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目前,PCR-STR技术已经广泛应用于国内外法庭DNA实验室,成为个人识别和亲权鉴定最主要的技术手段。在实际工作中,受气候、环境、物理及化学等多种因素影响,该技术对降解检材进行STR分型时经常出现优势扩增或者大片段基因座漏扩。如何提高降解DNA样本STR分型成功率成为国内外法医DNA专家关注的热点。miniSTR技术通过重新设计引物,使引物更靠近重复序列,减少片段长度,能提高降解检材STR分型的成功率。目前法医学上广泛使用的CODIS核心STR基因座等位基因数较多,片段长度跨度较大,构建miniSTR复合扩增体系时只能同时扩增较少的基因座,一次扩增的系统效能较低。为此,寻找CODIS系统之外的适于建立miniSTR体系的基因座,建立高效的miniSTR复合扩增体系十分必要。本研究筛选了11个非CODIS系统的miniSTR基因座进行单个基因座的研究,从中选了多态性较好的8个miniSTR及Amelogenin建立荧光标记的复合扩增体系,显示出良好的应用前景。
本研究通过查找文献及网站,合成PCR引物进行扩增,应用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离PCR产物,银染法显带,初步筛选了11个miniSTR基因座:D20S1082、D6S474、D12ATA63、D9S1122、D2S1776、D1S1627、D3S4529、D2S441、D4S2364、D4S2408、D1GATA113。根据复合体系中各基因座的分布,调整部分基因座的引物,合成11个基因座的荧光标记引物并进行单个基因座扩增,产物应用毛细管电泳检测,检验了广州汉族100个无关个体的血样,获得11个基因座的群体遗传学数据。选择了其中多态性较高的8个基因座D20S1082、D6S474、D12ATA63、D9S1122、D2S1776、D1S1627、D3S4529、D2S441,加入性别鉴定的Amelogenin基因座,经引物调整和组分优化后构建荧光复合扩增体系。然后,应用分子克隆技术,对9个基因座的58个等位基因进行克隆,调整各基因座等位基因的含量,制备该体系的等位基因分型标准物。最后,对该体系的灵敏度、种属特异性、可重复性等进行评估,并对陈旧、腐败降解检材DNA的检验能力进行研究。
荧光标记单个基因座的研究结果显示,11个miniSTR基因座均能检出分型明确的图谱。在100名广州汉族无关个体中D20S1082、D6S474、D12ATA63、D9S1122、D2S1776、D1S1627、D3S4529、D2S441、D4S2364、D4S2408、D1GATA113基因座分别检出9、6、8、8、7、6、5、9、5、5、和4个等位基因。通过Fisher精确检验,该11个基因座的基因型数据均符合Hardy-Weinberg平衡检验(P>0.05)。11个miniSTR基因座的杂合度在0.6078~0.8137之间,个人识别率在0.7784~0.9241之间,非父排除率在0.3004~0.6248之间、多态性信息总量在0.5329~0.7702之间。
本研究成功地建立了荧光标记8个miniSTR及Amelogenin复合扩增体系,对常见的各类检材均能检出很好的STR分型图谱。按公式计算,该体系8个miniSTR基因座的累计个人识别率为0.99999993,累计非父排除率为0.992287。该体系的检测灵敏度为0.05ng模板DNA,具有种属特异性和组织同一性,对肯定亲缘关系30例父-母-子样本进行检测未发现违反孟德尔遗传规律的现象。对50份陈旧血样的比对检验显示,该体系对降解检材有良好的扩增效果,较常规试剂盒的分型成功率高(p<0.05)。
本研究调查了11个非CODIS系统miniSTR基因座在广州汉族人群的多态性分布,并建立了荧光标记8个miniSTR及Amelogenin复合扩增体系。该荧光复合体系可应用于ABI3100/3130检测平台,操作简便,分型明确,重复性好,对腐败降解检材DNA分型的成功率较高,易于在法医DNA实验室推广应用,在法医物证中具有较好的实用价值,可有效补充现有商品化试剂盒。