微卫星位点在基因组扫描中的信息表现
【摘要】 目的 研究汉族人群中139个微卫星位点的杂合度和多态信息量(polymorphism information content,PIC)。方法 应用多重PCR方法对139个位点进行扩增。聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,Gene scanTM、GenotyperTM软件进行基因分型。结果 这些微卫星位点的杂合度为0.35~0.89,其中88%的杂合度>0.60,PIC为0.32~0.88,94%位点的PIC>0.50。结论 微卫星位点有较高的多态信息量,在不同群体间存在一定的差异,在遗传分析中有广泛的应用价值。
Information behavior of microsatellite loci in genome scanning
YUAN Wentao XU Hongyan CHEN zhu HUANG Wei
(Molecular Medical Center,Ruijin Hospital , Shanghai Second Medical university, Shanghai , 200025 P. R. China. E-mail:huangwei@chgc.sh.cn)
gU Mingmin(Department of Medical Genetic, Shanghai Second Medical University, shanghai,250025 P.R.China);
xUE Jinglun JIN Li(Genetic Institute, Fudan University, Shanghai, 200433 P.R.China)
zHAO Jinying FANG Fude(Institute of Basic Medical Sciences, Chinese Academy of Medical sciences,Beijing,100005 P.R.China)
dING Wei JIANG Hongquan CHEN Jialun(Shanghai Institute of Endocrinology, Shanghai, 200025 P.R.China)
【Abstract】 Objective To determine the heterozygosity and polymorphism information content of 139 microsatellite loci in Han population. Methods Multiplex approach was used to analyze the 139 loci. The amplified fragments were subjected to electrophoresis in PAGE gel and analyzed with GenescanTM and GenotyperTM. results The heterozygosities are between 0.35 to 0.89, with the heterozygosites of 88% loci >0.60. PICs are in the range of 0.32 and 0.88,with PICs of 95% loci> 0.50. Conclusion The polymorphism information content of microsatellite loci is very high and their distribution varies in different races and populations.
【Key words】 microsatellite locus; polymerase chain reaction; heterozygosity; polymorphism information content
DNA短串联重复序列(short tandem repeats,STR)即微卫星位点,是一种广泛存在于人类基因组,以2~6个碱基为单位、串联重复排列的序列,多存在于非翻译区及内含子中,其中以(CA)n为最多见[1]。一般每个微卫星位点有十几个等位片段,具有高度的多态性,并以孟德尔共显性遗传,具有高度的杂合度(heterozygosity,H)和多态信息量(polymorphism information content,PIC),可以作为一种遗传标记[2]。通过PCR方法,这些微卫星位点可以广泛运用于精密遗传连锁作图,单基因、多基因遗传疾病的相关基因定位,以及个体之间的鉴别、亲子鉴定等方面。
1 材料和方法
1.1 材料 选取72名无亲缘关系的汉族人基因组DNA,其中男36人,女36人。年龄51~97岁,平均68.73岁。
1.2 方法
1.2.1 PCR方法 用FAM、TET和HEX 3种不同颜色荧光染料标记的微卫星引物(Perkin elmer公司),覆盖整个22条常染色体和1条X染色体。采用多重PCR方法[3],将7~16种不同引物混合,放入一管中进行反应。总反应体积为5μl。反应试剂与条件采用优化方法,在试剂中加入Taq StartTM抗体与抗体缓冲液,抗体与Taq酶在常温时结合,使Taq酶不发生效用;高温时,抗体失活,Taq酶作用,以提高Taq酶的效率。在反应条件中采取两相循环。第1相循环时,起始退火温度63℃,后每增加1个循环下降0.5℃,共14个循环,终退火温度为56℃。目的是使每一对引物在扩增时达到最佳退火温度,都能扩增出产物。第2相循环退火温度固定为56℃。PCR反应用96孔微量板,在Perkin elmer 9600热循环仪上进行。
1.2.2 电泳 采用聚丙烯酰胺凝胶电泳,制成6%聚丙烯酰胺和7 mmol/L尿素的变性胶。将0.5μl PCR扩增产物与0.4μl ABI GS-350 TAMRA分子量内标,0.8μl loading buffer,0.8 μl甲酰胺混合, 在94℃加热变性2 min后,放入冰中骤冷,以保持DNA的单链状态。上样于凝胶中,在ABI373测序仪中电泳3 h,电压700~1000V,恒定功率23W。
1.2.3 数据处理 用Gene ScanTM672软件GS collection收集数据,Gene scanTMAnalysis2.0.1软件进行泳道线校正,分子量内标校正和扩增片段大小测量,GenotyperTM1.1.1软件进行各位点上各样本的基因分型[4]。
2 结果
2.1 通过软件得到的是每个位点所有样本的等位片段,是一系列相差2 bp的片段。为了简便起见,将样本的等位片段按编号,由短至长每增加2 bp给予一个序号,据此得到各位点样本的基因型。
2.2 统计处理
2.2.1 等位片段频率及标准误,结果见表1。因位点较多,仅列举22个。计算公式如下:
f=a/2N a为各等位片段数,N为样本数
2.2.2 杂合度(H)及多态信息量(PIC)计算结果见表2。杂合度观察值直接由基因型算出:
(估测值)
n为等位片段数,Pi和Pj为第i个和第j个等位片段的群体频率[5]。
2.2.3 汉族与法国人类多态研究中心(Centre etude Polymorphism Humain)提供的白种人(CEPH)杂合度χ2检验,见表2。
表1 各位点的等位片段频率及标准误
table1 Loci's allele frequency and standard error
D1S502 D2S338 D3S1279 D4S1575
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
1 259 5.6±1.9 273 2.1±1.2 262 0±0 290 9.0±2.4
2 261 2.8±1.4 275 2.1±1.2 264 3.6±1.5 292 73.6±3.7
3 263 8.3±2.3 277 12.5±2.8 266 18.6±3.2 294 15.3±3.0
4 265 16.0±3.1 279 2.1±1.2 268 41.4±4.1 296 1.4±1.0
5 267 11.8±2.7 281 11.1±2.6 270 0.7±0.7 298 0.7±0.7
6 269 14.6±2.9 283 5.6±1.9 272 1.4±1.0
7 271 18.8±3.3 285 15.3±3.0 274 13.6±2.9
8 273 6.9±2.1 287 34.0±3.9 276 7.1±2.1
9 275 9.0±2.4 289 9.7±2.5 278 8.6±2.3
10 277 2.8±1.4 291 4.9±1.8 280 2.9±1.4
11 279 2.1±1.2 293 0.7±0.7 282 1.4±1.0
12 281 1.4±1.0 284 0.7±0.7
D5S418 D6S257 D7S484 D8S514
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
1 207 24.3±3.6 160 1.4±1.0 90 16.7±3.1 212 0.7±0.7
2 209 1.4±1.0 162 0.7±0.7 92 0.7±0.7 214 1.4±1.0
3 211 19.3±3.33 164 0.7±0.7 94 1.4±1.0 216 22.9±3.5
4 213 6.3±2.0 166 1.4±1.0 98 1.4±1.0 218 13.9±2.9
5 215 14.6±2.9 168 5.6±1.9 100 2.8±1.4 220 6.9±2.1
6 217 1.4±1.0 170 9.0±2.4 102 0.7±0.7 222 41.7±4.1
7
219 4.2±1.7 172 16.0±3.1 104 26.4±3.7 224 6±2.0.3
8
221 17.4±3.2 174 17.4±3.2 106 16.7±3.1 226 5.6±1.9
9
223 6.9±2.1 176 20.1±3.3 108 19.4±3.3 228 0.7±0.7
10
225 4.2±1.7 178 16.0±3.1 110 1.4±1.0
11
180 7.6±2.2 112 9.7±2.5
12
182 2.8±1.4 114 2.8±1.4
13
184 1.4±1.0
D9S290 D10S587 D11S934 D12S368
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
1 242 5.6±1.9 88 1.4±1.0 301 13.2±2.8 200 43.0±4.1
2 244 33.3±3.9 90 0.7±0.7 303 2.1±1.2 202 4.2±1.7
3 246 17.4±3.2 92 2.1±1.2 305 67.4±3.9 204 15.5±3.0
4 248 27.1±3.7 94 31.3±3.9 307 5.6±1.9 206 1.4±1.0
5 250 6.9±2.1 96 10.4±2.5 309 4.2±1.7 208 1.4±1.0
6 252 6.3±2.0 98 3.5±1.5 311 1.4±1.0 210 25.4±3.6
7 254 3.5±1.5 100 4.2±1.7 313 4.2±1.7 212 9.2±2.4
8 102 6.3±2.0 315 0.7±0.7
9 104 18.8±3.3 317 1.4±1.0
10 106 7.6±2.2
11 108 10.4±2.5
12 110 3.5±1.5
D13S156 D14S70 D15S130 D16S415
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
1 274 5.6±1.9 98 4.2±1.7 280 0.7±0.7 208 14.6±2.9
2 276 2.1±1.2 100 7.6±2.2 282 29.2±3.8 218 0.7±0.7
3 278 17.4±3.2 102 30.6±3.8 284 18.8±3.3 220 0.7±0.7
4 280 9.0±2.4 104 29.9±3.8 286 8.3±2.3 222 28.5±3.8
5 282 16.0±3.1 106 13.9±2.9 290 2.1±1.2 224 38.9±4.1
6 284 30.6±3.8 108 13.2±2.8 292 29.9±3.8 226 9.7±2.5
7 286 17.4±3.2 110 0.7±0.7 294 2.8±1.4 228 4.2±1.7
8 288 0.7±0.7 296 7.6±2.2 230 2.1±1.2
9 290 0.7±0.7 298 0.7±0.7 232 0.7±0.7
10 292 0.7±0.7
D17S799 D18S59 D19S420 D20S196
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
1 186 1.4±1.0 151 37.5±4.0 78 0.7±0.7 257 2.1±1.2
2 188 1.4±1.0 153 5.6±1.9 84 0.7±0.7 259 29.9±3.8
3 190 4.2±1.7 155 10.4±2.5 86 0.7±0.7 265 2.1±1.2
4 192 27.1±3.7 157 16.0±3.1 88 17.4±3.2 267 1.4±1.0
5 194 2.1±1.2 159 2.8±1.4 90 11.1±2.6 271 1.4±1.0
6 196 50.7±4.2 161 21.5±3.4 92 22.2±3.5 273 0.7±0.7
7 198 4.2±1.7 163 2.1±1.2 94 14.6±2.9 275 6.9±2.1
8 200 8.3±2.3 165 2.8±1.4 96 20.8±3.4 277 2.8±1.4
9 202 0.7±0.7 167 0.7±0.7 98 9.0±2.4 279 6.9±2.1
10 173 0.7±0.7 100 2.1±1.2 281 13.2±2.8
11 102 0.7±0.7 283 13.9±2.9
12 285 12.5±2.8
13 287 4.2±1.7
14 289 2.1±1.2
D21S263 D22S283 D21S263 D22S283
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
Allele
(等位片段)(bp)
Frequency
(频率)(%)
1 193 9.0±2.4 127 0.7±0.7 9 219 15.3±3.0 143 8.3±2.3
2 197 4.2±1.7 129 0.7±0.7 10 221 3.5±1.5 145 4.2±1.7
3 199 20.1±3.3 131 13.9±2.9 11 147 4.2±1.7
4 209 0.7±0.7 133 5.6±1.9 12 149 2.8±1.4
5 211 1.4±1.0 135 9.7±2.5 13 151 1.4±1.0
6 213 5.6±1.9 137 15.3±3.0 14 153 1.4±1.0
7 215 17.4±3.2 139 18.1±3.2 15 155 0.7±0.7
8 217 22.9±3.5 141 13.2±2.8
表2 各位点杂合度、多态信息含量及χ2检验
table 2 Loci's Heterozygosity,PIC and χ2 test
Locus
(位点)
Chromosome
(染色体)
Allele size
range
(等位基因片段
长度范围)
PIC
(多态信息
含量)
Heterozygosity(杂合度) Heterozygosity
(杂合度)
(CEPH)
P value
(P值)
Observed
(观察值)
Expected
(估测值)
D1S196 1 308-324 0.56 0.67 0.60 0.74 0.0014
D1S206 1 200-218 0.77 0.79 0.79 0.82 0.4349
D1S207 1 141-171 0.79 0.81 0.81 0.84 0.4132
D1S214 1 114-143 0.55 0.62 0.58 0.78 1.379E-06
D1S218 1 263-287 0.78 0.90 0.81 0.83 0.5944
D1S235 1 201-231 0.61 0.90 0.67 0.68 0.8303
D1S249 1 155-185 0.71 0.78 0.73 0.87 3.142E-05
D1S413 1 246-262 0.74 0.81 0.76 0.76 1.0000
D1S424 1 196-230 0.43 0.75 0.51 0.73 7.218E-07
D1S498 1 180-204 0.68 0.73 0.72 0.82 0.0092
D1S502 1 250-290 0.87 0.85 0.88 0.89 0.7493
D2S125 2 84-104 0.80 0.86 0.82 0.82 1.0000
D2S139 2 107-131 0.70 0.82 0.74 0.81 0.0744
D2S142 2 231-249 0.70 0.71 0.74 0.76 0.6396
D2S325 2 154-178 0.72 0.79 0.76 0.82 0.1186
D2S337 2 287-311 0.79 0.74 0.82 0.88 0.0648
D2S338 2 270-294 0.80 0.78 0.82 0.81 0.7988
D2S367 2 301-333 0.86 0.93 0.87 0.86 0.7732
D2S396 2 228-246 0.86 0.78 0.87 0.83 0.2869
D3S1266 3 285-299 0.64 0.74 0.69 0.73 0.3676
D3S1279 3 264-282 0.73 0.75 0.76 0.85 0.0117
D3S1285 3 230-248 0.67 0.84 0.72 0.73 0.8218
D3S1289 3 198-218 0.78 0.79 0.80 0.81 0.7988
D4S1575 4 285-301 0.39 0.51 0.43 0.65 3.979E-06
D4S403 4 165-181 0.70 0.62 0.74 0.77 0.4759
D4S424 4 192-206 0.57 0.59 0.59 0.83 1.667E-10
D5S406 5 160-188 0.73 0.74 0.76 0.79 0.4614
D5S408 5 259-279 0.81 0.84 0.84 0.73 0.0132
D5S418 5 204-224 0.71 0.84 0.73 0.80 0.0801
D5S421 5 164-186 0.72 0.89 0.74 0.82 0.0373
D5S424 5 207-229 0.61 0.64 0.65 0.76 0.0100
D5S471 5 233-253 0.67 0.78 0.72 0.76 0.3490
D5S630 5 320-426 0.88 0.79 0.89 0.90 0.7389
D5S647 5 320-360 0.76 0.73 0.78 0.82 0.2978
D6S257 6 163-189 0.84 0.90 0.86 0.87 0.7662
D6S264 6 106-126 0.50 0.51 0.52 0.70 8.568E-05
D6S276 6 197-229 0.71 0.67 0.75 0.83 0.0332
D6S287 6 103-135 0.65 0.73 0.68 0.85 1.927E-06
D6S289 6 156-176 0.80 0.81 0.82 0.79 0.4614
D6S292 6 151-171 0.81 0.86 0.83 0.83 1.0000
D6S305 6 248-274 0.84 0.78 0.86 0.84 0.5854
D6S308 6 321-347 0.61 0.73 0.65 0.75 0.0209
D6S422 6 292-314 0.60 0.73 0.66 0.77 0.0090
D6S434 6 198-242 0.74 0.77 0.77 0.86 0.0095
D6S462 6 101-115 0.59 0.70 0.62 0.68 0.1984
D6S470 6 117-137 0.63 0.68 0.67 0.80 0.0012
D7S484 7 99-113 0.80 0.75 0.83 0.74 0.0402
D7S493 7 200-230 0.62 0.60 0.65 0.88 1.465E-12
D7S519 7 254-280 0.72 0.79 0.74 0.81 0.0744
D7S531 7 273-291 0.72 0.78 0.75 0.77 0.6346
D8S258 8 138-154 0.52 0.63 0.55 0.70 0.0011
D8S514 8 209-227 0.71 0.75 0.74 0.77 0.4759
D9S157 9 211-245 0.75 0.78 0.78 0.84 0.1017
D9S161 9 118-136 0.68 0.55 0.71 0.78 0.0911
D9S273 9 198-218 0.63 0.63 0.66 0.74 0.0682
D9S286 9 131-165 0.76 0.77 0.79 0.88 0.0056
D9S290 9 238-260 0.74 0.78 0.77 0.83 0.1102
D10S189 10 176-192 0.73 0.81 0.77 0.72 0.2655
D10S197 10 161-175 0.70 0.77 0.74 0.75 0.8174
D10S212 10 185-201 0.38 0.45 0.40 0.71 8.387E-12
D10S217 10 92-116 0.83 0.88 0.85 0.81 0.3079
D10S537 10 135-161 0.71 0.81 0.75 0.83 0.0332
D10S548 10 178-194 0.55 0.67 0.61 0.70 0.0495
D10S587 10 88-110 0.81 0.79 0.83 0.80 0.4533
D10S591 10 304-332 0.46 0.64 0.49 0.71 1.245E-06
D10S597 10 270-290 0.54 0.59 0.64 0.64 1.0000
D11S1320 11 256-272 0.50 0.55 0.55 0.68 0.0053
D11S1345 11 231-245 0.66 0.79 0.71 0.71 1.0000
D11S1358 11 284-304 0.62 0.74 0.68 0.76 0.0610
D11S898 11 136-158 0.32 0.48 0.39 0.85 5.642E-38
D11S901 11 306-322 0.62 0.77 0.67 0.82 9.448E-05
D11S922 11 127-181 0.71 0.68 0.73 0.83 0.0078
D11S934 11 299-327 0.50 0.42 0.52 0.84 2.576E-18
D11S935 11 192-214 0.75 0.74 0.78 0.73 0.2601
D11S968 11 136-156 0.66 0.75 0.70 0.81 0.0050
D12S326 12 201-227 0.58 0.73 0.64 0.80 6.334E-05
D12S336 12 109-127 0.79 0.93 0.82 0.82 1.0000
D12S345 12 208-242 0.83 0.88 0.85 0.87 0.5520
D12S351 12 142-166 0.68 0.85 0.73 0.75 0.6442
D12S368 12 199-219 0.68 0.71 0.72 0.81 0.0218
D12S78 12 169-207 0.77 0.75 0.79 0.91 2.751E-05
D12S79 12 155-181 0.79 0.73 0.81 0.87 0.0744
D12S83 12 99-119 0.88 0.92 0.89 0.81 0.0414
D13S156 13 272-292 0.78 0.82 0.81 0.80 0.8026
D13S173 13 230-248 0.68 0.71 0.72 0.82 0.0092
D13S175 13 97-115 0.67 0.74 0.72 0.76 0.3490
D13S217 13 239-257 0.75 0.81 0.77 0.68 0.0537
D13S263 13 143-169 0.76 0.73 0.77 0.84 0.0562
D14S258 14 191-209 0.65 0.66 0.70 0.80 0.0124
D14S261 14 269-299 0.57 0.59 0.61 0.76 0.0004
D14S276 14 233-245 0.80 0.81 0.82 0.77 0.2348
D14S280 14 236-254 0.68 0.84 0.71 0.69 0.6654
D14S288 14 187-209 0.87 0.85 0.88 0.84 0.2752
D14S63 14 172-190 0.78 0.85 0.81 0.77 0.3419
D14S65 14 122-152 0.75 0.79 0.77 0.79 0.6234
D14S68 14 317-343 0.87 0.92 0.88 0.88 1.0000
D14S70 14 96-110 0.74 0.92 0.77 0.76 0.8149
D15S117 15 316-334 0.63 0.62 0.66 0.78 0.0038
D15S120 15 150-178 0.73 0.73 0.76 0.73 0.4992
D15S127 15 114-148 0.84 0.85 0.85 0.86 0.7732
D15S128 15 193-211 0.79 0.86 0.82 0.78 0.3342
D15S130 15 280-294 0.74 0.82 0.78 0.66 0.0113
D15S131 15 237-275 0.79 0.79 0.80 0.83 0.4245
D15S153 15 237-269 0.80 0.85 0.82 0.87 0.1371
D15S165 15 180-208 0.34 0.34 0.35 0.79 3.345E-27
D16S401 16 166-180 0.76 0.85 0.79 0.75 0.3556
D16S411 16 215-235 0.52 0.55 0.56 0.78 1.091E-07
D16S415 16 208-236 0.69 0.64 0.73 0.72 0.8238
D16S420 16 250-276 0.66 0.73 0.70 0.82 0.0018
D16S503 16 294-310 0.63 0.70 0.67 0.81 0.0004
D16S516 16 241-261 0.68 0.77 0.72 0.73 0.8218
D17S787 17 134-170 0.82 0.88 0.84 0.81 0.4444
D17S799 17 182-202 0.61 0.73 0.66 0.68 0.6681
D17S808 17 327-341 0.66 0.78 0.72 0.65 0.1422
D17S849 17 250-262 0.71 0.73 0.75 0.67 0.0889
D18S462 18 292-314 0.74 0.79 0.77 0.70 0.1266
D18S464 18 295-311 0.52 0.60 0.60 0.65 0.2945
D18S469 18 213-225 0.51 0.60 0.58 0.79 2.525E-07
D18S478 18 239-253 0.68 0.78 0.72 0.64 0.0956
D18S53 18 148-178 0.79 0.90 0.81 0.79 0.6234
D18S59 18 147-167 0.74 0.84 0.77 0.81 0.3079
D18S61 18 205-235 0.80 0.92 0.82 0.87 0.1371
D18S64 18 311-337 0.79 0.84 0.81 0.74 0.1105
D18S68 18 266-290 0.80 0.84 0.82 0.68 0.0027
D19S210 19 168-186 0.67 0.70 0.71 0.74 0.4940
D19S414 19 162-190 0.61 0.75 0.64 0.78 0.0007
D19S420 19 81-101 0.83 0.96 0.84 0.79 0.2196
D20S107 20 192-216 0.76 0.78 0.79 0.80 0.8026
D20S115 20 230-242 0.59 0.81 0.65 0.66 0.8328
D20S118 20 208-224 0.68 0.75 0.72 0.82 0.0092
D20S119 20 104-120 0.72 0.85 0.76 0.82 0.1183
D20S178 20 175-189 0.76 0.88 0.78 0.83 0.1832
D20S189 20 294-310 0.49 0.64 0.56 0.75 1.145E-05
D20S196 20 256-290 0.83 0.86 0.84 0.81 0.4444
D21S1253 21 265-285 0.79 0.90 0.81 0.77 0.3419
D21S263 21 194-224 0.82 0.85 0.84 0.75 0.0377
D22S280 22 208-220 0.75 0.82 0.78 0.82 0.2978
D22S283 22 126-152 0.87 0.89 0.88 0.89 0.7493
DXS993 X 265-289 0.36 0.44 0.39 0.79 9.182E-23
3 讨论 微卫星位点具有高度多态性,经家系分析,都符合孟德尔共显性遗传规律。我们根据这139个位点计算得出,杂合度在0.35~0.89之间,其中88%位点的杂合度>0.60。PIC范围为0.32~0.88,94%位点的PIC>0.50。当PIC>0.50时,标记具有高度的可提供信息性;0.50>PIC>0.25,标记能够较合理的提供信息;当PIC<0.25,标记可提供的信息性较差[6]。微卫星位点的PIC较高,平均0.70,远高于RFLP方法所能提供的信息量,RFLP的等位基因只有2~3个,PIC约为0.3。而且微卫星位点的多态性可以通过DNA的PCR技术得到,操作简单,DNA样本量少,无污染。我们将这139个位点的杂合度与法国人类多态研究中心(CEPH)提供的白种人的杂合度进行了比较(表2),发现存在一定的差异。CEPH提供的这些位点的杂合度都在0.65以上,而我们在进行基因组扫描时发现有6个位点D4S1575、D10S212、D10S591、D11S898、D15S165、DXS993的杂合度较低(<0.5),8个位点PIC值<0.5,所能提供的信息量也较弱,扩大标本量后仍得到相同的结果。例如,D4S1575位点(表1),292bp的等位片段频率占73.6%,且只有5个等位基因。而其它位点作χ2检验,部分P值小于0.05,这与Edwards[1]的报道相符,证明在不同种族、人群之间微卫星位点的杂合度和等位片段频率有一定差异[7]。
微卫星位点的多态性和高度信息量,使微卫星位点技术运用前景广阔。(1)作为标记,构建遗传连锁图,到1996年,以7000个微卫星位点为标记,第2代遗传图构建完成,覆盖长度为4000cM,平均间隔0.7cM,为基因组扫描和基因定位提供帮助。(2)作为遗传标记进行遗传性疾病的基因定位。当遗传标记与致病基因在同一染色体上并且距离较近时,在向子代传递时就不会自由分离,呈现连锁不平衡,以重组频率的1%的图距为1cM,1cM=1×106bp。通过对遗传标记的检测,诊断患者是否携带致病基因。现随着微卫星位点数目的增多以及操作的自动化,可以进行数百个位点的全基因组扫描,再加上合适的DNA样本(家系或群体),可以在较短的时间内,使连锁关系定位于1~2cM之内,再在这个范围内增加微卫星位点的数目,最终实现基因定位、克隆。(3)根据微卫星位点的个体差别,设计以十几个位点为一组,以个体的各位点的基因型串联编码。据统计,两个无亲缘关系的个体基因型完全一致的概率为1012以上数量级分之一,在用于军事、法医等方面有着远大前景[8,9]。
基金项目:“863”高科技项目(102-10-02-03),卫生部科研基金(96-1-322),上海市科技发展基金(98ZB14054)、上海市自然科学基金(95JC14002)
参考文献
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[3]Kuang SQ, Wang JM, Huang W, et al.Fluorscence-based semi-automated gene scan with microsatellite markers by multiplex PCR techniques. Chin J Med genet,1998,15(2)∶104-107.[况少青,王健民,黄薇,等.应用多重PCR技术进行微卫星位点荧光标记-半自动基因组扫描.中华医学遗传学杂志,1998,15(2)∶104-107.]
[4]Reed PW,Davis JL,Copeman JB,et al.Chromosome specific microsatellite sets for fluorescence-based,semi-automated genome mapping.Nature genet,1994,7(3)∶390-395.
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[6]Kuang SQ, Zhang YZ, Chen Z. A powerful tool for genome scanning and gene mapping of inherited disease. Chin J Med Genet,1997,14(2)∶99-103.[况少青,张宇舟,陈竺.基因组扫描-遗传病相关基因定位的有力工具.中华医学遗传学杂志,1997,14(2)∶99-103.]
[7]Deka R,Chakraborty R,Decroo S,et al.Characteristics of polymorphism at a vNTR locus 3′ to the apolipoprotein B gene in five human population.Am J Hum genet,1992,51(6)∶1325-1333.
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