Early Access STR V1试剂盒及24个STR基因座序列信息的解读

摘要

目的：评估Early Access STR v1试剂盒对24个常染色体STR基因座的序列解读能力及法医学应用价值。　　方法：（1）通过比较两种不同文库构建方式、三种文库构建反应体系以及三种文库模板量，评估测序实验优化的必要性及价值；（2）基于Ion Torrent PGM平台采用Early Access STR v1试剂盒对52例生物学样本（非洲人群、欧洲人群和亚洲人群）进行测序检测，评估试剂盒中24个STR基因座的测序质量和序列结构信息；并与毛细管电泳分型结果进行一致性比较；（3）统计24个STR基因座的法医学应用效能。　　结果：（1）手动构建文库步骤繁琐，但可获得更佳的数据质量；减半的文库构建体系（10μL）可以获得较好的测序质量，从而节约建库成本；最佳的文库模板量为1pM；（2）对测序数据的分析发现，24个STR基因座的等位基因平均占比为95.46%，Stutter峰平均占比为4.01%，noise信号平均占比为0.53%；序列覆盖深度最低的基因座为D21S11（551×），最高的基因座为D9S2157（7445×）；等位基因覆盖度比率最低的基因座为D5S2500（60.59%），最高的基因座为D16S539（87.74%）。相较于毛细管电泳(Capillary electrophoresis,CE）检测，大规模平行测序（Massively parallel sequencing,MPS）在非洲、欧洲及亚洲人群的24个STR基因座上增加了25种、6种和42种同等位基因；在D1S1677、D1S1656、TPOX、D2S1776、D5S2500、CSF1PO、D6S474、D9S2157、vWA和D16S539基因座侧翼区共发现13个SNP位点，在D13S317基因座侧翼区发现1个InDel位点。除1例口腔拭子样本在D13S317基因座检测结果不一致以外，MPS和CE检测对非降解样本在各基因座检测结果均完全一致。另外，与已报道研究结果相比，在非洲人群的D1S1677、D5S2500、D9S2157和D8S1179基因座上发现新等位基因序列信息；在欧洲人群的D6S474基因座上发现新等位基因序列信息；在亚洲人群的D1S1656、D5S2500、D6S474、D9S2157、TH01和D21S11基因座上发现新等位基因序列信息。（3）在本次调查的亚洲人群中，24个常染色体STR基因座等位基因频率为0.0135~0.5135；多态性信息含量最低为0.5912（TPOX），最高为0.9009（D21S11）；24个STR基因座的二联体累积非父排除概率为0.999998955613536，三联体累计非父排除概率为0.999999999941212。　　结论：（1）采用10μL PCR扩增反应体系和1ng DNA模板量进行手动构建文库，采用1pM的文库浓度进行乳化PCR反应，可使Early Access STR v1试剂盒获得最佳的测序表现。（2）大部分STR基因座的等位基因覆盖深度高，杂合子表现均衡，可满足法医学应用需求。（3）基于MPS检测技术，可获取24个STR基因座的等位基因核心序列及侧翼区序列信息，提高遗传标记的个体识别能力及检测效能。

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