背景和目的法医物证学是以生物检材为研究对象,以提供科学证据为目的,研究应用生命科学技术解决案件中与人体有关的生物检材鉴定的一门学科。在此过程中常用的生物检材为血液、唾液、毛发、精斑等。人类基因组包含核基因组和线粒体基因组,核基因组由22条常染色体和2条性染色体X、Y组成。Y染色体是男性特有的染色体,其包含重组区域和非重组区域,非重组区域占95%,可以完整的遗传给男性后代,因此Y染色体具有父系遗传、单倍型遗传和非重组等特点,可以用来揭示人类的起源、迁徙、进化、亲缘关系等。因此近来引起了人类遗传学家和人类学家的关注。Y染色体上常用的遗传标记有Y-STR、Y-SNP。根据Y染色体SNPs绘制的Y单倍群(Y haplogroup)系统进化树,已经用来揭示世界各人群的可能的起源与迁徙关系。本实验研究基于Y单倍群系统进化树,选择进化树上7个主干Y-SNP位点及O单倍群下游分支11个Y-SNP位点,在河南男性人群中进行研究,以期获得河南男性人群的特异性单倍群及其在河南男性人群中的分布频率,以期获得此18个Y-SNP在河南男性人群中频率数据,以期阐明河南男性人群DNA的进化树特点与分支构成,为相关法医学应用和人类学、遗传学研究提供重要参考。材料根据知情同意的原则选取年龄不小于18岁,三代以内均在河南的男性个体209人。各人间无血缘关系。每人取前臂外周静脉血2ml,EDTA抗凝,-80~0C冰箱冷冻保存备用。方法1.采用1ml血液基因组DNA提取试剂盒及QIAamp~?DNA Mini Kit试剂盒对所获得209例河南男性血液样本进行DNA提取和纯化。2.在ISOGG Y Browser(International Society of Genetic Genealogy Human Y Chromosome Browser)上查找实验所需的18个Y-SNP位点,其中主干Y-SNP位点7个,O单倍群下游位点11个,通过Primer-blast等软件对各Y-SNP位点进行引物设计,并对所设计的各对引物在E-PCR软件上进行虚拟模拟PCR反应,选择引物特异性强,E-PCR软件比对结果为1的引物进行后续实验。3.针对选取的7个主干Y-SNP位点O-M175、C-M130、D-M174、N-M231、J-M304、Q-M242、R-M207的PCR产物序列及长度,选择特异性强的限制性内切酶进行酶切反应,并通过琼脂糖凝胶电泳检测酶切结果。4.采用SNaPShot方法及重测序法检测O单倍群下游的11个Y-SNP位点M119、M268、M95、M176、M122、M324、P201、IMS-JST002611、M7、M134、M117的遗传多态性。5.采用直接计数法得出各个位点的样本数。应用SPSS 21.0计算个等位基因频率和对实验数据进一步处理,并汇总文献的中国多个人群数据进行主成分分析和聚类分析。结果1.通过PCR反应、酶切反应、琼脂糖凝胶电泳检测及一代测序验证,在209例河南男性人群中检测出O、C、D、N、J、Q、P共7种主要单倍群,各型所占百分比分别为74.16%、11.48%、0.48%、4.31%、0.96%、6.22%、0.96%。其中O单倍群155例,所占百分比达74.16%,为河南男性人群最主要的单倍群;其次C、Q、N单倍群各占11.48%、6.22%、4.31%;其余单倍群D、J、P所占频率均不超过1%。河南男性人群的单倍型多态性值为0.4330。2.采用复合扩增体系成功检测到O单倍群下游M134、M117、M119、M268、M95、M176、M122、M324、P201、IMS-JST002611、M7共11个SNP位点的遗传多态性,在O单倍群中所占百分比分别为39.35%、23.87%、10.32%、8.39%、3.23%、0.00%、41.93%、41.29%、14.19%、22.58%、3.22%,在总样本中所占百分比分别为29.19%、17.70%、7.66%、6.22%、2.39%、0.00%、31.10%、30.62%、10.53%、16.75%、2.39%。3.对中国15个省份男性群体数据进行主成分分析和聚类分析,中国男性人群可以秦岭淮河为界线分为南方男性人群和北方男性人群两类。从主成分分析散点图中可以看出,中国各地区男性人群呈散在分布,北方男性人群主要分布在图的右上方,南方男性人群(除上海样品外)主要聚集在图的左下方,且北方男性人群分布相对分散而南方男性人群分布相对集中。主成分分析显示河南男性人群处在南北方交界处,聚类分析结果显示河南男性与北方男性人群聚集在一起。结论1.在209例河南男性人群中共检出O、C、D、N、J、Q、P共7种主要单倍群,表明当今的河南男性人群处在一种相对混合的状态,即以O型为特征的汉族为主,但含有一部分来自北方的非O型男性。这说明,在形成今天的河南男性人群过程中有着较为复杂的起源和迁徙过程。2.河南男性人群以O单倍群下游分支O3为主,在209例河南男性人群中所占百分比为31.10%;其下游分支中以O3a为主要分支,其在209例河南男性人群中所占百分比为30.62%。3.本课题以河南男性人群为研究对象,为河南男性人群Y-SNP基础DNA数据库的建立提供依据,为法医学应用奠定理论基础。