知来源样本的祖源信息的目的。在司法实践中应用祖源推断,能够为缩小嫌疑人的排查范围提供线索,为司法案件的审理提供重要证据。研究表明,微单倍型可同时具备混合样本鉴识和祖源推断的应用潜能。由短片段范围内2个或2个以上连锁的InDel组成的Multi-InDel遗传标记,具备微单倍型各种潜在应用优势的同时,可兼容法医DNA实验室普及的CE平台。既克服了单个InDel位点遗传多态性不足的缺陷,又可以利用其扩增子片段短适用于降解检材分析的优势;此外,通过设定相应的筛选标准,挑选Ae值高且具备祖源推断效能的Multi-InDel位点,能够对混合样本鉴识难题开发新的解决途径;并提供样本的祖源信息,帮助缩小案件的侦查范围,为案件的侦破提供指向性线索。方法与内容:(1)在基因组范围内系统甄选Multi-InDel连锁遗传标记,并对其进行全面评估;(2)基于CE平台,开发了一组包括常染色体上41个Multi-InDel及1个性别鉴定基因座的五色荧光标记复合扩增分型检测体系。并根据DNA分析方法科学工作小组制定的验证指南对体系进行系统的验证;(3)应用前述开发的复合分型体系在汉族、满族以及蒙古族群体中进行人群验证和调查,评估41个Multi-InDel位点的遗传多态性及法医学应用效能。并将千人基因组人群作为参考群体,对汉族、满族和蒙古族群体进行遗传学背景探究;(4)基于高通量测序平台,在汉族和裕固族中分析了 STR(A-STR、Y-STR、X-STR)、SNP(个体识别SNP、祖先信息SNP、表型信息SNP)以及线粒体DNA高变区序列的遗传多态性及法医学应用效能。并从多种DNA遗传标记的层面对汉族和裕固族进行了遗传背景解晰。结果与结论:(1)筛选的41个Multi-InDel位点在不同洲际群体中均显示出较高的累积识别能力。另外,Ae值、In值以及STRUCTURE遗传结构分析的结果表明:41个Multi-InDel位点具有较高的混合样本鉴识效能以及一定的祖源推断效能;(2)基于CE平台构建的41个Multi-InDel及1个性别鉴定基因座的五色荧光分型体系,体系灵敏度高、稳定性好、特异强,能对法医常规检材和疑难检材进行高效的复合扩增及后续分析;(3)证实41个Multi-InDel在汉族和少数民族中具有较高的法医学应用效能,该体系可以作为个体识别和亲子鉴定的有效新工具,且容易在基层法医DNA实验室推广应用。揭示汉族、满族和蒙古族与东亚北方群体,尤其是和北京汉族之间有较近的遗传学关系,并且汉族和满族的遗传学组成更加相似;(4)基于高通量测序的多种遗传标记分型系统在汉族和裕固族中显示出较高的法医学应用效能。从不同DNA遗传标记的角度揭示:裕固族与北方汉族的遗传背景相似。
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