X染色体重组及其法医学应用研究

X chromosomal short tandem repeats (ChrX STRs) are very valuable in solving complex kinship cases. The recombination of ChrX STRs must be explored before the forensic practice because of the unique genetic characteristics the ChrX STRs have. ChrX STRs haven't been commonly applied for forensic practice yet. The lack of enough information about recombination rates, mutation rates, population genetics data and the linkage disequilibrium restricts the wide application of ChrX STRs. We plan to choose thirty-two ChrX STRs loci which can be assigned to seven linkage groups(Xp11.23，Xp22.2，Xq12，Xq21，Xq22，Xq26 and Xq28) through ChrX-STR.org and HapMap database, and then the recombination and mutation of the thirty-two ChrX STRs will be observed in 200 three-generation pedigrees,; Meanwhile, the allele frequencies, haplotype frequencies and forensic parameters of thirty-two ChrX STRs and/or the seven linkage groups will be observed through a total of 1200 unrelated healthy individuals. We will try to develop an analysis tool with high system effectiveness according to our results. It will be effective to solve the special cases.

X染色体STR在法医学特殊亲缘关系鉴定中具有重要的应用价值，由于其具有独特的遗传方式，因此在应用于法医学实践前必须明确其重组情况。目前国内外相关的研究数据极为缺乏，突变、单倍型及群体遗传学研究也极为不足，因此X染色体STR尚未能常规应用于法医学实践。本课题拟通过ChrX-STR.org和HapMap数据库筛选出7个X染色体STR连锁组（Xp11.23，Xp22.2，Xq12，Xq21，Xq22，Xq26和Xq28）中的32个X染色体STR，应用200个中国汉族人群三代家系对其进行重组研究，明确这些X染色体STR的重组情况，并获得突变数据；同时通过1200个无关个体样本获得群体遗传学和连锁组单倍型频率数据；根据重组、突变及群体遗传学数据剔除不适用于法医学实践的X染色体STR和/或X染色体连锁组，将留存的X染色体STR构建成一个具有高系统效能的分析工具，为法医学实践中的特殊案件提供有效的手段。

复杂亲缘关系的鉴定是法医物证学的研究前沿之一，其对明确刑事或者民事案件的性质至关重要，而X染色体遗传标记在法医学特殊的复杂亲缘关系鉴定中具有重要的应用价值。由于X染色体具有独特的遗传方式，在应用前必须明确其重组情况，获得突变、单倍型及群体遗传学数据并评估其在复杂亲缘关系鉴定中的实用价值。本研究通过ChrX-STR.org、HapMap数据库、dbSNP数据库和千人计划数据库1000 Genomes初筛，实验进一步复筛，最终获得7个X-STR连锁组和10个X-Multi-InDel连锁组。将筛选出的连锁组分别成功构建为X-STR和 X-Multi-InDel荧光复合扩增体系并联合一个商品化的X-STR试剂盒共同构成本研究检测体系。收集三代家系对筛选的连锁组进行重组研究，X-STR连锁组内基因座之间共观察到13次重组，发生重组的概率为0.75%到2.73%。X-STR连锁组之间共观察到252次重组，但是在连锁组II和连锁组III之间未观察到重组，可以认为这两个连锁组紧密连锁，应用时应把其作为一个连锁组。其余的连锁组相互之间发生重组的概率为6.00%到43.87%。因此，可以认为连锁组内的基因座之间紧密连锁而连锁组之间会发生随机重组，在法医学实际应用时应使用连锁组单倍型频率。X-Multi-InDel的重组研究中，10个连锁组内基因座之间紧密连锁，连锁组之间会发生随机重组，同样应使用连锁组的单倍型频率。突变研究中，X-STR连锁组中的9个基因座中观察到16次突变，突变率为0.47%到1.40%，X-Multi-InDel基因座中未观察到突变。群体遗传学研究中获得了X-STR和X-Multi-InDel基因座的法医学参数，结果表明均适用于法医学实践。本研究构建了一个高系统效能的X染色体分析工具，为法医学实践中复杂亲缘关系的鉴定提供了一个有效的手段，在特殊亲缘关系鉴定中具有较高的应用价值。