宋珊珊, 張志宏, 賈振軍

(1.北京大學法學院, 北京 100871；2.廈門市公安局刑科所, 福建廈門 361000；3.中國人民公安大學偵查與刑事科學技術學院, 北京 100038)

0 引言

在當代中國，東北三省指遼寧省、吉林省和黑龍江省。三省由南向北排列，位于中國東北部，周圍與朝鮮、俄羅斯、內(nèi)蒙古自治區(qū)相鄰，南接河北省，與山東省隔海相望。在古代，東北三省始終為少數(shù)民族的聚居地，在數(shù)百年的時間內(nèi)，經(jīng)歷了明朝的軍戶、俘虜、自發(fā)遷徙，清朝柳條邊解禁[1]，以及建國后“北大荒”建設3次大規(guī)模的遷徙，東北三省最終成為了以漢族為主體，滿族、蒙古族、朝鮮族、回族、達斡爾族、錫伯族、赫哲族、鄂倫春族、鄂溫克族、柯爾克孜族等多個少數(shù)民族聚居的多民族聚居區(qū)。

本研究旨在分析東北三省漢族人群的遺傳多態(tài)性，并探究中國東北部地區(qū)、華中部地區(qū)和西南部漢族以及少數(shù)民族人群的親緣關系。因為參與比較的人群越多，被研究人群間的關系越接近實際[2]，所以本研究也選擇了韓國[3]和日本[4]兩個人群來作為參照，以提高實驗結果準確性。本研究選擇了東北三省漢族，湖北[5]、湖南[6]、四川[7]、重慶[8]漢族，貴州苗族[9]、布依族[10]和侗族[11]，云南彝族[12]、白族[13]、哈尼族[14]、納西族[15]，廣西壯族[16]，以及日本和韓國共15個人群，選取D8S1179、D21S11、D18S51、vWA、D3S1358、 FGA、TH01、D5S818、D13S317、 D7S820、CSF1PO、D16S539、TPOX、D2S1338、D19S433共15個STR基因座，對15個STR的等位基因頻率進行主成分分析、遺傳距離計算和多維尺度分析，以此來進行以上15個人群的族源研究。

1 材料和方法

1.1 樣本制備

在獲得書面知情同意的基礎上，根據(jù)人群的固定性、變遷規(guī)律以及流動程度大小，本研究抽取了東北三省漢族人群無直接親緣關系的326份常住人口血樣卡。其中，遼寧省63份，吉林省107份，黑龍江省156份。

1.2 DNA提取及擴增

使用磁珠法配合Kingfish-Flex核酸提取儀提取血樣卡上血跡的DNA。根據(jù)產(chǎn)品說明書，將PowerPlex@21 System熒光擴增試劑盒中的物質(zhì)制成溶液，使用Biomek-4k工作站進行分液、移液等操作，使用擴增儀對原液進行擴增。

1.3 擴增產(chǎn)物的檢測

使用ABI3130xL型遺傳分析儀(美國 Applied Biosystems 公司 美國)對擴增產(chǎn)物進行毛細管電泳后，產(chǎn)生電泳文件。使用GeneMapper ID v3.2對電泳文件進行分析，以獲取STR的基因分型。

1.4 統(tǒng)計學分析

利用Modified-Powerstates軟件[17]計算得到17個STR基因座的個體識別參數(shù)：雜合度(Ho)、匹配概率(PM)、個體識別率(PD)；親權鑒定參數(shù)：多態(tài)信息含量(PIC)、非父排除率(PE)、父權指數(shù)(TPI)；并通過x2檢驗其哈迪溫伯格平衡(HWE)[18]。

1.5 15個人群的族源關系分析

基于15個STR基因座的等位基因頻率，利用phylip-3.695軟件計算各群體間遺傳距離(Fst)；利用IBM SPSS20.0 軟件進行主成分分析(PCA)和多維尺度分析(MDS)；利用Minitab16軟件根據(jù)主成分和多維尺度分析結果繪制分析圖。

2 結果

2.1 統(tǒng)計學結果分析

東北三省漢族人群的等位基因頻率及法醫(yī)學參數(shù)分別見表1和表2。

表1 東北三省漢族人群中17個STR基因座的等位基因頻率(n=326)

續(xù)表1

續(xù)表1

東北三省漢族人群的17個基因座(D8S1179、D21S11、D18S51、vWA、D3S1358、FGA、TH01、D5S818、D13S317、D7S820、CSF1PO、D16S539、TPOX、D2S1338、D19S433、PENTA_D、PENTA_E)中共發(fā)現(xiàn)186個等位基因，等位基因個數(shù)最多的基因座是FGA和Penta-E，分別發(fā)現(xiàn)了20和18個等位基因。17個基因座的H值在0.582 6～0.905 0之間，PD值在0.805 8～0.980 5之間，PE值在0.270 5～0.805 6之間，PIC值在0.51～0.91之間。3個參數(shù)均是在TPOX處取得最低值，在Penta-E處取得最高值。累積個體識別率(CPD)為0.999 999 999 999 999 999 975 249 4，累積非父排除率(CPE)為0.999 999 82。HWE檢測的P值為0.603～0.977 8，說明17個基因座均符合HWE平衡。

表2 東北三省漢族人群中17個STR基因座的法醫(yī)學參數(shù)(n=326 )

Ho：觀察雜合度，PM：匹配概率，PD：個人識別率，PIC：多態(tài)信息含量，PE：非父排除率，TPI：典型父權指數(shù)，p-HWE：Hardy-Weinberg的p值。

圖1 主成分坐標圖

2.2 東北三省漢族及其他14個人群的族源比對結果及分析

主成分分析結果如圖1所示，第一成分占解釋的總方差16.950%，第二成分占14.640%，第三成分占9.244%。第一成分和第二成分的坐標圖如圖1(A)所示，日本、云南哈尼族、貴州苗族與剩余12個人群相距較遠，分布在散點圖的外圍。剩余12個人群中，貴州侗族、貴州布依族與廣西壯族聚集在一起；所有的漢族和云南省除哈尼族以外的少數(shù)民族聚集在一起，東北三省漢族相對地位于聚集區(qū)的外圍；韓國與漢族的人群沒有明顯區(qū)分開，且與之距離最近的為東北三省漢族。第一成分和第三成分的坐標圖如圖1(B)所示，與第一和第二成分的坐標圖基本相似，不同之處在于貴州侗族、貴州布依族、廣西壯族分布略微分散；湖北漢族不再位于漢族聚集區(qū)，而是距離其他人群均較遠。

東北三省漢族人群與其他人群的遺傳距離如表3所示，與東北三省漢族親緣關系最近的為湖北漢族和云南白族，遺傳距離分別為0.003 586和0.004 747，均小于0.005。湖北省距離東北三省距離較近且均為漢族，但云南位于中國的西南部，在研究對象中是距離東北三省最遠的地區(qū)，且屬于不同民族，云南白族卻是除湖北漢族之外與東北三省漢族遺傳距離最近的人群；湖南、四川、重慶的漢族，云南的納西族和彝族以及韓國與東北三省漢族的遺傳距離處于0.005～0.01之間，貴州侗族、布依族和云南的哈尼族與東北三省漢族的遺傳距離處于0.01～0.02之間；貴州苗族、廣西壯族和日本與東北三省漢族的遺傳距離大于0.02。

表3 15個STR基因座在15個人群中的遺傳距離

多維尺度的分析結果如圖2所示，與主成分分析結果基本一致，不同之處在于，多維尺度分析結果中，貴州侗族與貴州布依族和廣西壯族明顯分離開，云南納西族與云南白族、云南彝族和其他漢族明顯分離開，這表明貴州侗族與貴州布依族和廣西壯族有明顯的遺傳差異。同理，云南納西族與本研究中云南省的其他少數(shù)民族和各漢族人群也有明顯的遺傳差異，遺傳關系較為疏遠。

圖2 多維尺度分析圖

3 結論

對東北三省漢族326名無關個體17個STR基因座的等位基因頻率和法醫(yī)學參數(shù)進行分析，發(fā)現(xiàn)17個基因座在法醫(yī)學應用上均具有較高的效能，但也有明顯差異。在17個基因座中等13個基因座的個體識別能力及遺傳多態(tài)性較高，其中D18S51、FGA和PENTA_E 3個基因座尤為突出；剩余4個基因座中，D3S1358和CSF1PO中等，TH01和TPOX較低。

通過比較東北三省漢族與14個比較人群以及被研究人群以外的4個人群[19-22]的各基因座的等位基因，發(fā)現(xiàn)僅在目標人群的FGA上檢出了等位基因19.3，在D3S1358上檢出了等位基因21。由此可推測，這兩個等位基因可能為東北三省漢族人群特有的等位基因。但由于樣本總量少，兩個等位基因19.3和21均只出現(xiàn)一次，不排除儀器誤差和讀數(shù)錯誤的可能，準確的結果需要更大的樣本量來進行考證。

本研究對包含東北三省漢族在內(nèi)的15個人群，對15個STR基因座的等位基因頻率進行了主成分分析、遺傳距離計算和多維尺度分析，將3者的結果進行綜合分析，以期得出更加準確的結論。直觀來看，同一民族的親緣關系較近，如四川、湖北、湖南、重慶和東北三省的漢族，且一般地理位置越近，親緣關系越近；同一地區(qū)的不同民族則有較大差異，如同樣位于貴州省的少數(shù)民族，侗族和布依族群體遺傳關系比較接近，而苗族與前述兩個民族的遺傳關系則較遠，云南亦是如此，納西族、白族、彝族3個民族的親緣關系較近，哈尼族則與前述3個民族的關系較遠；相距較遠的不同民族之間也可能有較近的親緣關系，如云南白族在遺傳距離上是除湖北漢族之外距離東北三省漢族最近的人群，且云南白族、彝族、納西族與各地區(qū)漢族的親緣關系均較近。人群之間的遺傳差異如何精確計算以及差異如何形成，地理位置距離較遠的不同人群之間的遺傳相似性又是何種原因，需要更多更深層次的研究來探索。